ЛИПИДЫ. МОЛОЧНЫЙ ЖИР

ЛИПИДЫ

Липиды (от греч. lipos — жир) — это общее название жиров и жироподобных веществ, обладающих одинаковыми физико-химическими свойствами. Липиды не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях (эфире, хлороформе, ацетоне и др.). К ним относятся нейтральные жиры, фосфолипиды (лецитин, кефалин, сфингомиелин и др.), гликолипиды (цереброзиды и др.), стерины и др.

Жиры служат энергетическим материалом, выполняют функции запасных и защитных веществ; фосфолипиды и гликолипиды являются структурными элементами мембран клеток. Главный представитель стеринов — холестерин — имеет большое биологическое значение, являясь предшественником витаминов группы D, желчных кислот, некоторых гормонов. Однако избыток холестерина в крови может вызвать атеросклероз.

Нейтральные жиры представляют собой смесь сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и жирных кислот — триглицеридов (триацилглицеринов). В природных жирах могут также присутствовать продукты гидролиза или неполного синтеза триглицеридов — ди- и моноглицериды (и свободные жирные кислоты).

В нейтральных жирах обнаружено несколько десятков различных жирных кислот, которые делят на насыщенные и ненасыщенные.

Как известно, свойства природных жиров определяются составом и структурой жирных кислот триглицеридов. Большая часть насыщенных кислот (и их триглицериды) при комнатной температуре — твердые, часто высокоплавкие вещества. Ненасыщенные кислоты (и их триглицериды) — жидкие легкоплавкие вещества. В зависимости от процентного содержания ненасыщенных и насыщенных жирных кислот в триглицеридах жир имеет мягкую или твердую консистенцию.

Фосфолипиды отличаются от триглицеридов тем, что в их состав кроме глицерина и жирных кислот входят фосфорная кислота и азотистое основание.

Особенность молекул фосфолипидов состоит в том, что они построены из двух частей: гидрофильной (несущей электрические заряды головки) и гидрофобной (длинных углеводородных цепей—хвостов). Связующим звеном между полярной головкой и хвостом служит остаток глицерина. Наличие у молекул фосфолипидов двух частей обусловливает их способность эмульгировать жиры. На поверхности раздела между жиром и плазмой они образуют мономолекулярный слой: неполярная (гидрофобная) часть ориентируется к жиру, полярная (гидрофильная) — к плазме.

Гликолипиды имеют сложное строение, содержат углеводы (галактозу и др.), но в них отсутствуют глицерин и фосфор.

Стерины (стеролы) представляют собой высокомолекулярные циклические спирты.

В организме холестерин находится как в свободном состоянии, так и в виде сложных эфиров с жирными кислотами (стеридов).

МОЛОЧНЫЙ ЖИР

Содержание молочного жира в молоке колеблется от 2,8 до 4,5%. По химическому строению молочный жир ничем не отличается от других жиров. Он представляет собой смесь многочисленных триглицеридов (содержание ди- и моноглицеридов составляет всего 1,2—2,6% всех глицеридов). Триглицериды молочного жира содержат, как правило, остатки разных кислот.

Молочный жир, выделенный из молока, содержит сопутствующие жироподобные вещества, или природные примеси. К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды, стерины, жирорастворимые пигменты (каротин и др.), витамины (A, D,Е) и уже отмеченные ди- и моноглицериды и свободные жирные кислоты (рис. 1). Несмотря на незначительное количество примесей, некоторые из них существенным образом влияют на пищевую ценность молочного жира. Так, фосфолипиды способствуют обмену липидов, стерины служат исходным материалом для синтеза витамина D, каротин — для образования витамина А, витамин Е является естественным антиокислителем жира и т. д.

Рис.1 Состав молочного жира

Жирнокислотный и триглицеридный состав.Всостав молочного жира входит свыше 100 жирных кислот, из них 14 основных кислот, представленных в табл. 1, содержатся в количестве более 1%, остальные найдены в небольших количествах (менее 1%, и некоторые менее 0,1%).

Жирнокислотный состав молочного жира зависит от рационов кормления, стадии лактации, времени года, породы животных и т. д. Всоставе жира преобладают насыщенные жирные кислоты, среднее количество которых составляет 65% (колебания от 53 до 77%). Содержание ненасыщенных кислот в среднем равно 35% (при колебании летом 34—47%, зимой — 25—39%).

Отношение количества ненасыщенных кислот к насыщенным в молочном жире составляет около 0,5, в то время как в эталонном жире, который рекомендован для правильного питания населения, это отношение должно быть равным 0,6—0,9.

Из насыщенных жирных кислот в молочном жире преобладают пальмитиновая, миристиновая и стеариновая, среди ненасыщенных — олеиновая кислота. Олеиновой и стеариновой кислот в жире содержится больше летом, а миристиновой и пальмитиновой — зимой.

По сравнению с жирами животного и растительного происхождения молочный жир характеризуется большим количеством низкомолекулярных насыщенных жирных кислот — масляной, капроновой, каприловой и каприновой. Их содержание в течение года колеблется от 7,4 до 9,5%.

Кроме того, только молочный жир (а также говяжий и бараний) содержит 2,5—7% трансизомеров олеиновой кислоты — элаидиновую и вакценовую кислоты. В эталонном жире количество трансизомеров не должно превышать 16%. Как известно, значительное образование трансизомеров олеиновой и линолевой кислот происходит в процессе гидрогенизации жидких растительных масел при производстве маргарина и заменителей молочного жира. Однако потребление избыточного количества

трансизомеров жирных кислот приводит к различным заболеваниям (сахарный диабет, атеросклероз и др.), поэтому сейчас все чаще применяют вместо гидрогенизации переэтерификацию жиров, исключающую образование трансизомеров.

Количество биологически важных полиненасыгценных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой) в молочном жире невысокое и составляет 3—5%. Весной и летом их содержание в молочном жире выше, чем осенью и зимой. Эталонный жир должен содержать 7,5— 13% данных кислот.

По числу жирных кислот триглицериды разделяют на тринасыщен-ные, динасыщенно-мононенасыщенные, мононасыщенно-диненасыщенные и триненасыщенные. От их соотношения зависят физические свойства молочного жира (температура плавления, отвердевания и др.). Зимой в молочном жире увеличивается количество тринасыщенных и динасыщенно-мононенасыщенных триглицеридов. Летом их содержание снижается и возрастает количество легкоплавких триглицеридов, содержащих ненасыщенные жирные кислоты. По этой причине сливочное масло, выработанное летом, часто имеет мягкую консистенцию, выработанное зимой — твердую и крошливую. Следовательно, сезонные изменения глицеридного состава молочного жира следует учитывать при выборе технологических режимов производства масла.

Таблица 1 - Жирокислотный состав молочногожира

Физико-химические свойства.Физико-химические свойства жиров определяются свойствами входящих в их состав жирных кислот. Для их характеристики служат так называемые константы, или физические и химические числа жиров. К важнейшим физическим числам относят температуру плавления и отвердевания, число рефракции, к химическим — число омыления, йодное число, число Рейхерта-Мейссля и число Поленске. Основные физические и химические числа молочного и животных жиров, а также растительных масел приведены в табл. 2.

Таблица 2 - Основные физико-химические показатели различных жиров

Температурой плавления жира считают температуру, при которой, он переходит в жидкое состояние (и становится совершенно прозрачным). Молочный жир является смесью триглицеридов с различными температурами плавления, поэтому его переход в жидкое состояние происходит постепенно.

Температура отвердевания — температура, при которой жир приобретает твердую консистенцию.

Число рефракции характеризует способность жира преломлять луч света, проходящий через него. Чем больше в жире ненасыщенных и высокомолекулярных жирных кислот, тем выше коэффициент преломления, или число рефракции.

Число омыления определяется количеством миллиграммов гидроксида калия, которое необходимо для омыления 1 г жира. Оно характеризует молекулярный состав жирных кислот жира — чем больше в нем содержится низкомолекулярных кислот, тем оно выше.

Йодное число показывает содержание в жире ненасыщенных жирных кислот. Оно выражается в граммах иода, которые связываются 100 г жира. Йодное число молочного жира зависит от стадии лактации, сезона года, кормов. Оно повышается летом и понижается зимой.

Число Рейхерта-Мейссля характеризует содержание в жире летучих, растворимых в воде жирных кислот (масляной и капроновой). Молочный жир, в отличие от других жиров, имеет высокое число Рейхерта-Мейссля (см. табл. 2). Поэтому по его величине судят о натуральности молочного жира (а также при количественном определении состава продуктов с комбинированной жировой фазой). Для точного контроля фальсификации молочного жира необходимо проведение газохроматографического анализа жирнокислотного состава жира.

Число Поленске показывает количество в жире летучих, нерастворимых в воде жирных кислот (каприловой, каприновой и частично лауриновой).

ФОСФОЛИПИДЫ, СТЕРИНЫ И ДРУГИЕ ЛИПИДЫ

Наиболее распространенные фосфолипиды молока — лецитин (от греч. lekitos — яичный желток) и кефалин (от лат. cephalus — голова), на их долю приходится свыше 60% всех фосфолипидов. Основная часть фосфолипидов молока (60—70%) входит в состав оболочек жировых шариков. Их количество в молочном жире вместе с гликолипидами составляет около 1%. Небольшая часть фосфолипидов находится в плазме молока в виде комплексов с белками.

Фосфолипиды обладают способностью эмульгировать жиры и легко образуют комплексы с белками, чем объясняется их участие в формировании клеточных и других мембран. Так, липопротеидный (лецитинобелковый) комплекс входит в состав оболочек жировых шариков и обеспечивает стойкость жировой эмульсии молока.

Вследствие большого содержания полиненасыгценных жирных кислот фосфолипиды легко окисляются кислородом воздуха (образующиеся в результате окисления альдегиды могут быть причиной появления в жире посторонних привкусов). Они обладают также свойствами слабых антиокислителей (антиоксидантов) и могут усиливать действие истинных антиоксидантов.

Содержание фосфолипидов в молоке и молочных продуктах (в %) следующее: молоко 0,02—0,06; сливки 0,149—0,180; обезжиренное молоко 0,018—0,030; масло 0,38; пахта 0,150—0,210.

При гомогенизации и пастеризации молока часть фосфолипидов (5— 15%) переходит из оболочек жировых шариков в водную фазу. При сепарировании молока 65—70% фосфолипидов переходит в сливки, при сбивании сливок 55—70% фосфолипидов переходит в пахту, а остальные остаются в плазме масла.

Стерины молока представлены в основном холестерином (холестеролом), но в небольших количествах могут встречаться другие стерины животного и растительного происхождения. Содержание стеринов в молоке составляет 0,012—0,014%. Они, как и фосфолипиды, находятся в оболочках жировых шариков. В молочном жире их количество достигает 0,2—0,4%. Эталонный жир должен содержать не более 0,2% холестерина.

Окраска молочного жира и молока обусловлена наличием в них жирорастворимого пигмента оранжевого цвета — каротина, входящего в группу каротиноидов. Содержание каротина в молоке зависит от состава корма, сезона года и породы животных. Летом в молоке содержится 0,3— 0,9 мг/кг каротина, зимой — 0,05—0,2 мг/кг. Зимой и особенно весной, когда животные получают недостаточное количество каротина с кормами, его содержание в молоке снижается. Сезонные колебания цвета сливочного масла также связаны с изменением содержания каротина в корме животных.

Пастеризация и стерилизация молока незначительно разрушают каротин (на 10—13%). При хранении молока и масла на свету его содержание снижается.