РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛЗадание: на основании двух образцов растительных масел получить купажированное растительное масло со сбалансированным жирнокислотным составом исделать вывод о его биологической эффективности по сравнению с исходными маслами. Теоретическое введение Жиры (липиды), поступающие с пищей – являются концентрированным источником энергии (1 г жира при окислении в организме дает 9 ккал). Физиологическая потребность в жирах – от 70 до 154 г/сутки для мужчин и от 60 до 102 г/сутки для женщин. Физиологическая потребность в жирах – для детей до года 5, 5…6, 5 г/кг массы тела, для детей старше года – от 40 до 97 г/сутки. Жиры (липиды) представляют собой на 99…99, 5 % смесь триглицеридов жирных кислот (сложные эфиры глицерина и жирных кислот). Основные структурные элементы триглицеридов – жирные кислоты. Жиры растительного и животного происхождения имеют различный состав жирных кислот, определяющий их физические свойства и физиолого-биохимические эффекты. Жирные кислоты подразделяются на два основных класса – насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные жирные кислоты. Жирные кислоты со средней длиной цепи (С8…С14) способны усваиваться в пищеварительном тракте без участия желчных кислот и панкреатической липазы, не депонируются в печени и подвергаются β -окислению. Животные жиры могут содержать насыщенные жирные кислоты с длиной цепи до двадцати и более атомов углерода, они имеют твердую консистенцию и высокую температуру плавления. К таким животным жирам относятся бараний, говяжий, свиной и ряд других. Высокое потребление насыщенных жирных кислот является важнейшим фактором риска развития диабета, ожирения, сердечно-сосудистых и других заболеваний. Потребление насыщенных жирных кислот для взрослых и детей должно составлять не более 10 % от калорийности суточного рациона. Мононенасыщенные жирные кислоты. К мононенасыщенным жирным кислотам относятся миристолеиновая и пальмитолеиновая кислоты (жиры рыб и морских млекопитающих), олеиновая (оливковое, сафлоровое, кунжутное, рапсовое масла). Мононенасыщенные жирные кислоты помимо их поступления с пищей в организме синтезируются из насыщенных жирных кислот и частично из углеводов. Физиологическая потребность в мононенасыщенных жирных кислотах для взрослых должно составлять 10 % от калорийности суточного рациона. Полиненасыщенные жирные кислоты. Жирные кислоты с двумя и более двойными связями между углеродными атомами называются полиненасыщенными (ПНЖК). Особое значение для организма человека имеют такие ПНЖК как линолевая, линоленовая, являющиеся структурными элементами клеточных мембран и обеспечивающие нормальное развитие и адаптацию организма человека к неблагоприятным факторам окружающей среды. ПНЖК являются предшественниками образующихся из них биорегуляторов – эйкозаноидов. Физиологическая потребность в ПНЖК – для взрослых 6…10 % от калорийности суточного рациона. Физиологическая потребность в ПНЖК – для детей 5…10 % от калорийности суточного рациона. Омега-6 (ω -6) и Омега-3 (ω -3) ПНЖК. Двумя основными группами ПНЖК являются кислоты семейств ω -6 и ω -3: v кислоты семейства ω -3. В структуре жирной кислоты первая двойная связь находится у третьего атома углерода, считая от концевой метильной группы. К ним относятся: · α -линоленовая (цис-9, 12, 15- октадекатриеновая) С18: 3 СН3-СН2-(СН=СН-СН2)3-(СН2)6СООН · эйкозапентаеновая (цис-5, 8, 11, 14, 17-эйкозапентаеновая) С20: 5 СН3-СН2-(СН=СН-СН2)5-(СН2)2СООН · докозапентаеновая (цис-7, 10, 13, 16, 19-докозапентаеновая) С22: 5, СН3-СН2-(СН=СН-СН2)5-(СН2)4СООН · цис-4, 7, 10, 13, 16, 19-докозагексаеновая С22: 6 СН3-СН2-(СН=СН-СН2)6-СН2СООН v кислоты семейства ω -6. В структуре жирной кислоты первая двойная связь находится у шестого атома углерода, считая от концевой метильной группы: Ø линолевая (цис-9, 12-октадекадиеновая) С18: 2 СН3(СН2)4-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН Ø γ -линоленовая (цис-6, 9, 12-октадекатриеновая) С18: 3 СН3(СН2)4-(СН=СН-СН2)3-(СН2)3-СООН; Ø арахидоновая (цис-5, 8, 11, 14-эйкозатетраеновая) С20: 4 СН3(СН2)4-(СН=СН-СН2)4-(СН2)2-СООН Жирные кислоты ω -6 содержатся практически во всех растительных маслах и орехах. Жирные кислоты ω -3 также содержатся в ряде масел (льняном, из семян крестоцветных, соевом). Основным пищевым источником ω -3 жирных кислот являются жирные сорта рыб и некоторые морепродукты. Из ПНЖК ω -6 особое место занимает линолевая кислота, которая является предшественником наиболее физиологически активной кислоты этого семейства – арахидоновой. Арахидоновая кислота является преобладающим представителем ПНЖК в организме человека. Жирные кислоты семейств ω -3 и ω -6 участвуют в регулировании обмена веществ в клетках, нормализации кровяного давления, улучшают эластичность стенок кровеносных сосудов, снижают риск возникновения таких заболеваний, как сахарный диабет, атеросклероз, ожирение, тромбозы, аритмия, псориаз и др. γ -линоленовая кислота обладает регуляторными функциями и принимает участие в синтезе простагландинов. Не все жирные кислоты могут быть синтезированы в организме, т.к. синтез ненасыщенных жирных кислот из-за отсутствия соответствующих ферментов прерывается на олеиновой кислоте. К несинтезируемым в организме относятся жирные кислоты с двумя и более ненасыщенными связями (линолевая и линоленовая кислоты), называемые незаменимыми или эссенциальными. В организме человека из линолевой кислоты синтезируются арахидоновая и докозапентаеновая кислоты, а α -линоленовая кислота может трансформироваться в эйкозапентаеновую и докозагексаеновую кислоты. Для нормальной жизнедеятельности каждому человеку ежедневно требуется 2 г арахидоновой кислоты. Но она практически не поступает с пищей, а синтезируется в организме человека из линолевой кислоты, взаимодействуя с витаминами группы В. Однако любой её избыток запускает целую серию смертельно опасных процессов. Поэтому всегда необходимо блокировать источник её синтеза – линолевую кислоту при помощи линоленовой кислоты. Таким образом, оптимальное соотношение в суточном рационе ω -6 к ω -3 жирных кислот должно составлять 5-10: 1 и диктуется тем, что при одновременном поступлении в организм возникают конкурентные взаимоотношения в метаболизме этих кислот, что влияет на синтез арахидоновой кислоты. Физиологическая потребность для взрослых составляют 8…10 г/сутки ω -6 жирных кислот, и 0, 8…1, 6 г/сутки ω -3 жирных кислот, или 5…8% от калорийности суточного рациона для ω -6 и 1…2% от калорийности суточного рациона для ω -3. Физиологическая потребность в ω -6 и ω -3 жирных кислотах – 4…9 % и 0, 8…1 % от калорийности суточного рациона для детей от 1 года до 14 лет и 5…8 % и 1…2 % для детей от 14 до 18 лет, соответственно. Таким образом, ПНЖК могут поступать в организм человека с рационом питания в разных количествах, но реализация их биологического действия возможна только при соблюдении конкретного соотношения кислот ω -6 и ω -3. Анализ фактического питания в отдельных странах выявил значительные различия в потреблении эссенциальных жирных кислот и их соотношениях: так, у эскимосов соотношение ω -6/ω -3 составляет 1: 0, 37; в Англии 8: 1; в США 10: 1; в Дании 1: 3, 6; в Норвегии 1: 4, 7; в Японии 2: 1. Мониторинг фактического питания населения России свидетельствует о том, что реально эти ПНЖК поступают в организм в соотношении от 10: 1 до 30: 1. Таким образом, мы постоянно испытываем дефицит ПНЖК семейства ω -3. Исследование жирнокислотного состава природных масел показало, что в природе не существует «идеального» масла с составом, обеспечивающим поступление в организм человека необходимых жирных кислот в нужном количестве и правильном соотношении. Существует несколько путей обеспечения организма ПНЖК: – увеличение в питании доли масел с повышенным содержанием ω -3-ПНЖК (льняное, рыжиковое, рапсовое масла); – применение в питании биологически активных добавок в виде масляных препаратов и порошков с высоким (до 30 %) содержанием ПНЖК ω -3; – получение и применение в питании купажированных растительных масел с требуемым содержанием и соотношением кислот ω -6 и ω -3; – использование купажированных растительных масел в производстве продуктов питания (молочные, эмульсионные продукты, продукты детского питания). Наиболее эффективным способом получения сбалансированных по составу и соотношению ПНЖК семейств ω -6 и ω -3 является использование купажированных растительных масел. При этом источником линолевой кислоты служат растительные масла: подсолнечное, кукурузное, хлопковое, где эта кислота составляет более половины суммы всех жирных кислот. Соевое, рапсовое, горчичное, льняное, рыжиковое, конопляное масла служат источником линоленовой кислоты. Результатом многолетней работы ВНИИ жиров стал утвержденный СТО ВНИИЖ 001-00334534-2007 «Масла растительные – смеси с оптимизированным жирнокислотным составом». В данном стандарте представлены 11 рецептур смесей, состоящих также из доступных, технологически удобных масел – в основном подсолнечного и пяти других видов масел – соевого, рапсового, кукурузного, оливкового, горчичного разной степени очистки. Стандарт преследует цель расширить ассортимент масел со сбалансированным жирнокислотным составом и установить единые требования к смесям масел. Преимущества использования растительных масел для коррекции недостаточности ПНЖК перед содержащими их биологически активными добавками заключается в том, что растительные масла являются традиционным пищевым продуктом, не дают осложнений и побочных реакций в организме, а также значительно дешевле биологически активных добавок, что важно для малообеспеченных групп населения. Экспериментальная часть Работа 2.1.1Определение жирнокислотного состава растительных масел методом газожидкостной хроматографии Задание: определить жирнокислотный состав двух образцов растительных масел, сделать вывод о соответствии их требованиям стандарта. Теоретическое введение. Определение жирнокислотного состава образцов растительных масел проводят методом газожидкостной хроматографии в соответствии с ГОСТ Р 51483-99 «Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли этиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме» на хромато-масс-спектрометре Saturn 2000 ГХ/МС с масс-селективным детектором. Метод определения жирнокислотного состава основан на газохроматографическом разделении этиловых эфиров жирных кислот, входящих в состав масел, получаемых переэтерификацией масла абсолютированным этиловым спиртом в присутствии катализатора этилата натрия. Saturn 2000 ГХ/МС состоит из четырех основных компонентов: • Газовый хроматограф (ГХ) • Масс спектрометр (МС) • Система сбора и обработки данных (СД) • Автосэмплер 8200 СХ (по заказу) На рис. 2 изображена блок-схема хромато-масс-спектрометра Saturn. Масс спектрометр и хроматограф соединены с помощью короткого, не видного снаружи блока сопряжения. Автосэмплер 8200 располагается сверху на хроматографе. Кварцевая капиллярная колонка выводится из термостата хроматографа и, проходя через блок сопряжения, подсоединяется непосредственно к блоку ионной ловушки. Пробы вводятся в инжектор капиллярной колонки вручную или с помощью автосэмплера. В газовом хроматографе происходит разделение пробы. Разделенная проба поступает с газом-носителем через блок сопряжения в ионную ловушку, где молекулы пробы подвергаются действию электронного удара или химической ионизации, а затем образующиеся ионы анализируются в соответствии с отношением масса/заряд. Ионы детектируются электронным умножителем, сигнал которого пропорционален числу детектируемых ионов. Сигнал с электронного умножителя поступает на электронную систему, где он усиливается, оцифровывается и передается на систему сбора данных для дальнейшей обработки и вывода на дисплей.
Функциональная блок-схема хромато-масс спектрометра Saturn Рис. 2
|
