«Химия везде, химия во всем:
Во всем, чем мы дышим,
Во всем, что мы пьем,
Во всем, что едим».
Во всем, что мы носим,
Люди давно научились выделять жир из натуральных объектов и использовать его в повседневной жизни. Жир сгорал в примитивных светильниках, освещая пещеры первобытных людей, жиром смазывали полозья, по которым спускали на воду суда. Жиры – основной источник нашего питания. Но неправильное питание, малоподвижный образ жизни приводит к избыточному весу. Животные пустынь запасают жир как источник энергии и воды. Толстый жировой слой тюленей и китов помогает им плавать в холодных водах Северного Ледовитого океана.
Жиры широко распространены в природе. Наряду с углеводами и белками они входят в состав всех животных и растительных организмов и составляют одну из основных частей нашей пищи. Источниками жиров являются живые организмы. Среди животных это коровы, свиньи, овцы, куры, тюлени, киты, гуси, рыбы (акулы, тресковые, сельди). Из печени трески и акулы получают рыбий жир – лекарственное средство, из сельди – жиры, используемые для подкормки сельскохозяйственных животных. Растительные жиры чаще всего бывают жидкими, их называют маслами. Применяются жиры таких растений, как хлопок, лен, соя, арахис, кунжут, рапс, подсолнечник, горчица, кукуруза, мак, конопля, кокос, облепиха, шиповник, масличная пальма и многих других.
Жиры выполняют различные функции: строительную, энергетическую (1 г жира дает 9 ккал энергии), защитную, запасающую. Жиры обеспечивают 50% энергии, требуемой человеку, поэтому человеку необходимо потреблять 70–80 г жиров в день. Жиры составляют 10–20% от массы тела здорового человека. Жиры являются незаменимым источником жирных кислот. Некоторые жиры содержат витамины А, D, Е, К, гормоны.
Многие животные и человек используют жир в качестве теплоизолирующей оболочки, например, у некоторых морских животных толщина жирового слоя достигает метра. Кроме того, в организме жиры являются растворителями вкусовых веществ и красителей. Многие витамины, например витамин А, растворяются только в жирах.
Некоторые животные (чаще водоплавающие птицы) используют жиры для смазки своих собственных мышечных волокон.
Жиры повышают эффект насыщения пищевыми продуктами, т. к. они перевариваются очень медленно и задерживают наступление чувства голода .
История открытия жиров
Еще в 17 в. немецкий ученый, один из первых химиков-аналитиков Отто Тахений (1652–1699) впервые высказал предположение, что жиры содержат «скрытую кислоту».
В 1741 французский химик Клод Жозеф Жоффруа (1685–1752) обнаружил, что при разложении кислотой мыла (которое готовили варкой жира со щелочью) образуется жирная на ощупь масса.
То, что в состав жиров и масел входит глицерин, впервые выяснил в 1779 знаменитый шведский химик Карл Вильгельм Шееле.
Впервые химический состав жиров определил в начале прошлого века французский химик Мишель Эжен Шеврёль , основоположник химии жиров, автор многочисленных исследований их природы, обобщенных в шеститомной монографии " Химические исследования тел животного происхождения" .
1813 г Э. Шеврёль установил строение жиров, благодаря реакции гидролиза жиров в щелочной среде. Он показал, что жиры состоят из глицерина и жирных кислот, причем это не просто их смесь, а соединение, которое, присоединяя воду, распадается на глицерин и кислоты.
Общая формула жиров (триглицеридов)
Жиры
– сложные эфиры глицерина и высших карбоновых
кислот.
Общее название таких соединений – триглицериды.
Классификация жиров
Природные жиры содержат следующие жирные кислоты
|
Насыщенные: стеариновая (C 17 H 35 COOH) пальмитиновая (C 15 H 31 COOH) Масляная (C 3 H 7 COOH) |
В СОСТАВЕ ЖИВОТНЫХ ЖИРОВ |
|
Ненасыщенные : олеиновая (C 17 H 33 COOH, 1 двойная связь) линолевая (C 17 H 31 COOH, 2 двойные связи) линоленовая (C 17 H 29 COOH, 3 двойные связи) арахидоновая (C 19 H 31 COOH, 4 двойные связи, реже встречается) |
В СОСТАВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЖИРОВ |
Жиры содержатся во всех растениях и животных. Они представляют собой смеси полных сложных эфиров глицерина и не имеют чётко выраженной температуры плавления.
- Животные жиры (бараний, свиной, говяжий и т.п.), как правило, являются твердыми веществами с невысокой температурой плавления (исключение – рыбий жир). В твёрдых жирах преобладают остатки насыщенных кислот.
- Растительные жиры – масла (подсолнечное, соевое, хлопковое и др.) – жидкости (исключение – кокосовое масло, масло какао-бобов). Масла содержат в основном остатки ненасыщенных (непредельных) кислот.
Химические свойства жиров
1. Гидролиз, или омыление , жиров происходит под действием воды, с участием ферментов или кислотных катализаторов (обратимо) , при этом образуются спирт - глицерин и смесь карбоновых кислот:
или щелочей (необратимо)
.
Мыла - это калиевые и натриевые соли высших карбоновых кислот.
2.
Гидрирование жиров
– превращение жидких растительных масел в твердые жиры – имеет большое значение для пищевых целей. Продукт гидрогенизации масел – твердый жир (искусственное сало, саломас
). Маргарин
– пищевой жир, состоит из смеси гидрогенизированных масел (подсолнечного, кукурузного, хлопкого и др.), животных жиров, молока и вкусовых добавок (соли, сахара, витаминов и др.).
Так в промышленности получают маргарин:
В условиях процесса гидрогенизации масел (высокая температура, металлический катализатор) происходит изомеризация части кислотных остатков, содержащих цис-связи С=С, в более устойчивые транс-изомеры. Повышенное содержание в маргарине (особенно, в дешевых сортах) остатков транс-ненасыщенных кислот увеличивает опасность атеросклероза, сердечно-сосудистых и других заболеваний.
Реакция получения жиров (этерификация)
Применение жиров
- Пищевая промышленность
- Фармацевтика
- Производство мыла и косметических изделий
- Производство смазочных материалов
Жиры - продукт питания. Биологическая роль жиров.
Для обеспечения организма энергией в неблагоприятных условиях в нем создаются жировые запасы, которые откладываются в подкожной клетчатке, в жировой складке брюшины – так называемом сальнике. Подкожный жир предохраняет организм от переохлаждения (особенно эта функция жиров важна для морских животных). В течение тысячелетий люди выполняли тяжелую физическую работу, которая требовала больших затрат энергии и соответственно усиленного питания. Для покрытия минимальной суточной потребности человека в энергии достаточно всего 50 г жира. Однако при умеренной физической нагрузке взрослый человек должен получать с продуктами питания несколько больше жиров, но их количество не должно превышать 100 г (это дает треть калорийности при диете, составляющей около 3000 ккал). Следует отметить, что половина из этих 100 г содержится в продуктах питания в виде так называемого скрытого жира. Жиры содержатся почти во всех пищевых продуктах: в небольшом количестве они есть даже в картофеле (там их 0,4%), в хлебе (1–2%), в овсяной крупе (6%). В молоке обычно содержится 2–3% жира (но есть и специальные сорта обезжиренного молока). Довольно много скрытого жира в постном мясе – от 2 до 33%. Скрытый жир присутствует в продукте в виде отдельных мельчайших частиц. Жиры почти в чистом виде – это сало и растительное масло; в сливочном масле около 80% жира, в топленом – 98%. Конечно, все приведенные рекомендации по потреблению жиров – усредненные, они зависят от пола и возраста, физической нагрузки и климатических условий. При неумеренном потреблении жиров человек быстро набирает вес, однако не следует забывать, что жиры в организме могут синтезироваться и из других продуктов. «Отрабатывать» лишние калории путем физической нагрузки не так-то просто. Например, пробежав трусцой 7 км, человек тратит примерно столько же энергии, сколько он получает, съев всего лишь одну стограммовую плитку шоколада (35% жира, 55% углеводов) .Физиологи установили, что при физической нагрузке, которая в 10 раз превышала привычную, человек, получавший жировую диету, полностью выдыхался через 1,5 часа. При углеводной же диете человек выдерживал такую же нагрузку в течение 4 часов. Объясняется этот на первый взгляд парадоксальный результат особенностями биохимических процессов. Несмотря на высокую «энергоемкость» жиров, получение из них энергии в организме – процесс медленный. Это связано с малой реакционной способностью жиров, особенно их углеводородных цепей. Углеводы, хотя и дают меньше энергии, чем жиры, «выделяют» ее намного быстрее. Поэтому перед физической нагрузкой предпочтительнее съесть сладкое, а не жирное.Избыток в пище жиров, особенно животных, увеличивает и риск развития таких заболеваний как атеросклероз, сердечная недостаточность и др. В животных жирах много холестерина (но не следует забывать, что две трети холестерина синтезируется в организме из нежировых продуктов – углеводов и белков).
Известно, что значительную долю потребляемого жира должны составлять растительные масла, которые содержат очень важные для организма соединения – полиненасыщенные жирные кислоты с несколькими двойными связями. Эти кислоты получили название «незаменимых». Как и витамины, они должны поступать в организм в готовом виде. Из них наибольшей активностью обладает арахидоновая кислота (она синтезируется в организме из линолевой), наименьшей – линоленовая (в 10 раз ниже линолевой). По разным оценкам суточная потребность человека в линолевой кислоте составляет от 4 до 10 г. Больше всего линолевой кислоты (до 84%) в сафлоровом масле, выжимаемом из семян сафлора – однолетнего растения с ярко-оранжевыми цветками. Много этой кислоты также в подсолнечном и ореховом масле.
По мнению диетологов, в сбалансированном рационе должно быть 10% полиненасыщенных кислот, 60% мононенасыщенных (в основном это олеиновая кислота) и 30% насыщенных. Именно такое соотношение обеспечивается, если треть жиров человек получает в виде жидких растительных масел – в количестве 30–35 г в сутки. Эти масла входят также в состав маргарина, который содержит от 15 до 22% насыщенных жирных кислот, от 27 до 49% ненасыщенных и от 30 до 54% полиненасыщенных. Для сравнения: в сливочном масле содержится 45–50% насыщенных жирных кислот, 22–27% ненасыщенных и менее 1% полиненасыщенных. В этом отношении высококачественный маргарин полезнее сливочного масла.
Необходимо помнить
Насыщенные жирные кислоты отрицательно влияют на жировой обмен, работу печени и способствуют развитию атеросклероза. Ненасыщенные (особенно линолевая и арахидоновая кислоты) регулируют жировой обмен и участвуют в выведении холестерина из организма. Чем выше содержание ненасыщенных жирных кислот, тем ниже температура плавления жира. Калорийность твердых животных и жидких растительных жиров примерно одинакова, однако физиологическая ценность растительных жиров намного выше. Более ценными качествами обладает жир молока. Он содержит одну треть ненасыщенных жирных кислот и, сохраняясь в виде эмульсии, легко усваивается организмом. Несмотря на эти положительные качества, нельзя употреблять только молочный жир, так как никакой жир не содержит идеального состава жирных кислот. Лучше всего употреблять жиры как животного, так и растительного происхождения. Соотношение их должно быть 1:2,3 (70% животного и 30% растительного) для молодых людей и лиц среднего возраста. В рационе питания пожилых людей должны преобладать растительные жиры.
Жиры не только участвуют в обменных процессах, но и откладываются про запас (преимущественно в брюшной стенке и вокруг почек). Запасы жира обеспечивают обменные процессы, сохраняя для жизни белки. Этот жир обеспечивает энергию при физической нагрузке, если с пищей жира поступило мало, а также при тяжелых заболеваниях, когда из-за пониженного аппетита его недостаточно поступает с пищей.
Обильное потребление с пищей жира вредно для здоровья: он в большом количестве откладывается про запас, что увеличивает массу тела, приводя порой к обезображиванию фигуры. Увеличивается его концентрация в крови, что, как фактор риска, способствует развитию атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни и др.
Роль жиров в организме
Жиры (липиды от греч. lipos – жир) относятся к основным пищевым веществам (макронутриентам). Значение жира в питании многообразно.
Жиры в организме выполняют следующие основные функции:
энергетическая - являются важным источником энергии, превосходящим в этом плане все пищевые вещества. При сгорании 1 г жира образуются 9 ккал (37,7 кДж);
пластическая - являются структурной частью всех клеточных мембран и тканей, в том числе нервной;
являются растворителями витаминов А, Д, Е, К и способствуют их усвоению;
служат поставщиками веществ, обладающих высокой биологической активностью : фосфатиды (лецитин), полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), стерины и др.;
защитная - подкожный жировой слой предохраняет человека от охлаждения, а жиры вокруг внутренних органов защищает их от сотрясений;
вкусовая - улучшают вкус пищи;
вызывают чувство длительного насыщения (ощущение сытости).
Жиры могут образовываться из углеводов и белков, но в полной мере ими не заменяются.
Жиры подразделяются на нейтральные (триглицериды) и жироподобные вещества (липоиды).
Биологическая эффективность жиров
Нейтральные жиры состоят из глицерина и жирных кислот . Жирные кислоты во многом определяют свойства жиров.
Биологическая эффективность - показатель качества жиров пищевых продуктов, отражающий содержание в них незаменимых полиненасыщенных жирных кислот.
В природе обнаружено более 200 жирных кислот, но практическое значение имеют только 20.
Жирные кислоты подразделяются на насыщенные, мононенасыщенные, полиненасыщенные .
Насыщенные жирные кислоты (до предела насыщенные водородом – предельные ) - пальмитиновая, стеариновая, миристиновая, масляная, капроновая, каприловая, арахиновая и др. Высокомолекулярные предельные жирные кислоты (стеариновая, арахиновая, пальмитиновая) имеют твердую консистенцию, низкомолекулярные (масляная, капроновая и др.) – жидкую. (большинство растительных масел).
В твердых жирах преобладают насыщенные жирные кислоты (жиры животных и птиц) Чем больше насыщенных жирных кислот, тем выше температура плавления жира, тем дольше он переваривается и хуже усваивается (бараний и говяжий жиры).
Биологическая активность насыщенных жирных кислот невелика. С насыщенными жирными кислотами связываются представления об отрицательном их влиянии на жировой обмен, развитии атеросклероза. Имеются данные, что повышение содержания холестерина в крови связано с поступлением животных жиров, имеющих в своем составе насыщенные жирные кислоты. Избыточное поступление твердых жиров также способствует развитию ишемической болезни сердца, ожирению, желчнокаменной болезни и др.
Мононенасыщенные (моноеновые) - к ним относится олеиновая кислота , находящаяся практически во всех жирах животного и растительного происхождения. Большое ее количество содержится в оливковом масле (66,9%). Имеются данные о благоприятном действии олеиновой кислоты на липидный обмен, в частности на обмен холестерина и функции желчевыводящих путей. ВОЗ (2002) отнесла олеиновую кислоту к возможным, но окончательно не доказанным, алиментарным факторам, снижающим риск сердечно-сосудистых заболеваний.
Полиненасыщенные (полиеновые, ПНЖК ) - имеющие две и более свободные двойные связи. К ним относится линолевая кислота, имеющая две двойные связи, линоленовая , имеющая три двойные связи, и арахидоновая , имеющая четыре двойные связи. Эти кислоты, благодаря своим биологическим свойствам, называются витамином F . Линолевая и линоленовая кислоты относятся к незаменимым (эссенциальным) нутриентам, т.к. не синтезируются в организме и поступают только с пищей.
ПНЖК участвуют в регуляции обменных процессов в клеточных мембранах, в образовании энергии в митохондриях. Около 25% жирнокислотного состава мембран составляет арахидоновая кислота. Из ПНЖК в организме образуются тканевые гормоноподобные вещества (простагландины), они положительно влияют на жировой обмен в печени, повышают эластичность кровеносных сосудов, нормализуют состояние кожи, необходимы для нормального функционирования головного мозга. ПНЖК способны связывать в крови холестерин, образовывать с ним нерастворимый комплекс и выводить его из организма (антисклеротическая роль).
Превращения ПНЖК в организме зависят от химической структуры, а именно от положения первой от метильного конца двойной связи. Так, у линолевой кислоты эта связь находится в положении 6. Все другие кислоты (в частности арахидоновая), образующиеся из нее, также имеют первую двойную связь в положении 6 и относятся к ПНЖК семейства омега-6.
У линоленовой кислоты первая свободная двойная связь самая удаленная и находится в положении 3 , поэтому данная кислота и продукты ее превращения (эйкозапентаеновая, докозапентаеновая и докозагексаеновая жирные кислоты) относятся к ПНЖК семейства омега-3.
Очень богаты линолевой кислотой растительные масла (подсолнечное, кукурузное, хлопковое и соевое). Хорошим источником линолевой кислоты являются мягкие маргарины, майонез, орехи. Из круп ее больше всего в пшене, но в 25 раз меньше, чем в подсолнечном масле.
Таблица 2
Количество жирных кислот (в г) в 100 г жировых продуктов.
| Жировые продукты | Сумма жирных кислот | Насыщенные жирные кислоты | Мононенасыщенные жирные кислоты(олеиновая кислота) | Полиненасыщенные жирные кислоты | ||
| В том числе | ||||||
| линолевая | линоленовая | |||||
|
Растительные масла: арахисовое конопляное горчичное кукурузное оливковое подсолнечное Жиры животные топленые: Масло сливочное Маргарин столовый молочный Майонез «Провансаль» |
95,3 | 18,2 | 43,8 (42,9) | 33,3 | 33,3 | следы |
Источниками линоленовой кислоты являются льняное, конопляные масла, соевое, горчичное и рапсовое масла. Источником ПНЖК омега-3 в основном являются жиры морских рыб и животных (сельдь, лососевые, печень трески, морские млекопитающие и т.д.).
Следует отметить, что в некоторых продуктах одновременно присутствуют значительные количества линолевой и линоленовой кислот – конопляное, соевое, горчичное и рапсовое масла.
Физиологические эффекты ПНЖК в организме во многом связаны с их метаболитами. Исследования последних лет показали, что ПНЖК семейства омега-3 нормализуют жировой обмен, повышают пластичность кровеносных сосудов, уменьшают вязкость крови, препятствуют образованию тромбов, стимулируют иммунитет (участвуют в образовании Т-лимфоцитов), продукцию простагландинов, обладают антиоксидантным и антиканцерогенным действием. Установлена их положительная роль при лечении атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, язвы желудка, сахарного диабета, аллергических и кожных заболеваний и др.
В рационе здорового человека соотношение ПНЖК омега-6 к омега-3 должно быть 10:1, а при нарушении липидного обмена от 3:1, до 6:1. Изучение фактического питания населения показало, что у значительной части населения это соотношение составляет от 10:1 до 30:1. Это свидетельствует о дефиците ПНЖК семейства омега-3.
5.3. Свежесть жиров
Пищевая ценность жиров определяется не только жирнокислотным составом, температурой плавления и др., но и показателями свежести . Свежесть – обязательный признак полноценности жиров.
Пищевые жиры при длительном хранении в присутствии кислорода и света прогоркают, что связано с аутоокислением ненасыщенных жирных кислот. Отрицательно действует на жиры длительная термическая обработка. В окисленных и перегретых жирах разрушаются витамины, уменьшается содержание ПНЖК и накапливаются вредные вещества (перекиси, альдегиды и др.), вызывающие раздражение желудочно-кишечного тракта и нарушающие обмен веществ.
В организме человека жиры также могут подвергаться аутоокислению (липидная пероксидация). Этот процесс относят свободнорадикальному окислению, которое активно инициируется постоянно возникающими в тканях первичными кислородными радикалами. Организм человека обладает антиоксидантной защитой, при недостаточности которой развивается ряд заболеваний, в т.ч. атеросклероз. К антиоксидантам относятся ферменты (каталаза, супероксиддисмутаза и др.), мочевая кислота, альбумин, а также ряд микронутриентов (витамины Е, А и С, ß-каротин, селен) и др
Для предупреждения аутоокисления жирных кислот и прогоркания пищевых жиров в жиросодержащие продукты вводят антиоксиданты.
5.4. Транс-изомеры жирных кислот (ТИЖК)
Транс-изомеры жирных кислот – особые формы молекул ненасыщенных жирных кислот, иногда называемых «молекулами-уродами». ТИЖК лишены биологической эффективности и для организма являются только источниками энергии. Однако при потреблении в большом количестве они могут неблагоприятно влиять на организм.
В натуральных молочных и мясных жирах, мягких маргаринах ТИЖК составляют около 3% всех жиров. Много ТИЖК (до14 %) в вырабатываемых жировой промышленностью гидрогенизированных жирах, использующихся для производства твердых маргаринов, кулинарных и кондитерских жиров. Эти жиры широко применяют в кондитерской промышленности для изготовления печенья, конфет, шоколадных паст, картофельных чипсов, прослойки вафель и т.д. Используют их при жарении различных кулинарных изделий (пирожков, цыплят и т.д.).
Имеются данные о том, что ТИЖК, как и насыщенные жирные кислоты, повышают уровень общего холестерина и снижают антиатерогенные фракции в крови. Это является фактором риска развития атеросклероза, нарушает обмен биологически активных веществ, образующихся из ПНЖК, ухудшает качество жиров грудного молока у кормящих матерей. Следует отметить, что речь не идет об опасности потребления вафель с жиросодержащими прослойками или картофельных чипсов, а о том, что этими и подобными изделиями не следует злоупотреблять в повседневном питании здорового человека.
5.5. Жироподобные вещества
Значительную ценность для организма представляют жироподобные вещества (липоиды) . К ним относятся биологически активные вещества - фосфолипиды и стерины.
Фосфолипиды (фосфатиды) – основными представителями являются лецитин, кефалин и сфингомиелин. В организме человека они входят в состав клеточных оболочек, имеют существенное значение для их проницаемости, обмена веществ между клетками и внутриклеточным пространством.
Фосфолипиды пищевых продуктов различаются по химическому составу и биологическому действию. Последнее во многом зависит от природы входящего в их состав аминоспирта .
В продуктах питания наиболее широко представлен лецитин . Лецитин в своем составе имеет глицерин, ненасыщенные жирные кислоты, фосфор и витаминоподобное вещество холин . Лецитин обладает липотропным действием - уменьшает накопление жиров в печени, способствуя их транспорту в кровь. Он входит в состав нервной и мозговой ткани, влияет на деятельность нервной системы. Лецитин - важный фактор регулирования холестеринового обмена, т.к. предотвращает накопление в организме избыточных количеств холестерина, способствует его расщеплению и выведению. Большое значение имеет достаточное количество лецитина в диетах при атеросклерозе, болезнях печени, желчнокаменной болезни, в рационах питания лиц умственного труда и пожилых людей, а также в рационах лечебного и лечебно-профилактического питания.
Суточная потребность в лецитине составляет около 5 г. Лецитином богаты яйца (3,4 г%), печень, икра, мясо кролика, сельдь жирная, нерафинированные растительные масла (2,5-3,5 г%). В говядине, баранине, свинине, мясе кур, горохе содержится около 0,8 г% лецитина, в большинстве рыб, сыре, сливочном масле, овсяной крупе – 0,4-0,5 г%, в твороге жирном, сметане – 0,2 г%. Хорошим источником лецитина при малой жирности является пахта.
Стерины представляют собой гидроароматические спирты сложного строения, содержащиеся в растительных маслах (фитостерины) и животных жирах (зоостерины) .
Из фитостеринов наиболее известен ß-ситостерин , больше всего его содержится в растительных маслах. Он нормализует холестериновый обмен, образуя с холестерином нерастворимые комплексы, которые препятствуют всасыванию холестерина в желудочно-кишечном тракте, и тем самым снижают его содержание в крови.
Холестерин относится к животным стеринам. Он является нормальным структурным компонентом всех клеток и тканей. Холестерин входит в состав мембран клеток и вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную проницаемость мембран и влияет на активность связанных с ними ферментов. Холестерин – источник образования желчных кислот, стероидных гормонов половых желез и коры надпочечников (тестостерон, кортизон, эстрадиол и др.), витамина Д.
Следует выделить связь пищевого холестерина с атеросклерозом , причины возникновения которого сложны и многообразны. Известно, что холестерин входит в состав сложных плазменных белков липопротеинов. Выделяют липопротеины высокой плотности (ЛПВП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП) и липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП). К атерогенным, т.е. способствующим формированию атеросклероза, относят ЛПНП и ЛПОНП. Они способны откладываться на сосудистой стенке и формировать атеросклеротические бляшки , в результате чего просвет кровеносных сосудов суживается, нарушается кровоснабжение тканей, сосудистая стенка становиться непрочной и хрупкой.
Основная часть холестерина в организме образуется в печени (около 70%) из жирных кислот, главным образом насыщенных. Часть холестерина (около30%) человек получает с пищей.
Качественный и количественный состав пищи существенно влияет на обмен холестерина. Чем больше холестерина поступает с пищей, тем меньше его синтезируется в печени и наоборот. При преобладании насыщенных жирных кислот и легкоусвояемых углеводов биосинтез холестерина в печени повышается, а в случае преобладания ПНЖК - снижается. Обмен холестерина нормализуют лецитин, метионин, витамины С, В 6 , В 12 и др., а также микроэлементы. Во многих продуктах эти вещества хорошо сбалансированы с холестерином: творог, яйца, морская рыба, некоторые морепродукты. Поэтому отдельные продукты и весь рацион нужно оценивать не только по содержанию холестерина, но и по совокупности многих показателей. В настоящее время насыщенные жирные кислоты животных и гидрогенизированных жиров отнесены к более значимым факторам риска развития сердечно-сосудистой патологии, чем пищевой холестерин.
Холестерин широко представлен во всех пищевых продуктах животного происхождения (табл. 3).
В обычном дневном рационе питания должно содержаться не более 300 мг холестерина. При тепловой обработке разрушается около 20% холестерина.
Таблица 3.
|
Продукты |
Холестерин |
Продукты |
Холестерин |
|
Молоко,
кефир жирный
10%-й жирности 20%-й жирности Сметана 30%-й жирности Творог жирный Мороженое сливочное Масло сливочное Сыр голландский Яйца куриные Желток куриный Говядина, баранина, свинина мясная Печень говяжья |
Колбасы: Сырокопченые Жир говяжий, бараний, свиной Нежирные |
5.6. Источники жиров в питании
Ни один из пищевых жиров, взятый в отдельности, не может полностью обеспечить потребности организма в них. Так, животные жиры , в том числе молочный жир, обладают высокими вкусовыми качествами, содержат довольно много витаминов А и D, лецитина, обладающего липотропными свойствами. Однако в них мало ПНЖК и много холестерина - одного из факторов риска атеросклероза.
Растительные жиры содержат много ПНЖК, витамина Е и ß-ситостерина, способствующего нормализации холестеринового обмена. В то же время в растительных маслах отсутствуют витамины А и Д, а при тепловой обработке эти масла легко окисляются.
Источниками животных жиров являются шпик свиной (90-92% жира), сливочное масло(62-82%), жирная свинина (49%), колбасы (20-40%), сметана (10-30%), сыры (15-45%) и др.
Источники растительных жиров - растительные масла (99,9% жира), орехи (53-65%), овсяная крупа (6,1%), гречневая крупа, пшено (3,3%) и др.
В здоровом питании должна предусматриваться комбинация животных и растительных жиров.
Низкокалорийные заменители жира
Широкое распространение избыточной массы тела и ожирения среди населения экономически развитых стран вызвали необходимость поиска и разработки низкокалорийных заменителей жира, а также привлекли внимание к маложирным «легким» продуктам. Существуют две группы заменителей жиров.
Первая группа включает углеводы и белки, молекулы которых изменены таким образом, что способны связывать большие количества воды, в три раза превышающие массу этих веществ. Набухшие частицы дают при разжевывании ощущение жира, а калорийность данных заменителей снижается до 1-2 ккал/г. Из углеводов для таких целей используют низкомолекулярные крахмалы, декстрины, мальтодекстрины и камеди. Белковые заменители жира получают из молока и яиц. Заменители этой группы всасываются и метаболизируются как обычные белки и углеводы.
Вторая группа заменителей представляет собой синтетические вещества, обладающие физическими и технологическими свойствами жиров в пищевых продуктах. Синтетические жирозаменители имеют различную химическую природу, степень переваривания и усвоения, а также неодинаковое влияние на желудочно-кишечный тракт. Они заменяют жир в пище в эквивалентном по массе соотношении. Из синтетических заменителей жира наиболее известны эфиры жирных кислот с сахарами, например полиэфир сахарозы. Следует подчеркнуть, что идет изучение их безопасности и эффективности.
Потребность и нормирование жиров в питании
Нормирование жира в рационе питания производится с учетом возраста, пола, характера трудовой деятельности, национальных и климатических особенностей. По нормам питания России для здорового взрослого человека в среднем требуется 1,1 г жира на 1 кг массы тела. Из общего количества потребляемых жиров около 30% должны составлять растительные.
Среднесуточная физиологическая потребность человека в насыщенных жирных кислотах составляет 25 г, ПНЖК - 11 г.
Наилучшим соотношением жирных кислот считается: 10-20% полиненасыщенных, 30% насыщенных и 50-60% мононенасыщенных жирных кислот.
За счет жира должно обеспечиваться около 30% суточной энергетической ценности рациона. Потребность в жирах на Крайнем Севере, в связи с увеличением теплопродукции, повышена на 5-7%, в условиях юга - снижена на 5% от общей энергоценности рациона. В высокогорных районах потребление жиров ограничивают, т.к. в связи с уменьшением содержания кислорода в воздухе при пониженном барометрическом давлении ухудшается окисление жиров в организме и накапливаются недоокисленные продукты жирового обмена.
Сбалансированное соотношение белков, жиров, углеводов, поступающих вместе с пищей – залог правильного питания и формирования здорового красивого тела.
Пожалуй, жиры вызывают наибольшее количество вопросов. У многих само их название ассоциируется с чем-то нездоровым. Однако не все они вредны, более того, без некоторых видов жиров активный спортивный образ жизни приведёт к истощению организма. Отношением к ним чаще всего негативное, но на сколько обоснованно можно считать жиры вредными для организма и его функционирования?
Что такое жиры и их разновидности – вредные и полезные
Жиры – это природные сложные органические соединения. С химической точки зрения это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и карбоновых кислот. С точки зрения обычных людей жиры представляют собой сложные химические вещества с большой молекулой, которая расщепляясь, выделяет огромное количество энергии. Однако для эффективного освобождения жирами энергии организм должен быть насыщен не только ими, но и углеводами, и кислородом.
Сегодня принята следующая классификация природных жиров:
- Насыщенные или животные. Это так называемые вредные жиры, избыток поступления которых приводит к различным осложнениям со стороны сердца, сосудов, печени.
- Ненасыщенные или растительные жиры тривиально называют «полезными». Они, в свою очередь, делятся на моно- и полиненасыщенные. Мононенасыщенные жиры имеют маленькую молекулу, поэтому легче других расщепляются на составляющие – воду и углекислый газ, выделяя при этом почти в два раза больше энергии, чем то же количество углеводов. Полиненасыщенные жиры расщепляются несколько труднее, но они являются практически единственным источником поступления в организм незаменимых кислот. Кроме того, они устойчивы к температурной обработке.
Значение жиров для организма
Полезные функции жиров в организме следующие:
- При расщеплении жиров выделяется большое количество энергии.
- Участвуют в жизнедеятельности эпителиальных клеток.
- Являются строительным материалом для клеток человеческого мозга.
- Некоторые витамины, попадая в человеческий организм, им не усваиваются без жиров.
- Являются источниками незаменимых кислот.
Нормы потребления жиров взрослым человеком
Средняя норма потребления жиров взрослым человеком рассчитывается исходя из соотношения 1 г жиров на 1 кг массы тела, т. е. примерная норма их потребления в сутки для мужчин равна 80–100 г, для женщин 50–60 г. Не менее 80% от этого количества должны составлять растительные жиры. Причём на долю ненасыщенных моносоединений должно приходиться более половины всего суточного потребления полезных жиров.
Потребление жиров при занятии спортом и вредные неприродные жиры
Любителям спорта следует увеличить содержание растительных жиров в рационе до 90% суточной нормы потребления жиров. Оставшиеся 10% должны приходиться на животные жиры.
Помимо описанной выше классификации природных жиров, существуют ещё две разновидности вредных жиров, появление которых обусловлено развитием общества. Речь идёт об окисленных (трансгенных) жирах и трансжировых кислотах. Это неотъемлемая составляющая фаст-фуда и высококалорийных сладостей:
- блюда, приготовленные во фритюре;
- песочные печенья, бисквиты, кремы;
- соусы, включая кетчуп и майонез.
Любому человеку следует ограничивать употребление этих «вкусностей», ведь плата за любовь к ним слишком высока: заболевания сердца, ожирение, сахарный диабет, онкология. Спортсменам от этих продуктов следует отказаться вовсе, вкупе с тренировками они несут ненужную нагрузку на организм.
Жиры в продуктах
Растительные жиры:
- Мононенасыщенные жиры (Омега-9) снижают общий уровень «плохого» холестерина. Их содержат оливковое, арахисовое, фундучное, кунжутное масла, авокадо, фисташки, лесной орех, кэшью, кунжут, маслины.
- Полиненасыщенные жиры. Источник полезных для сердечно-сосудистой системы Омега-3 – это жирная морская рыба, креветки, устрицы, озёрная форель, льняное семя и масло, конопляное семя и масло, кедровые и грецкие орехи. Омега-6 содержатся в кукурузном, подсолнечном, соевом, маслах, а также в семечках.
Источники животных жиров:
- Сливочное масло и молочные жиры.
- Животные жиры, например, говяжий жир, сало.
- Пальмовое масло.
Животные жиры содержат «плохой» холестерин, от их чрезмерного употребления страдает печень. Такие жиры трудно перевариваются, создавая большую нагрузку на организм. Молочные жиры меньше нагружают организм, если сложно обойтись только растительными жирами, в небольшом количестве можно употреблять сливочное масло. Только помните, что его нельзя долго хранить и нагревать! Все жиры животного происхождения непригодны для приготовления пищи!
Жиры и похудение
Жиры калорийны, однако полностью отказываться от их употребления нельзя. При дефиците жиров, прежде всего, начнут страдать клетки головного мозга и ухудшаться внешний вид кожный покровов.
Следует выбрать правильную стратегию употребления жиров:
- Сократить их потребление до физиологического минимума.
- При планировании питания помнить, что жиры являются неотъемлемой частью многих других продуктов.
- Употреблять только растительные жиры.
- Приобретать масла только первого отжима.
Грамотный рацион является первым шагом к формированию здорового тела и красивой фигуры. Помните, что человеческий организм – сложный механизм, в котором все взаимосвязано. Поступление с пищей белков, жиров, углеводов необходимо для выполнения ими своих полезных для организма функций. Однако избыток или недостаток каждого элемента может привести к развитию серьёзных осложнений, особенно для людей, имеющих регулярные физические нагрузки. Сбалансированного и здорового вам рациона!
Жиры относятся к основным пищевым веществам и являются обязательным компонентом в сбалансированном питании.
Биологическое значение жира весьма многообразно. Жиры являются источником энергии, превосходящей энергию всех других пищевых веществ. При сгорании 1 г жира образуется 37,7 КДЖ (9 ккал), тогда как при сгорании 1 г углеводов - 16,7 кДж (4 ккал). Жиры участвуют в пластических процессах, являясь структурной частью клеток и их мембранных систем.
Жиры являются растворителями витаминов А, E, D и способствуют их усвоению. C жирами поступает ряд биологически ценных веществ: фосфатиды (лецитин), полиненасыщенные жирные кислоты, стерины и токоферолы и другие вещества, обладающие биологической активностью. Жир улучшает вкусовые свойства пищи, а также повышает ее питательность.
Недостаточное поступление жира может принести к нарушению центральной нервной системы, ослаблению иммунобиологических механизмов, изменению кожи, почек, органа зрения и др. У животных, получавших безжировой рацион, отмечалась меньшая выносливость и сокращалась продолжительность жизни.
B составе жира и сопутствующих ему веществ выявлены эссенциальные, жизненно необходимые незаменимые компоненты, в том числе липотропного, антиатеросклеротического действия (полиненасыщенные жирные кислоты, лецитин, витамины A, E и др.). При недостаточности жира в питании наступают дегенеративные изменения в печени, почках, мозге и других системах организма. В экспериментах показано, что при исключении из корма жира наступает прекращение развития растущих животных, отмечается возникновение расстройств в основных жизнеобеспечивающих системах организма и последующая гибель животных. Только количество жира, соответствующее 10% общей энергетической ценности рациона, обеспечивает сохранение жизни животных и может рассматриваться как минимальная предельно допустимая норма жира, обеспечивающая выживание большинства животных. Имеются данные о способствующей роли недостаточности жира в формировании алиментарной дистрофии и других заболеваний пищевой недостаточности. Уже давно определился взгляд на жиры, как па мощное энергетическое вещество и фактор выраженного сбережения белка. B первую мировую войну среди лиц, в пайке которых содержалось только 10 г жира, отмечались случаи заболевания алиментарной дистрофией. Изучение вопроса о жировом факторе, позволило выдвинуть положение о "биологическом жировом минимуме" и обосновать представление о роли жира как существенного фактора, оказывающего влияние па функцию клетки, проницаемость клеточных мембран и состояние внутриклеточных элементов.
B качестве подтверждения вышеприведенного положения приводился факт, что лица, получавшие 6276,0 кДж (1500 ккал) и 60 г белка в суточном пищевом рационе при крайне низком содержании жира, заболели "алиментарной дистрофией (отечной болезнью). После того как им стали давать 100 r свиного сала в день, они быстро выздоровели; отеки у них полностью исчезли.
От уровня сбалансированности жира с другими пищевыми веществами зависят интенсивность и характер многих процессов, протекающих в организме, связанных с обменом и превращением, а также усвоением пищевых веществ.
По химическому составу жиры представляют собой сложные комплексы органических соединений, основными структурными компонентами которых являются глицерин н жирные кислоты. Удельный вес глицерина в составе жира незначителен (10%). Основное значение, определяющее свойства жиров, имеют жирные кислоты. Последние подразделяются на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщенные) жирные кислоты.
Оптимальной в биологическом отношении формулой сбалансированности жирных кислот в жире может служить следующее соотношение: 10% ПНЖК, 30% насыщенных жирных кислот и 60% мононенасыщенной (олеиновой) кислоты.
Из натуральных жиров примерно такую же структуру жирных кислот имеют свиное сало, арахисовое и оливковое масла. Большинство производимых в настоящее время видов маргарина соответствуют приведенной формуле сбалансированности жирных кислот.
Главные компоненты всех живых клеток - белки, жиры, функции и свойства этих соединений обеспечивают жизнедеятельность организмов, обитающих на нашей планете.
Жиры являются природными , полными сложными эфирами глицерина и жирных кислот с одним основанием. Они относятся к группе липидов. Эти соединения выполняют ряд важных функций организма и являются незаменимым компонентом в рационе человека.
Классификация
Жиры, строение и свойства которых позволяют использовать их в пищу, по своей природе разделяются на животные и растительные. Последние называются маслами. Благодаря высокому содержанию в них ненасыщенных жирных кислот находятся в жидком агрегатном состоянии. Исключение - пальмовое масло.
По наличию определенных кислот, жиры разделяются на насыщенные (стеариновая, пальмитиновая) и ненасыщенные (олеиновая, арахидоновая, линоленовая, пальмитолеиновая, линолевая).
Строение
Строение жиров представляет собой комплекс триглицеридов и липоидных веществ. Последние являются фосфолипидными соединениями и стеринами. Триглицерид - эфирное соединение глицерина и жирной кислоты, структурой и характеристиками которой определяются свойства жира.
Строение молекулы жиров в общем виде отображается формулой:
CHˉO-CO-R’’
CH2-OˉCO-R’’’,
В которой R - радикал жирной кислоты.
Состав и строение жиров имеют в своей структуре три неразветвленных радикала с четным количеством атомов углерода. чаще всего представлены стеариновой и пальмитиновой, ненасыщенные - линолевой, олеиновой и линоленовой.
Свойства
Жиры, строение и свойства которых определяются наличием насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, имеют физико-химические особенности. Они не взаимодействуют с водой, но полностью разлагаются в органических растворителях. Омыляются (гидролизируются) если их обработать паром, минеральной кислотой либо щелочами. В ходе такой реакции образуются жирные кислоты или их соли и глицерин. Образуют эмульсию после интенсивного взбалтывания с водой, примером этому служит молоко.
Жиры имеют энергетическую ценность приблизительно равную 9,1 ккал/г или 38 кДж/г. Если перевести эти значения в физические показатели, то энергии, выделяемой при расходе 1 г жира, хватило бы для поднятия на 1 метр груза весом 3900 кг.
Жиры, строение их молекул определяет основные их свойства, обладают большой энергоемкостью, если сравнивать их с углеводами или белками. Полное окисление 1 г жира выделением воды и углекислого газа сопровождается выработкой энергии вдвое превышающей сгорание сахаров. Для расщепления жиров необходимы в определенном количестве углеводы и кислород.
В организме человека и других млекопитающих жиры - один из наиболее значимых поставщиков энергии. Для того, чтобы они были всосаны в кишечнике, необходимо их эмульгирование при помощи солей желчной кислоты.
Функции
В организме млекопитающих важную роль играют жиры, строение и функции этих соединений в органах и системах имеют разное значение:
Помимо этих трех основных функций, жиры выполняют несколько частных. Эти соединения поддерживают жизнедеятельность клеток, например, обеспечивают эластичность и здоровый вид кожных покровов, улучшают работу мозга. Мембранные образования клетки и субклеточные органеллы сохраняют свою структуру и функционирование благодаря участию жиров. Витамины A, D, E и K способны усваиваться только в их присутствии. Рост, развитие и репродуктивная функция также во многом зависят от наличия жиров.
Потребность организма
Примерно треть энергозатрат организма восполняют жиры, строение которых позволяет решать эту задачу при правильно организованном рационе. Расчет суточной потребности учитывает род деятельности и возраст человека. Поэтому больше всего жиров необходимо молодым людям, ведущим активный образ жизни, например, спортсменам или мужчинам занятым тяжелым физическим трудом. При малоподвижном образе жизни или склонности к полноте их количество нужно сократить, чтобы избежать ожирения и сопутствующих проблем.
Важно также учитывать строение жиров. Существенное значение имеет соотношение ненасыщенных и насыщенных кислот. Последние при чрезмерном потреблении нарушают жировой обмен, функционирование желудочно-кишечного тракта, увеличивают возможность появления атеросклероза. Ненасыщенные кислоты оказывают противоположное действие: восстанавливают нормальный обмен, выводят холестерин. Но злоупотребление ими приводит к расстройству пищеварения, появлению камней в желчном пузыре и выводящих путях.
Источники
Почти все продукты содержат жиры, строение их при этом может быть различным. Исключение составляют овощи, фрукты, алкогольные напитки, мед и некоторые другие. Продукты подразделяются на:
Также важным является жиров, определяющее наличие той или иной кислоты. По этому признаку они могут быть насыщенными, ненасыщенными и полиненасыщенными. Первые содержатся в мясных продуктах, сале, шоколаде, топленом жире, пальмовом, кокосовом и сливочном маслах. Ненасыщенные кислоты присутствуют в мясе птицы, оливках, кешью, арахисе, оливковом масле. Полиненасыщенные - в грецких орехах, миндале, пекане, семечках, рыбе, а также в подсолнечном, льняном, рапсовом, кукурузном, хлопковом и соевом масле.
Составление рациона
Особенности строения жиров требуют соблюдать ряд правил при составлении рациона. Диетологи рекомендуют придерживаться следующего их соотношения:
- Мононенасыщенные - до половины общего количества жиров;
- Полиненасыщенные - четверть;
- Насыщенные - четверть.
При этом жиры растительного происхождения должны составлять около 40% рациона, животного - 60-70%. Пожилым людям нужно увеличить количество первых до 60%.
Максимально ограничить или вовсе исключить из рациона стоит трансжиры. Они широко применяются при производстве соусов, майонезов, кондитерских изделий. Вредны жиры, подвергнутые интенсивному нагреванию и окислению. Их можно обнаружить в картошке фри, чипсах, пончиках, пирожках и т. д. Из всего этого списка наиболее опасны продукты, приготовление которых происходило на прогорклом или много раз использованном масле.
Полезные качества
Жиры, строение которых обеспечивает около половины всей энергии организма, обладают множеством полезных качеств:
- холестерин способствует лучшему углеводному обмену и обеспечивает синтез жизненно важных соединений - под его влияние производятся стероидные гормоны надпочечников;
- около 30% всего тепла в теле человека производится тканью, расположенной в районе шеи и верха спины;
- барсучье и собачье сало тугоплавки, излечивают от болезней органов дыхания, в том числе от туберкулезного поражения легких;
- фосфолипидные и глюколипидные соединения входят в состав всех тканей, синтезируются в органах пищеварения и противодействуют образованию холестериновых бляшек, поддерживают функционирование печени;
- благодаря фосфатидам и стеринам поддерживается неизменный состав цитоплазматической основы клеток нервной системы и синтезируется витамин D.
Таким образом, жиры являются незаменимым компонентом в рационе человека.
Избыток и дефицит
Жиры, строение и функции этих соединений приносят пользу только при умеренном потреблении. Их избыток способствует развитию ожирения - проблемы, которая актуальна для всех развитых стран. Это заболевание приводит к увеличению массы тела, уменьшению подвижности и ухудшению самочувствия. Повышается риск развития атеросклероза, сердечной ишемии, гипертонической болезни. Ожирение и его последствия чаще других болезней приводят к смерти.
Дефицит жиров в рационе способствует ухудшению состояния кожи, замедляет рост и развитие детского организма, нарушает функционирование репродуктивной системы, препятствует нормальному обмену холестерина, провоцируя атеросклероз, ухудшает работу головного мозга и нервной системы в целом.
Правильное планирование рациона, с учетом потребностей организма в жирах, поможет избежать многих заболеваний и улучшить качество жизни. Существенное значение имеет именно умеренное их потребление, без избытка и дефицита.