Жирные кислоты. Дайте определение понятия жирные масла как группы биологически активных веществ. Приведите классификацию масел
 Скачать 29.42 Kb.
|
|
Дайте определение понятия «жирные масла» как группы биологически активных веществ. Приведите классификацию масел. Растительные масла, растительные жиры — продукты, извлекаемые из растительного сырья и состоящие из триглицеридов жирных кислот и сопутствующих им веществ (фосфолипиды, свободные жирные кислоты, воски, стеролы, вещества, придающие окраску и др.). В растениях липиды присутствуют всегда, но их количество сильно варьирует. Наиболее богаты ими плоды и семена масличных культур. В отличие от животных жиров растительные масла не содержат холестерин и обладают антихолистериновым действием. широко используются следующие масличные культуры: соя, хлопчатник, арахис, подсолнечник, оливы, рапс, кокосовая пальма, масличная пальма, кунжут, лён, кукуруза, конопля Классификация по происхождению: Из семян Из мякоти плодов По консистенции: Твердые (какао-масло, кокосовое) Жидкие (подсолнечное, оливковое) По способности образовывать пленки при высыхании: Высыхающие - окисляются на воздухе и образуют гладкие, прозрачные, смолоподобные эластичные плёнки, нерастворимые в органических растворителях. В триглицеридах преобладает линоленовая кислота (конопляное, льняное) Полувысыхающие - медленно образующие мягкие, липкие плёнки. В триглицеридах преобладает линолевая кислота (кукурузное, маковое, подсолнечное, соевое) Невысыхающие — не образуют плёнок и не загустевают при нагревании. В триглицеридах преобладает олеиновая кислота (арахисовое, горчичное, какао-масло, пальмовое, пальмоядровое, оливковое, рапсовое) По содержанию определенных жирных кислот: лауриновая группа (лауриновая и другие низкомолекулярные кислоты) - кокосовое и пальмоядровое масла эруковая группа (эруковая, нервоновая, эйкозеновая кислоты) - рапсовое высокоэруковое, горчичное, сурепное пальмитиновая группа (пальмитиновая кислота) - пальмовое, хлопковое, какао-масло олеиновая группа (олеиновая кислота) - оливковое, высокоолеиновое подсолнечное, овсяное, арахисовое, абрикосовое, рисовое, авокадо олеиново-линолевая группа (олеиновая и линолевая кислоты в сопоставимых количествах) – кунжутное, вишневое линолевая группа (линолевая кислота) - подсолнечное, кукурузное, конопляное, тыквеное, кедрового ореха, масло зародышей пшеницы α-линоленовая группа (α-линоленовая кислота) - льняное, низкоэруковое рапсовое, рыжиковое, горчичное, сурепное, пшеничное, соевое, масло шиповника γ-линоленовая группа - масла огуречника, семян чёрной смородины. Охарактеризуйте способы получения жиров и жирных масел. Способ получения жиров зависит от природы и особенностей исходного сырья. Примерно одинаково получают растительные масла, а также жиры, отлагающиеся на внутренних органах животных. Что касается твердых растительных жиров (например, масло какао) и жидких жиров (например, рыбий жир), то они добываются по специфическим для каждого из них способам. Получение жиров: Вытапливание (сухое или мокрое) жировой ткани, снятой с внутренних органов животных Вываривание Экстрагирование горячей водой, паром, органическими растворителями – достигается большой выход, который сопровождается большим числом нежелательных примесей Виброэкстрагирование Прессование Сепарирование Обработка химическими веществами (щелочами, кислотами) Получение масел: Прессование горячее прессование – сопровождается большим переходом сопутствующих веществ холодный отжим – масла содержат меньше сопутствующих веществ, менее окрашены (используется для медицинских целей) Экстрагирование семян летучими органическими растворителями (низкокипящими фракциями бензина) Для удаления нежелательных сопровождающих веществ и образующихся примесей жиры (масла) подвергаются рафинированию, то есть процессу очистки. Современные методы рафинирования жиров условно делятся на три группы: Физическими методами рафинации являются отстаивание, фильтрация и центрифугирование. Этими методами удаляются механические взвеси и части коллоидно-растворенных веществ, выпадающих из масла при хранении. Химическими методами являются сернокислотная рафинация, гидратация, отделение госсипола (в хлопковом масле), щелочная рафинация, окисление красящих веществ. Физико-химические методы включают адсорбционную рафинацию и дезодорирование жиров. Напишите общую формулу жиров. Охарактеризуйте кислоты, входящие в состав жиров. Жиры состоят почти исключительно из глицеридов жирных кислот, то есть сложных эфиров глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. Глицериды имеют следующую общую формулу: где R1, R2, R3 - радикалы жирных кислот. В природных жирах обнаружено более 200 различных жирных кислот. Преoблaдающими являются жиpныe кислоты с четным числом углеродных атомов от 8 до 24. Жирные кислоты с короткой цепью, содержащей менее 8 углеродных атомов (капроновая, масляная и др.), в составе глицеридов не встречаются, но могут присутствовать в свободном виде влияя на запах и вкус жиров. Большинство жиров содержит 4-7 главных и несколько сопутствующих (составляющих менее 5% от суммы жирных кислот. Достаточно сказать что до 75% жиров составляют глицериды всего трех кислот - пальмитиновой, олеиновой или линолевой. Входящие в состав триглицеридов жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными. Чаще всего в состав жиров входят следующие жирные кислоты: Предельные кислоты: С15Н31СООН - пальмитиновая С17Н31СООН - стеариновая Непредельные кислоты: С17Н33СООН - олеиновая (с одной двойной связью), образует невысыхающие глицериды С17Н33СООН - линолевая (с двумя двойными связями), образует полувысыхающие глицериды С17Н29СООН - линоленовая (с тремя двойными связями), образует высыхающие глицериды. [2] Жиры некоторых растений содержат специфические жирные кислоты, характерные только для этих растений. Так, масло клещевины содержит оксикислоту - рицинолевую; хаульмугровое масло образовано глицеридами циклических кислот - гиднокарповой, хаульмугровой; некоторые кислоты характерны для растений определенных семейств. Глицериды бывают однокислотные и разнокислотные (смешанные). У однокислотных глицеридов этерификация глицерина произошла с тремя молекулами одной и той же жирной кислоты, например триолеин, тристеарин и т.п. Однако жиры, coстоящие из однокислотных триглицеридов, в природе встречаются довольно редко (оливковое масло, касторовое масло). В образовании жиров доминирует закон максимальной разнородности - подавляющее большинство известных жиров представляют смеси разнокислотных глицеридов (например, стеаринодиолеин, пальмитиноолеинолеин и т.п. В настоящее время известно свыше 1300 различных жиров, различающихся по составу жирных кислот и образуемых ими разнокислотных глицеридов. Изменения, происходящие с растительными маслами при хранении. Растительные масла нестойкие, и поэтому при хранении необходимо соблюдать жесткие режимы, особенно по отношению к солнечному свету и кислороду, которые являются катализаторами окислительных процессов. При хранении растительных масел в них развиваются окислительные процессы, в основе которых лежат цепные реакции автоокисления непредельных жирных кислот. Продукты этих реакций и придают маслу неприятные органолептические качества. Окисление жиров. Окисление масла атмосферным кислородом приводит к их порче и способствует окислительной полимеризации -- высыханию. Ультрафиолетовые лучи ускоряют процесс окисления полиненасыщенных жирных кислот. Повышенная температура, особенно в интервале 40--45°С, резко увеличивает скорость образования и распада гидроперекисей: В растительных тканях встречается биологический катализатор -- липоксигеназа, который катализирует окисление полиненасыщенных жирных кислот. Для предотвращения и замедления окислительных реакций в масло вводят антиокислители (антиоксиданты). Действие антиокислителей основано на их способности обрывать цепь окисления. Это действие связано с ликвидацией активных радикалов, с образованием новых, не принимающих участие в процессах окисления. Прогоркание масла. Это сложный процесс, начальной стадией которого является ферментативный гидролиз. При этом накапливаются свободные низкомолекулярные жирные кислоты, придающие маслам прогорклый вкус. Дальнейшее изменение связано с накоплением в маслах короткоцепочечных альдегидов и кетонов, являющихся вторичными продуктами окисления гидроперекисей, которые не только усиливают прогоркание, но и придают маслам дополнительные неприятные вкусовые оттенки. Так, смесь шести и десяти углеродных альдегидов придает маслу вкус «сильно поджаренный». Примесь альдегидов С6--Си, образующихся при разложении гидроперекисей в процессе гидрогенизации, придает специфический запах саломаса. В ненасыщенных жирах преобладают альдегиды, а в жирах с небольшим количеством ненасыщенных кислот -- кетоны. Окисление альдегидов и кетонов ведет к появлению у жиров неприятного резкого запаха. Прогорклые растительные масла типа оливкового, в составе которых преобладает олеиновая кислота, имеют выраженный олеиново-кислый или альдегидный запах, который обусловливают в основном муравьиный, гептиловый, нониловый, уксусный альдегиды. Прогорклые масла типа макового с преобладанием полиненасыщенных кислот имеют запах олифы. Гидролитические процессы. Гидролиз - это процесс расщепления молекул глицерида на элементы при взаимодействии с водой. Прежде всего, гидролиз протекает во влажных жирах, содержащих такие катализаторы, как липаза, фосфолипаза, сильные органические и неорганические кислоты, а также в результате деятельности микроорганизмов. Гидролиз жиров ведет к накоплению свободных жирных кислот, что выражается ростом кислотного числа. С накоплением низкомолекулярных кислот (масляной, валериановой, капроновой) появляются неприятные специфические вкус и запах. Гидролиз жиров (свиного, бараньего, говяжьего), а также растительных масел, в состав которых не входят низкомолекулярные жирные кислоты, не приводит к образованию продуктов со специфическими, неприятными вкусом и запахом, так как в результате этого процесса появляются высокомолекулярные жирные кислоты, не обладающие этими свойствами. Поэтому органолептические свойства жира при гидролизе не изменяются, и наличие порчи гидролитической природы может быть установлено лишь химическим путем на основании определения кислотного числа. Однако если в состав жира (молочный, кокосовое и пальмоядровое масла) входят низкомолекулярные кислоты, то они при гидролизе высвобождаются и придают продуктам неприятные вкус и запах. Под стойкостью масла понимается его способность сохранять длительное время высокое качество. Установлено, что порча масла протекает, главным образом, на границе фаз жир - вода, жир - воздух. Следовательно, стойкость масла при всех прочих равных условиях зависит от степени диспергирования влаги (плазмы) и содержания в нем воздуха. Правильное распределение влаги - один из основных факторов повышения стойкости масла. Измельчение капелек влаги приводит к их изоляции, вследствие чего водная часть масла, содержащая питательные вещества, становится малодоступной для микроорганизмов. Однако избыточная обработка масляного зерна отрицательно влияет на стойкость масла - в нем увеличивается количество воздуха, способствующего окислению жира. Металлы (медь, железо) снижают стойкость масла, так как являются сильными катализаторами окислительных реакций. Содержание меди в большей степени зависит от района производства масла и сильно повышается при посолке. Стойкость масла при хранении во многом зависит от бактериальной обсемененности и состава микрофлоры. Особенно нежелательно наличие в масле бактерий и плесневых грибов, обладающих липолитической активностью. Для повышения стойкости масла используют специальные культуры дрожжей. Дрожжи подавляют развитие плесеней и препятствуют прогорканию масла. В последние годы в качестве консерванта стали применять сорбиновую кислоту. Высыхание жиров – это способность жидких, в основном растительных, масел полимеризоваться в присутствии кислорода воздуха. При высыхании на поверхности масел образуются упругие прочные пленки, с течением времени утолщающиеся. Вещества, образующие такие пленки, называются оксинами, которые представляют собой продукты окислительной полимеризации жирных кислот молекулы триглицерида. Токсическое воздействие продуктов окисления растительных масел на клетку. Продукты окисления жиров можно разделить на 2 группы: первичные продукты окисления (перекисные соединения) и вторичные продукты окисления (карбонильные соединения). В экспериментах in vivo показана высокая токсичность пероксидов липидов, в частности эмбриотоксичность пероксидов жирных кислот в эксперименте с трехдневными куриными эмбрионами. Повреждение мембран на молекулярном уровне: Активация перекисного окисления липидов В процессе перекисного окисления липидов, происходящего в биологических мембранах, участвуют свободные радикалы ненасыщенных жирных кислот клеточных мембран. При его активации нарушаются барьерные, рецепторные и каталитические функции мембран. Нарушение жидкокристаллической структуры возникновение в ходе липопереокисления диальдегидов (например, малонового), ведет к полимеризации и агрегации белков и липидов мембраны. Увеличение проницаемости для ионов и воды появление гидрофильных гидроперекисных групп в полиненасыщенных жирных кислотах фосфолипидов, нарушающих гидрофобность липидного бислоя и вызывающих резкое возрастание пассивной проницаемости мембраны для ионов Нарушение третичной структуры белков-ферментов: Дезорганизация метаболизма Перекисные радикалы, окисляя аминокислотные остатки мембранных белков, вызывают потерю ферментативной активности Нарушение продукции энергии Повреждение нуклеиновых кислот Среди изученных альдегидов наибольшее токсическое действие при пероральном введении оказывает акролеин. Конъюгируясь с глутатион-S-трансферазой, он способствует повышению содержания аддуктов белка и ДНК и снижению уровня глутатион-S-трансферазы. Кроме этого, акролеин проявляет токсическое действие по отношению к репродуктивной системе, выраженное в повышении материнской смертности и частоты выкидышей у млекопитающих. Также способствует развитию окислительного стресса. транс-4- гидрокси-2- нонеаль : ингибирование катаболизма (митохондриальное дыхание) и анаболизма (синтез ДНК и белка), что приводит к смерти клетки. При ферментативном окислении, а также при термической обработке масел образуется ряд других низкомолекулярных летучих карбонильных соединений, например, транс-2-гексаналь. Среди наиболее распространенных эффектов можно выделить мутагенность, канцерогенность. Фармакологическая активность растительных масел. Растительные масла, растительные жиры — продукты, извлекаемые из растительного сырья и состоящие из триглицеридов жирных кислот и сопутствующих им веществ (фосфолипиды, свободные жирные кислоты, воски, стеролы, вещества, придающие окраску и др.) Фитотерапия. Особенно для местного применения. Источник эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот (масла из сафлора, кукурузы, арахиса, хлопка). В Кукурузном масле содержатся полезные для мозга фосфатиды (производные фосфора) и никотиновая кислота, она же витамин PP, которая регулирует проводимость сердца Слабительное действие Выделяемое из Клещевины обыкновенной касторовое масло. Еще подобным действием обладает кунжутное, оливковое и миндальное масло . Бактериостатическое и бактерицидное действие (шалфейное, зверобойное, мятное, гвоздичное, коричное, тминное масла) – широко используются для лечения инфицированных ран. Экстракт мяты перечной давно используется в медицине для облегчения симптомов простуды и гриппа, а также для уменьшения вздутия живота и метеоризма, в частности при синдроме раздраженного кишечника. Также экстракт мяты перечной используется как противовоспалительное средство для лечения артрита и ревматизма Горчичное маслообладает бактерицидными свойствами, способствует заживлению ожогов и ран, оказывает согревающее и смягчающее действие. Профилактическое и лечебное действие (вит. Е - токоферол) – при дистрофиях миокарда и скелетных мышц, артрозах и остеохондрозах, атеросклерозе, хронических воспалительных заболеваниях, Е-авитаминозы. (Зародыши пшеницы, семена хлопчатника, подсолнечное, соевое, кукурузное, арахисовое, оливковое масло, пшеничная мука, сливочное масло, говяжий жир. В рыбьем жире токоферола нет.). Жидкие жирные масла с высоким содержанием витаминов, напр, облепиховое масло , масло шиповника и др., используют преимущественно как лекарственные средства, назначая их в чистом виде. подсолнечное масло считается лучшим источником лецитина – вещества, помогающего нервной системе ребенка формироваться. По некоторым данным себорегулирующую функцию выполняет и γ-линоленовая кислота, содержащаяся в больших количествах в жирных маслах черной смородины, энотеры, огуречника. Косметическое средство хорошо впитывается в кожу, смягчает ее и улучшает обмен веществ. Жирные масла, не обладающие выраженной фармакологической активностью, используют в качестве вспомогательных веществ (персиковое, миндальное, подсолнечное, льняное масло). |