Доведено, що деякі ненасичені жирні кислоти не синтезуються в організмі людини і тварин або утворюються в недостатній кількості. Тому їх називають незамінними, або есенціальними (від франц. essential — виключний) кислотами. До таких жирних кислот відносять лінолеву, ліноленову, арахідонову та деякі інші вищі ненасичені жирні кислоти. Основним джерелом поповнення ними організму людини є льняна, конопляна, кукурудзяна та соняшникова олія. Ці рослинні жири містять переважно лінолеву і ліноленову кислоти. Вершкове масло, яйця, субпродукти, мозок багаті на арахідонову кислоту. Нестача ненасичених жирних кислот в організмі зумовлює припинення росту молодих тварин, викликає захворювання шкіри, яке нагадує екзему. Є дані про те, що нестача ненасичених кислот призводить також до порушення обміну речовин, зокрема холестерину, холіну та фосфору.
Доведена участь цих сполук у побудові клітинних мембран організму людини і тварин, синтезі простагландинів, у регулюванні обміну речовин, кров’яного тиску, агрегації тромбоцитів. Вони виводять з організму холестерин, зміцнюють еластичність стінок кровоносних судин. Найбільш активна арахідонова, потім лінолева кислота, активність ліноленової у 8-10 разів нижча.
Вміст жирних кислот у харчовому раціоні повинен бути збалансованим: 10-20% - поліненасичених, 50-60% - мононенасичених і 30% насичених жирних кислот. Це співвідношення забезпечується при використанні 1/3 рослинних і 2/3 тваринних жирів. Для людей похилого віку і хворих на серцево-судинні захворювання вміст лінолевої кислоти у харчовому раціоні повинен бути близько 40%, а співвідношення ненасичених і насичених жирних кислот 2:1.
До поліненасичених жирних кислот, названих сімейством омега-3 (w-3) входять: a-ліноленова, ейкозапентаєнова, докозагексаєнова. Лінолева, g-ліноленова, арахідонова входять до сімейства w-6. Рекомендоване вченими співвідношення w-6: w-3 = 10:1, а для лікувального харчування від 3:1 до 5:1.
За сучасними уявленнями найефективніше вживати в їжу збалансований склад жирів кожного разу, а не вживати жирові продукти різного складу протягом доби.
Складні ліпіди. Воски
Важливим представником складних ліпідів є фосфоліпіди, молекули яких містять залишки фосфатної кислоти і приєднані до них азотисті основи (А). Найчастіше з азотистих основ зустрічаються холін у лецитині, етаноламін у кефаліні, або залишки амінокислот.
А – азотиста основа
Холін в
Етаноламін
Гліцерофосфоліпіди відіграють велику роль у багатьох перетвореннях живих організмів. Вони сприяють засвоєнню жирів, беруть участь у побудові клітинних мембран, добова потреба у них організму становить 5-10г.
Переважна кількість фосфоліпідів містить у своєму складі залишки насиченої і ненасиченої жирних кислот. Завдяки наявності гідрофобних (вуглеводневий радикал) і гідрофільних (залишки Н3РО4 й азотистої основи) груп молекули фосфоліпідів входять до складу мембран клітин і субклітинних структур, утворюючи складні комплекси з білками і вуглеводами. Ліпопротеїдний (лецитиново–білковий) комплекс входить до складу оболонок жирових шариків і забезпечують стійкість жирової емульсії молока, вершків.
Гідрофільна головка
Гідрофобні хвости
Рис. .Схема структури фосфоліпідів
У жирах фосфоліпіди знаходяться у вигляді асоційованих груп молекул – міцел (рис.), у яких гідрофільні частини утворюють внутрішній, а гідрофобні – зовнішній шар (у водному середовищі навпаки). При збільшенні їхньої концентрації, а також при добавлянні в олію води міцели збільшуються і за певних умов випадають в осад. Цю властивість фосфоліпідів використовують для видалення їх з олії.
Жир
Вода
Рис. .Структура міцел фосфоліпідів у жировій і водній фазах
У результаті ферментативної і хімічної модифікації у промисловості одержують різні види похідних фосфоліпідів (лецитинів): гідролізовані, гідроксильовані, ацильовані лецитини, з різними гідрофільно-ліпофільними характеристиками. Вони широко застосовуються у харчовій промисловості для одержання емульсій.
До складних ліпідів відносяться гліколіпіди, до складу яких входять залишки моноз. Деякі автори вважають складними також ліпіди, які містять у молекулі атоми S, N, P.
Гліколіпіди у невеликій кількості містяться у рослинах (пшениця, овес, кукурудза, соняшник), тваринах і мікроорганізмах. Вони беруть участь у побудові мембран, у формуванні клейковини, яка визначає хлібопекарські властивості борошна. Частіше до складу таких сполук входять D-галактоза, D-манноза, D-глюкоза.
Глюкозилдіацилгліцерин
До ліпідів належать також воски. Це складні ефіри вищих одноатомних спиртів (18-30 атомів С) і вищих жирних кислот (С018- С030). За фізико-хімічними властивостями воски близькі до жирів. Вони більш стійкі проти дії світла, окиснювачів, нагрівання, важче піддаються гідролізу.
Природні воски, крім складних ефірів, містять у своєму складі певну кількість вільних вищих спиртів і вищих жирних кислот, а також незначну кількість вуглеводів, барвників та ароматичних речовин. Загальна кількість цих домішок може досягати 50 %.
Розрізняють воски тваринного і рослинного походження. До першої групи восків відносять ланолін, спермацет і бджолиний віск. Представником рослинних восків може бути прюїн, карнаубський віск. Рослинні воски відіграють важливу захисну роль, покриваючи листя і плоди тонким шаром.
Ланолін — віск, виділений з овечої вовни. Він є сумішшю ефірів жирних кислот (пальмітинової, стеаринової, ліноленової та ін.) і вищих спиртів (цетилового, карнаубового та ін.). Це в'язка маса сіро-жовтого кольору. Ланолін досить стійкий проти дії кислот, лугів, окиснювачів і є основою для виготовлення різних кремів і мазей.
Спермацет добувають із спермацетового масла, яке є в мозку кашалота. Складний ефір цетилового спирту і пальмітинової кислоти — цетилпальмітин — є основною складовою частиною спермацету:
О
ІІ
С16Н33ОН + С15Н31–СООН ↔ С16Н33–О–С–С15Н31 + Н2О.
Цетиловий Пальмітинова Цетилпальмітин
спирт кислота
Бджолиний віск виробляється восковими залозами бджіл. Його основу становлять складний ефір пальмітинової кислоти і мірицилового спирту — мірицилпальмітин:
О
ІІ
С30Н61ОН + С15Н31–СООН ↔ С30Н61–О–С–С15Н31 + Н2О.
Мірициловий Пальмітинова Мірицилпальмітин
спирт кислота
До складу бджолиного воску входять також вільні вищі жирні кислоти, насичені вуглеводні та деякі інші речовини.
Ліпіди, одержані з покривних тканин олійних плодів і насіння відрізняються підвищеним вмістом восків. Присутність їх в оліях небажана насамперед із-за високої температури плавлення (70-81°С). Кристали восків в олії утворюють тонку і стійку суспензію (осад), який погіршує товарний вигляд продукта. Навіть гідратація, лужна рафінація і відбілювання повністю не знищує воски.
Похідні ліпідів
При добуванні ліпідів із рослинної і тваринної сировини до складу олій потрапляє багато супутніх жиророзчинних речовин: пігментів, вітамінів, стеринів, ізопреноїдів. Вони впливають на харчову і фізіологічну цінність продуктів.
Серед жиророзчинних пігментів – речовин, які визначають колір масел і жирів, найбільш розповсюджені каротиноїди і хлорофіли. У зернах бавовни міститься пігмент госсіпол. Госсіпол і продукти його перетворення забарвлюють бавовняну олію в темно-жовтий або коричневий колір. Госсіпол міститься в зернах, листках, стеблах бавовни, це токсична речовина.
Госсіпол
Серед супутніх жирам речовин важливе місце займають циклічні спирти і їх ефіри - стероли і стерини.
Стерини – аліциклічні речовини, які входять в групу стероїдів, вони являють собою кристалічні одноатомні спирти (стероли), або їх ефіри (стериди). Розрізняють зоостерини, які виділяють із тварин; фітостерини – із рослин, мікостерини – із грибів. Типовими представниками рослинних стеролів, які містяться в сирому жирі, є брасікастерин, стігмастерин, кампестирин, β-сітостерин. У сирому жирі вони звичайно зустрічаються у вигляді ефірів пальмітинової, олеїнової, лінолевої, ліноленової кислот.
Основним представником тваринних стеринів є холестерин, який є ненасиченим одноатомним циклічним спиртом.
Холестерин
На зовнішній вигляд — це біла кристалічна речовина, яка розчиняється лише у органічних розчинниках. Із жирними кислотами холестерин утворює складні ефіри — холестериди. Холестерин знайдений у тканинах тварин, відсутній, або присутній у невеликій кількості в рослинах. Він є структурним компонентом клітини, бере участь в обміні жирних кислот, гормонів. 70-80% холестерину в організмі людини синтезується в печінці й інших тканинах.
При надлишковому вживанні тваринних жирів і підвищеному вмісті холестерину в крові виникає небезпека атеросклерозу. Найбільше холестерину міститься в яйцях і субпродуктах (0,57%), у вершковому маслі 0,2-0,3%, в сирах 0, 28 0,61%.