Фізіологічно активні ліпіди та їх роль у харчуванні людини

); R, R', R'' – углеводородные радикалы. Малюнок 1 - Тріацілгліцеріни (I), діацилгліцеринів (II) і моноацілгліцеріни (III); R, R ', R''- вуглеводневі радикали.

Таблиця 1 - Основні карбонові кислоти, що входять до складу природних олій і жирів

Тріацілгліцеріни (ТАГ), молекули, яких містять однакові залишки жирних кислот, називаються простими, в іншому випадку - змішаними. Природні жири та олії містять, головним чином, змішані Тріацілгліцеріни. Чисті ацилглицеринам - безбарвні речовини без смаку і запаху. Забарвлення, запах, і смак природних жирів визначаються наявністю в них специфічних домішок, характерних для кожного виду жиру. Температури плавлення і застигання ацилглицеринов не збігаються, що обумовлено наявністю декількох кристалічних модифікацій. За сучасними уявленнями, молекули триацилглицеринов в кристалах залежно від орієнтації кислотних груп можуть мати форму вилки 1, крісла 2, стрижня 3 (рис. 2).

Малюнок 2 - Можливі конфігурації і характер упаковки молекул триацилглицеринов в кристалах

Температура плавлення триацилгліцеринів, що містять залишки трансненасищенних кислот, вище, ніж у ацилглицеринов, що містять залишки цісненасищенних кислот з тим же числом атомів вуглецю. Кожне масло характеризується специфічним коефіцієнтом заломлення (тим більше, чим вище ненасиченість жирних кислот, що входять до його складу, і молекулярна маса).

Суміші індивідуальних ацилглицеринов або утворюють тверді розчини (тобто змішані кристали), або дають «евтектики» (механічні суміші кристалів). Евтектична суміш має температуру плавлення нижчу, ніж вихідні компоненти окремо.

Різниця в температурах плавлення гліцеридів різного складу лежить в основі демаргарінізаціі - виділення з суміші найбільш високоплавкі фракції гліцеридів (одержання бавовняного пальмітіна, пальмового стеарину). Щільність триацилгліцеринів 900 - 960 кг / м ³ (при 15 ° С); вона зменшується з ростом довжини ланцюга жирно-кислотних залишків і зростає із збільшенням числа ізольованих подвійних зв'язків. [1]

В організмі людини ліпіди відіграють важливу роль у процесах метаболізму. У лімфі і кров'яному руслі триацилгліцероли входять до складу ліпопротеїнових комплексів, доставляючи і розподіляючи по всіх тканинах вищі жирні кислоти, які поряд з глюкозою є найважливішим джерелом енергії. [2]

1.2.2 Воски

Іншою важливою групою простих ліпідів є воски. ° ₁₈ —С° ₃₀ ) и одноатомных (содержащих одну группу ОН) высокомолекулярных (с 18—30 атомами углерода) спиртов (рис.3). Восками називають складні ефіри вищих одноосновних карбонових кислот (C ° _18-С ° ₃₀₎ і одноатомних (що містять одну групу ОН) високомолекулярних (з 18-30 атомами вуглецю) спиртів (рис.3).

, R ' – углеводородные радикалы Рисунок 3 - Структура восків: R, R '- вуглеводневі радикали

Воски широко поширені в природі. У рослинах вони покривають тонким шаром листя, стебла, плоди, оберігаючи їх від змочування водою, висихання, дії мікроорганізмів. Зміст восків в зерні та плодах невелика. В оболонках насіння соняшнику міститься до 0,2% восків від маси оболонки, в насінні сої - 0,01%, рису - 0,05%. [1]

Воску виконують в організмі переважно захисну функцію, яка зводиться до утворення захисних покриттів. Воски - важливий компонент воскового нальоту виноградної ягоди - прюіна. Воску входять до складу жиру, що покриває шкіру, вовну, пір'я. [2]

1.2.3 гліколіпіди

Гліколіпіди входять до складу простих ліпідів рослинних масел і жирів. Гліколіпіду називається велика і різноманітна за структурою група нейтральних ліпідів, до складу яких входять залишки моноз. Вони широко (зазвичай у невеликих кількостях) містяться в рослинах (ліпіди пшениці, вівса, кукурудзи, соняшнику), тварин і мікроорганізмах. Гліколіпіди виконують структурні функції, беруть участь у побудові мембран, їм належить важлива роль у формуванні клейковинних білків пшениці, що визначають хлібопекарське гідність борошна. -галактоза, D -глюкоза, D -манноза.[1] Найчастіше в побудові молекул гликолипидов беруть участь D-галактоза, D-глюкоза, D-маноза. [1]

1.3 Складні ліпіди

1.3.1 Фосфоліпіди

Найважливішими представниками складних ліпідів є фосфоліпіди. ₃ ) ₃ N ] ⁺ OH или этаноламин HO - CH ₂ - CH ₂ - NH ₂ ), остатки аминокислот и некоторых других соединений. Молекули фосфоліпідів побудовані із залишків спиртів (гліцерину, сфингозин), жирних кислот, фосфорної кислоти (Н ₃ Р0 _4), а також містять азотисті основи (найчастіше холін [НО-СН _{2-СН 2} - (CH _{3) 3} N] ⁺ OH або етаноламін HO - CH ₂ - CH ₂ - NH _2), залишки амінокислот і деяких інших сполук. Загальні формули фосфоліпідів містять залишки гліцерину і сфингозин має такий вигляд (рис. 4):

, R ' – углеводородные радикалы Малюнок 4 - Формули фосфоліпідів: R, R '- вуглеводневі радикали

У молекулі фосфоліпідів є заступники двох типів: гідрофільні і гідрофобні. Як гідрофільних (полярних) угруповань виступають залишки фосфорної кислоти і азотистої основи («голова»), а гідрофобних (неполярних) - вуглеводневі радикали («хвости»). Просторова структура фосфоліпідів (мал. 5).

Рисунок 5 - Схема вірогідною структури фосфоліпідів

Фосфоліпіди (фосфатиди) - обов'язкові компоненти рослин. Нижче наведено вміст фосфоліпідів у різних культурах (у%):

Соя ................................................. ..................... 1,8

Бавовник .................... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .1,7

Соняшник ................................................. .... 1,7

Рицина ................................................. .......... 0,3

Льон ................................................. ...................... 0,6

Пшениця ................................................. ........... 0,54

Жито ................................................. .................. 0,6

Кукурудза ................................................. ............ 0,9

Склад жирних кислот фосфоліпідів і ацилглицеринов, виділених з одного і того ж сировини, неідентічен. Так, в високоерукових сортах ріпакової олії міститься близько 60% ерукової кислоти, у фосфоліпідах - 11-12%. Переважна більшість фосфоліпідів має в своєму складі залишки однієї насиченою (зазвичай в положенні 1) і однієї ненасиченої (в положенні 2) кислоти. [1]

Фосфоліпіди грають важливу роль в організмі людини. Входячи до складу клітинних оболонок, вони мають істотне значення для їх проникності та обміну речовин між клітинами і внутрішньоклітинним простором. Фосфоліпіди харчових продуктів різняться за хімічним складом і біологічній дії. У харчових продуктах в основному зустрічаються лецитин, до складу якого входить холін, а також кефалін, до складу якого входить етаноламін. Лецитин бере участь у регулюванні обміну холестерину, на відміну від властивостей які пропонують фосфоліпіди, запобігає накопиченню холестерину в організмі, сприяє виведенню його з організму (виявляє так зване липотропное дію). Загальна потреба у фосфоліпідах становить близько 5 г на день.

Найбільше фосфоліпідів у яйці (3,4%), відносно багато їх у зерні, бобових (0,3-0,9%), нерафінованих рослинних оліях (1-2%). При зберіганні нерафінованої олії фосфоліпіди випадають в осад. При рафінуванні рослинних масел вміст фосфоліпідів у них знижується до 0,1-0,2%. Багато фосфоліпідів міститься в сирому м'ясі (близько 0,8%), птиці (0,5-2,5%). Є вони у вершковому маслі (0,3-0,4.%), Риби (0,3-2,4%), хліб (0,3%), картоплі (близько 0,3% в сумі з гліколіпіду). У більшості овочів і фруктів міститься менше 0,1% фосфоліпідів. [5]

1.3.2 Стероїди

Стероїди є похідними циклопентанпергидрофенантрена, що містить три нелінійно конденсованих насичених циклогексанового і одне ціклопентановое кільце (рис.6).

Малюнок 6 - Цклопентанпергидрофенантрен

, половые гормоны, гормоны коры надпочечников, зоо- и фитоэкдистероидные гормоны, сердечные гликозиды, растительные сапонины и алкалоиды, некоторые яды. До стероїдів відноситься велика кількість біологічно важливих сполук: стероли (або стерини), вітаміни групи D, статеві гормони, гормони кори надниркових залоз, зоо-і фітоекдістероідние гормони, серцеві глікозиди, рослинні сапоніни і алкалоїди, деякі отрути.

Розрізняють зоостеріни (з тварин: зоостерол), фітостерини (з рослин: стігмастерол), мікостеріни (з грибів: ергостерол) та стерини мікроорганізмів.

Найбільш відомий серед стеролів - холестерол, що міститься майже у всіх тканинах організму. Особливо багато його в центральної і периферичної нервової системи, підшкірному жирі, нирках та ін холестерол є одним з головних компонентів цитоплазматичної мембрани, а також ліпопротеїнів плазми крові. [2]

Фітостероли (рослинні стероли) - широкий клас рослинних речовин (близько 100 сполучень), структурно надзвичайно близьких тварині продукту - холестерину. Фітостероли - натуральні компоненти мембран клітин рослин. Вони були відкриті в 1922 р. Найважливішими фітостероли є бетасітостерол, кампестерол, стігмастерол.

Найбільше фітостеролів міститься в рослинних оліях, насінні, горіхах. Основні джерела: горіхи і олії з них, соняшникова та кукурудзяна олії, олія зародків пшениці, капуста брокколі, брюссельська і кольорова капуста, оливки, яблука, соя.

Фітостероли в рослинах виконують у мембранах клітин ті ж функції, що холестерин у клітинах тварин. Завдяки подобою своєї структури холестерину, фітостероли легко приєднуються і блокують рецептори, знижуючи тим самим абсорбцію холестерину і покращуючи його виведення з організму. Потрапивши в кишечник людини, фітостероли заважають засвоєнню екзогенного холестерину, що надійшов з їжею, і ендогенного холестерину, що потрапив в кишечник з жовчю. Отже, при вживанні фітостеролів знижується концентрація загального холестерину і ліпопротеїнів малої щільності (поганого холестерину) у крові, а регулярне вживання їжі, багатої фітостероли, може зупинити атеросклеротичний процес. [5]

2. Функції основних класів ліпідів в організмі людини

До основних біологічним функціям ліпідів відносять наступні:

- Енергетична - при окисленні ліпідів в організмі виділяється енергія (при окислюванні 1 г ліпідів виділяється 39,1 кДж);

- Структурна - входять до складу різних біологічних мембран;

- Транспортна - беруть участь у транспорті речовин через ліпідний шар біомембрани;

- Механічна - ліпіди сполучної тканини, що оточує внутрішні органи, і підшкірного жирового шару оберігають органи від пошкоджень при зовнішніх механічних впливах;

- Теплоізолююча - завдяки своїй низькій теплопровідності зберігають тепло в організмі.

У таблиці 2 перераховані функції основних класів ліпідів: жирів (триацилгліцеринів), гліцерофосфоліпідів, сфінгофосфоліпідов, гліколіпідів, стероїдів - в організмі людини. [4]

Таблиця 2 - Функції основних класів ліпідів в організмі людини

3. Роль ліпідів в харчуванні людини

Рослинні жири та олії є обов'язковим компонентом їжі, джерелом енергетичного і пластичного матеріалу для людини, постачальником ряду необхідних для нього речовин (неграничних жирних кислот, фосфоліпідів, жиророзчинних вітамінів, стеринів), тобто вони є незамінними факторами харчування, що визначають його біологічну ефективність. Рекомендоване вміст жиру в раціоні людини (по калорійності) становить 30-33%, для населення південних зон нашої країни рекомендується - 27-28%, північних - 38-40% або 90-107 г на добу, в тому числі безпосередньо у вигляді жирів 45-50 р.

Тривале обмеження жирів у харчуванні або систематичне використання жирів зі зниженим вмістом необхідних компонентів, в тому числі вершкового масла, призводить до відхилень у фізіологічному стані організму: порушується діяльність центральної нервової системи, знижується стійкість організму до інфекцій (імунітет), скорочується тривалість життя. Але й надмірне споживання жирів небажано, воно призводить до ожиріння, серцево-судинних захворювань, передчасного старіння.

У складі харчових продуктів розрізняють видимі жири (рослинні олії, тваринні жири, вершкове масло, маргарин, кулінарний жир) і невидимі жири (жир у м'ясі і м'ясопродуктах, рибі, молоці і молочних продуктах, крупі, хлібобулочних і кондитерських виробах). Це, звичайно, умовний розподіл, але воно широко застосовується.

Найбільш важливі джерела жирів в харчуванні - рослинні олії (у рафінованих оліях 99,7-99,8% жиру), вершкове масло (61,5-82,5% ліпідів), маргарин (до 82,0% жиру), комбіновані жири (50-72% жиру), кулінарні жири (99% жиру), молочні продукти (3,5-30% жиру), деякі види кондитерських виробів - шоколад (35 - 40%), окремі сорти цукерок (до 35%), печиво (10-11%); крупи - гречана (3,3%), вівсяна (6,1%); сири (25-50%), продукти з свинини, ковбасні вироби (10-23% жиру). Частина цих продуктів є джерелом рослинних олій (рослинні олії, крупи), інші - тваринних жирів.

У харчуванні має значення не тільки кількість, але і хімічний склад уживаних жирів, особливо вміст поліненасичених кислот з певним становищем подвійних зв'язків та цис-конфігурацією (лінолевої З ² _18; альфа-і гамма-ліноленової З ³ _18; олеїнової З ¹ _18; арахідонової З ⁴ _20; поліненасичених жирних кислот з 5-6 подвійними зв'язками сімейства омега-3).

Малюнок 7 - Жири, що містять поліненасичені кислоти з певним становищем подвійних зв'язків та цис-конфігурацією

Лінолева і ліноленова кислоти не синтезуються в організмі людини, арахідонова - синтезується з лінолевої кислоти при участі вітаміну В _6. Тому вони отримали назву «незамінних» або «есенціальних» кислот. Ліноленова кислота утворює інші поліненасичені жирні кислоти. До складу поліненасичених жирних кислот сімейства омега-3 входять: а-ліноленова, ейкозапентаєнова, докозагексаєнова кислоти. Лінолева, у-ліноленова, арахідонова кислоти входять в сімейство омега-6. Рекомендоване Інститутом харчування РАМ Н співвідношення омега 6/омега 3 в раціоні становить для здорової людини 10: 1, для лікувального харчування - від 3: 1 до 5: 1.

Більше 50 років тому була доведена необхідність присутності ряду цих структурних компонентів ліпідів для нормального функціонування і розвитку людського організму. Вони беруть участь у побудові клітинних мембран, у синтезі простагландинів (складні органічні сполуки), беруть участь у регулюванні обміну речовин у клітинах, кров'яного тиску, агрегації тромбоцитів, сприяють виведенню з організму надлишкової кількості холестерину, попереджаючи і послаблюючи атеросклероз, підвищують еластичність стінок кровоносних судин. Але ці функції виконують тільки цис-ізомери ненасичених кислот. При відсутності «есенціальних» кислот припиняється ріст організму і виникають важкі захворювання. Біологічна активність вказаних кислот неоднакова. Найбільшою активністю має арахідонова кислота, високою - лінолева, активність ліноленової кислоти значно (у 8-10 разів) нижче лінолевої.

Останнім часом особливу увагу привертають ненасичені жирні кислоти сімейства омега-3, присутні в ліпідах риб.

Серед продуктів харчування найбільш багаті поліненасиченими кислотами рослинні олії (табл. 3), особливо кукурудзяна, соняшникова, соєва. Вміст у них лінолевої кислоти досягає 50-60%, значно менше її в маргарині - до 20%, вкрай мало в тваринних жирах (в яловичому жирі - 0,6%). Арахідонова кислота в продуктах харчування міститься в незначній кількості, а в рослинних оліях її практично немає. У найбільшій кількості арахідонова кислота міститься в яйцях - 0,5, субпродуктах 0,2-0,3, мізках - 0,5%.

В даний час вважають, що добова потреба в лінолевої кислоти повинна становити 6 - 10 г, мінімальна - 2 - 6 г, а її сумарний вміст у жирах харчового раціону - не менше 4% від загальної калорійності. Отже, склад жирних кислот ліпідів у харчових продуктах, призначених для харчування молодого, здорового організму, повинен бути збалансованим: 10 - 20% - поліненасичених, 50 - 60% - мононенасичених і 30% насичених, частина з яких повинна бути з середньою довжиною ланцюга. Це забезпечується при використанні в раціоні 1 / 3 рослинних і 2 / 3 тваринних жирів. Для людей похилого віку та хворих на серцево-судинними захворюваннями вміст лінолевої кислоти має складати близько 40%, співвідношення поліненасичених і насичених кислот - наближатися до 2: 1, співвідношення лінолевої і ліноленової кислот -10: 1 (Інститут харчування РАМН)

Таблиця 3 - Вміст жирних кислот (у%) і характеристики масел і жирів

Здатність жирних кислот, що входять до складу ліпідів, найбільш повно забезпечувати синтез структурних компонентів клітинних мембран характеризують за допомогою спеціального коефіцієнта (Інститут харчування РАМН), що відображає співвідношення кількості арахідонової кислоти, яка є головним представником поліненасичених жирних кислот у мембранних ліпідах, до суми всіх інших поліненасичених жирних кислот з 20 і 22 атомами вуглецю. Цей коефіцієнт отримав назву коефіцієнта ефективності метаболізації есенціальних жирних кислот (КЕМ):

За сучасними уявленнями найбільш доцільно використовувати в кожен окремий прийом їжі жири, що мають збалансований склад, а не споживати жирові продукти різного складу протягом доби.

Важливою у харчуванні групою ліпідів є фосфоліпіди, які беруть участь у побудові клітинних мембран та транспорті жиру в організмі, вони сприяють кращому засвоєнню жирів і перешкоджають ожирінню печінки. Загальна потреба людини у фосфоліпідах до 5-10 г на добу.

Окремо хочеться зупинитися на фізіологічної ролі холестерину. Як відомо, при підвищенні його рівня в крові небезпека виникнення і розвитку атеросклерозу зростає; 80% холестерину міститься в яйцях (0,57%), вершковому маслі (0,2-0,3%), субпродуктах (0,2-0, 3%).

.[1] Добове його споживання з їжею не повинен перевищувати 0,5 м. Рослинні жири - єдине джерело вітаміну Е і β-каротину, тваринні жири - вітамінів А і D. [1]

Висновок

Виконуючи такі важливі функції в організмі людини, жири є важливою складовою харчового раціону. Для підтримки оптимального здоров'я необхідно дотримуватися загальних правил раціонального харчування та споживання жирів, зокрема. Середня фізіологічна потреба в жирах для здорової людини становить близько 30% загальної калорійності їжі, третю частину споживаних жирів повинні становити рослинні масла. У деяких спеціальних дієтах частку рослинних жирів збільшують до 50% і більше. Жири поліпшують смак їжі і викликають відчуття ситості. У процесі обміну речовин вони можуть утворюватися з вуглеводів та білків, але повною мірою ними не замінюються. Харчова цінність жирів визначається їх жирнокислотним складом, наявністю незамінних факторів харчування, ступенем засвоюваності та їстівного. Біологічна активність харчових жирів визначається вмістом в них незамінних поліненасичених жирних кислот. Оскільки основним джерелом ПНЖК є рослинні масла, то вони і володіють найбільшою біологічною активністю. Висока і засвоюваність рослинних масел. [6]

Список використаної літератури

1. Харчова хімія, під ред. професора А.П. Нечаєва, Санкт - Петербург, ГІОРД: 2004

2. Біохімія, В.П. Комов, Москва, ДРОФА: 2004

3. Біохімія, І.К. Проскуріна, Москва, ВЛАДОС: 2004

4. Біологічна хімія, під ред. Н.І. Ковалевської, Москва, ACADEMA: 2005

5. www.vseki.ru

6. www.argo-shop.com