где R, R' - углеводородные радикалы, X = -H, -CH2-CH2-N+(CH3J3, - CH2-CH2-N+H3,-CH2-CHOH-CH2OH-CH2CH(NH2)COOH.

В молекуле фосфолипидов имеются заместители двух типов: гидрофильные и гидрофобные. В качестве гидрофильных (полярных) группировок выступают остатки фосфорной кислоты и азотистого основания ("голова"), а гидрофобных (неполярных) - углеводородные радикалы ("хвосты"). Пространственная структура фосфолипидов представлена на рис. 4.2.

Фосфолипиды (фосфатиды) - обязательные компоненты растений. Ниже приведено содержание фосфолипидов в различных культурах (в %):

Соя	1,8
Хлопчатник	1,7
Подсолнечник	1,7
Клещевина	0,3
Лен	0,6
Пшеница	0,54
Рожь	0,6
Кукуруза	0,9

Состав жирных кислот фосфолипидов и ацилглицеринов, выделенных из одного и того же сырья, неидентичен. Так, в высокоэруковых сортах рапсового масла содержится около 60% эруковой кислоты, в фосфолипидах - 11-12%. Подавляющее большинство фосфолипидов имеет в своем составе остатки одной насыщенной (обычно в положении 1) и одной ненасыщенной (в положении 2) кислоты.

Несмотря на рассмотренное выше структурное многообразие, молекулы большинства фосфолипидов построены по общему принципу. В их состав входят, с одной стороны, гидрофобные, отличающиеся низким сродством к воде, липофильные углеводородные остатки, с другой - гидрофильные группы. Они получили название "полярных головок".

Построенные таким образом амфифильные (обладающие двойным сродством) молекулы липидов легко ориентируются. Гидрофобные хвосты (рис. 4.2) стараются попасть в масляную фазу, гидрофильные группы создают границу раздела между водой и гидрофобной фазой.

В маслах фосфолипиды в зависимости от концентрации могут присутствовать в виде индивидуальных молекул, а также в виде групп ассоциированных молекул - мицелл (рис. 4.3).При низкой концентрации получаются сферические мицеллы, в которых полярные части молекул образуют внешний слой, а гидрофобные - внутренний; при повышенной концентрации мицеллы группируются в длинные цилиндры. При дальнейшем росте концентрации образуется сферический тип жидкокристаллической структуры - ламеллярная (слоистая), состоящая из бимолекулярных слоев липидов, разделенных слоями воды. Последующее объединение мицелл приводит к выпадению их в виде осадка (фосфатидная эмульсия, "ФУЗ").

Эта особенность фосфолипидов используется для их выделения. Особенности перехода одной структуры в другую определяются не только концентрацией фосфолипидов, но и их составом, температурой и т. д.

Фосфолипиды вместе с белками и углеводами участвуют в построении мембран (перегородок) клеток и субклеточных структур (органелл), выполняя роль несущих конструкций мембран, регулируют поступление в клетку и ее структуры разнообразных соединений. Липиды по их функциям в организме часто делят на две группы - запасные (резервные) и структурные (протоплазматические). Это деление условное, но оно широко применяется. Отдельные авторы, подчеркивая защитные функции липидов, выделяют некоторые из них в особую группу (например, воски).

Запасные липиды, в основном жиры (ацилглицерины), обладая высокой калорийностью, являются энергетическим и строительным резервом организма, который используется им при недостатке питания и заболеваниях. Высокая калорийность жира позволяет организму в экстремальных ситуациях существовать за счет его запасов ("жировых депо") в течение нескольких недель. До 90% всех видов растений содержат запасные липиды, главным образом, в семенах. Запасные липиды являются защитными веществами, помогающими растению переносить неблагоприятное воздействие внешней среды, например, низкие температуры. Запасные липиды животных и рыб, концентрируясь в подкожной жировой ткани, защищают организм от травм. Воски, которые выполняют защитные функции, также могут быть условно отнесены к защитным липидам. Запасные липиды у большинства растений и животных являются основной по массе группой липидов (иногда до 95-96%) и относительно легко извлекаются из жиросодержащего материала неполярными растворителями ("свободные липиды").

Структурные липиды (в первую очередь, фосфолипиды) образуют сложные комплексы с белками (липопротеиды), углеводами, из которых построены мембраны клеток и клеточных структур, и участвуют в разнообразных сложных процессах, протекающих в клетках. По массе они составляют значительно меньшую группу липидов (в масличных семенах 3-5%). Это трудноизвлекаемые "связанные" и "прочносвязанные" липиды. Для их извлечения необходимо предварительно разрушить их связь с белками, углеводами и другими компонентами клетки. Связанные липиды выделяются гидрофильными полярными растворителями или их смесями (хлороформ-метанол, хлороформ-этанол), которые разрушают некоторые белково-липидные, гликолипидные соединения. Прочносвязанные липиды извлекаются после обработки липидсодержащего материала спиртовым раствором щелочи при кипячении для разрушения прочных комплексов липидов с нелипидными компонентами. При этом может происходить гидролиз отдельных групп липидов и омыление жирных кислот щелочью. При извлечении липидов из масличного сырья в масло переходит большая группа сопутствующих жирам жирорастворимых веществ: пигменты, жирорастворимые витамины, изопреноиды, в том числе стерины и некоторые другие соединения. Они играют большую роль в пищевой технологии и влияют на пищевую и физиологическую ценность полученных продуктов питания. Извлекаемая из семян смесь, состоящая из разных групп липидов и растворенных в них сопутствующих веществ, получила название сырого жира.

Среди жирорастворимых пигментов - веществ, определяющих окраску масел и жиров, - наиболее распространены каротиноиды и хлорофиллы. В хлопковых семенах содержится пигмент госсипол. Госсипол и продукты его превращения окрашивают хлопковые масла в темно-желтый или коричневый цвет. Госсипол, содержащийся в семенах, листьях, стеблях хлопчатника, - токсичное вещество. Его содержание в ядре семян большинства промышленных сортов хлопчатника колеблется от 0,14 до 2,5%. По структуре госсипол представляет собой димер нафталина, содержащий гидроксильные, альдегидные, метильные и изопропильные заместители:

При хранении и нагревании нерафинированных хлопковых масел госсипол образует целый ряд соединений, обусловливающих их темную окраску.

Каротиноиды - это растительные красно-желтые пигменты, определяющие окраску ряда жиров, а также овощей и фруктов, яичного желтка и многих других продуктов. По своей химической природе это углеводороды C40H56 - каротины и их кислородсодержащие производные. Среди них необходимо отметить ?-каротин:

Помимо красящих свойств, отдельные каротиноиды обладают про-витаминными свойствами, так как распадаясь в живом организме, они превращаются в витамин А. Другой группой природных жирорастворимых пигментов, придающих зеленую окраску маслам и жирам, а также многим овощам (лук, салат, укроп и т. д.), являются хлорофиллы (подробно эти соединения рассмотрены в гл. 9). Состав и роль жирорастворимых витаминов см. в гл. 6. Среди сопутствующих жирам неомыляемых веществ важное место занимают циклические спирты и их эфиры - стеролы и стерины.

Стерины - алициклические вещества, входящие в группу стероидов, обычно они представляют собой кристаллические одноатомные спирты (стеролы) или их эфиры (стериды). Различают зоостерины, выделяемые из животных объектов, фитостерины (из растений), микостерины, выделяемые из грибов. Стерины имеют в своей основе структуру пергидроциклопентанофенантрена.

В настоящем разделе мы остановимся только на некоторых представителях этой группы.

В молекуле стеринов (см. формулу) в положении 3 находится гидроксильная (ОН) группа и разветвленная углеродная цепь в положении 17. Нерастворимые в воде, они хорошо растворимы в жирах.

Ниже приведено содержание стеринов (в % от массы масла) в различных культурах.

Хлопчатник	1,60
Соя	0,35
Рапс	0,30
Лен	0,40
Арахис	0,25

Стерины и их производные, несмотря на их невысокое содержание, играют исключительно важную роль в жизни всех живых организмов. В виде сложных комплексов с белками они входят в состав протоплазмы и мембран, регулируют обмен веществ в клетке.

Типичными представителями растительных стеролов, содержащихся в сыром жире, являются брассикастерин, стигмастерин, кампестерин, ?-ситостерин:

В сыром жире они обычно встречаются в виде эфиров пальмитиновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот.

Холестерин обнаружен в тканях всех животных и отсутствует, или присутствует в незначительном количестве, в растениях.

Он является структурным компонентом клетки, участвует в обмене желчных кислот, гормонов; 70-80% холестерина в организме человека синтезируется в печени и других тканях. Содержание холестерина (в %) в масле и других продуктах питания приведено ниже:

Масло сливочное	0,17-0,21
Яйца	0,57
Сыры	0,28-1,61
Мясо	0,06-0,10

В маслах и жирах, выделенных из различных объектов, содержатся насыщенные и ненасыщенные углеводороды C10-C40 различного строения. Большая часть их - изопреноиды (молекулы которых построены из различного числа остатков изопрена); к ним относятся и приведенные выше каротиноиды, сквален (углеводород C30H50). Иногда к ним относят и стерины.

Жиры нестойки при хранении. Они являются наиболее лабильными компонентами пищевого сырья и готовых пищевых продуктов. Нестойкость жиров - следствие особенностей их химического строения. Превращения ацилглицеринов можно разделить на реакции, протекающие с участием сложноэфирных групп, и на реакции, протекающие с участием углеводородных радикалов.

4.2 РЕАКЦИИ АЦИЛГЛИЦЕРИНОВ С УЧАСТИЕМ
СЛОЖНОЭФИРНЫХ ГРУПП

Гидролиз триацилглицеринов

Под влиянием щелочей, кислот, фермента липазы триацилглицерины гидролизуются с образованием ди-, затем моноацилглицеринов и, в конечном счете, жирных кислот и глицерина.

В присутствии кислотных катализаторов (сульфокислоты, H2SO4) процесс ведут при 100°C в избытке воды. В отсутствие катализаторов расщепление проводят при температуре 220-225°C под давлением 2-2,5 MПa ("безреактивное" расщепление). Гидролиз концентрированными водными растворами гидроксида натрия (омыление) является основой процесса получения ("варки") мыла. На скорость гидролиза ацилглицерина влияют строение и положение ацилов, температура, катализаторы. С ростом длины углеродной цепи, увеличением ненасыщенности (при той же длине углеродной цепи) ацилов скорость гидролиза снижается. Гидролиз ацилглицеринов под действием липазы протекает ступенчато. При этом наблюдается определенная селективность: на первой стадии образуются 1,2-диацилглицерины, на второй - 2-мо-ноацилглицерины. Скорость гидролиза моноацилглицеринов выше, чем триацилглицеринов; диацилглицерины занимают промежуточное положение.

Гидролиз триацилглицеринов широко применяется в технике для получения жирных кислот, глицерина, моно- и диацилглицеринов.

Гидролитический распад жиров, липидов зерна, муки, крупы и других жиросодержащих пищевых продуктов является одной из причин ухудшения их качества, в конечном счете - порчи. Особенно ускоряется этот процесс при повышении влажности хранящихся продуктов, температуры, активности липазы. Скорость и глубину гидролиза масел и жиров (в том числе содержащихся в пищевом сырье и в готовых продуктах) можно охарактеризовать с помощью кислотного числа. Кислотное число - это количество миллиграммов едкого калия, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г масла или жира. Кислотное число для ряда пищевых продуктов нормируется стандартами и является одним из показателей, характеризующих их качество.

Переэтерификация

Большое практическое значение имеет группа реакций, при которых идет обмен ацильных групп (ацильная миграция), приводящий к образованию молекул новых ацилглицеринов. Триацилглицерины при температуре 80-9O°C в присутствии катализаторов (метилат и этилат натрия, натрий и калий, алюмосиликаты) способны обмениваться ацилами (переэтерификация). При этом ацильная миграция происходит как внутри молекулы ацилглицерина (внутримолекулярная Переэтерификация), так и между различными молекулами ацилглицеринов (межмолекулярная переэтерификация).

При переэтерификации с участием химических катализаторов состав жирных кислот жира не меняется, происходит их статистическое распределение в смеси триглицеридов, что приводит к изменению физико-химических свойств жировых смесей в результате изменения молекулярного состава. Увеличение числа ацил-глицериновых компонентов в жире приводит к снижению температуры плавления и твердости жира, повышению его пластичности.

Истинным катализатором переэтерификации является глицерат натрия, образующийся при взаимодействии алкоголята натрия с триацилглицерином (или щелочи с глицерином).

Механизм реакции переэтерификации заключается во взаимодействии карбонильной группы >C=0 сложного эфира со спиртовыми группами:

Образовавшийся глицерат взаимодействует с новой молекулой триацилглицерина. Скорость переэтерификации зависит от ацилглицеринового и жирнокислотного состава жира, количества и активности катализатора, температуры.

Переэтерификация высокоплавких животных и растительных жиров с жидкими растительными маслами позволяет получить пищевые пластичные жиры с высоким содержанием линолевой кислоты при отсутствии транс-изомеров жирных кислот. Готовые переэтерифицированные жиры, предназначенные в качестве компонентов маргариновой продукции, имеют следующие показатели: температура плавления 25-35°C; твердость (при 15°C) 30- 130г/м; массовая доля твердых триглицеридов (при 20°C) 6-20%. Переэтерифицированные жиры специального назначения применяются в хлебопечении, при производстве аналогов молочного жира, кондитерского жира, комбинированных жиров и т. д.

4.3 РЕАКЦИИ АЦИЛГЛИЦЕРИНОВ С УЧАСТИЕМ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАДИКАЛОВ

Присоединение водорода (гидрирование ацилглицеринов)

Гидрирование масел и жиров молекулярным водородом в промышленности проводят при температурах 180-240°C в присутствии никелевых или медно-никелевых катализаторов, при давлении, как правило, близком к атмосферному. Задача гидрогенизации масел и жиров - целенаправленное изменение жирно-кислотного состава исходного жира в результате частичного или полного присоединения водорода к остаткам ненасыщенных жирных кислот, входящим в состав ацилглицеринов подсолнечного, хлопкового, соевого, рапсового и других жидких растительных масел.

Основная химическая реакция, протекающая при гидрогенизации, - присоединение водорода к двойным связям остатков непредельных жирных кислот:

Подбирая соответствующие условия реакции, удается осуществить этот процесс селективно (избирательно), гидрируя сначала, в основном, ацилы линоленовой кислоты до линолевой, затем линолевой до олеиновой, а уже потом остатки олеиновой (если это необходимо) до стеариновой кислоты, и получить продукт с заранее заданными свойствами, называемый саломасом:

Селективность (избирательность) гидрирования объясняется большей скоростью гидрирования ацилов более ненасыщенных кислот. Гидрирование масел и жиров является гетерогенным процессом, протекающим на границе раздела фаз: смесь ацилглицеринов - катализатор. Параллельно с присоединением водорода к двойным связям (гидрирование) на поверхности катализатора происходит смещение С=С-связи (структурная изомеризация, 1) и геометрическая изомеризация (цис-транс-изомеризация, 2).

В отличие от гидрирования, реакции изомеризации (1,2), идущие на поверхности катализатора, не требуют расхода водорода. Предпочтительное протекание реакций (селективность) по одному из возможных направлений определяется свойствами катализатора и условиями проведения процесса. В процессе гидрогенизации может проходить и частичная переэтерификация.

Окисление ацилглицеринов

Жиры и масла, особенно содержащие радикалы ненасыщенных жирных кислот, окисляются кислородом воздуха. Первыми продуктами окисления являются разнообразные по строению гидропероксиды. Они получили название первичных продуктов окисления.

Преимущественно окисляется группа -CH2-, соседняя с двойной связью (?-положение), а с наибольшей скоростью - расположенная между двумя двойными связями. Образовавшиеся гидропероксиды неустойчивы; в результате их сложных превращений образуются вторичные продукты окисления: окси- и эпоксисоединения, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и их производные с углеродной цепочкой различной длины.

Образование вторичных продуктов окисления может сопровождаться разрывом углеродной цепи:

Окисление ацилглицеринов кислородом воздуха - автокаталитический процесс, идущий по цепному пути с вырожденным разветвлением. Образовавшиеся продукты окисления способны к полимеризации и поликонденсации:

Направление и глубина окисления масел и жиров зависят, в первую очередь, от их ацилглицеринового состава: с увеличением степени непредельности жирных кислот, входящих в состав ацилглицеринов, скорость их окисления возрастает. В ряду эфиров олеиновой (C1lg), линолевой (С218) и линоленовой (С318) кислот соотношение скорости окисления 1 : 27 : 77. Ацилглицерины насыщенных кислот кислородом воздуха при обычных условиях практически не окисляются. Кроме того, на скорость окисления влияет присутствие влаги, металлов переменной валентности.

Большое влияние на скорость окисления оказывают антиокислители (ингибиторы) - вещества, добавление которых приводит к обрыву цепей окисления. При этом активные радикалы, которые инициируют процесс окисления, образуют стабильные радикалы, которые не участвуют в этом процессе:

Среди антиоксидантов наибольшее значение имеют соединения фенольной природы: ионол, БОТ, БОА, пропилгаллаты. Из природных антиокислителей наибольшее значение принадлежит токоферолам, сезамолу (кунжутное масло), госсиполу (хлопковое масло).

Основные антиоксиданты рассмотрены в гл. 9.

При введении антиоксидантов в количестве 0,01 % стойкость жиров к окислению увеличивается в 10-15 раз.

Активность и продолжительность действия антиоксидантов увеличивается в присутствии синергистов (от греч. synergo's - действующий вместе). Действие синергистов может быть обусловлено рядом причин, главная из них - способность дезактивировать ионы металлов переменной валентности (Pb, Cu, Со, Mn, Fe и т. д.), играющих роль катализаторов окисления. Активными синергистами являются комплексоны (окси- и аминокислоты, производные фосфорной и фосфоновой кислот и др.). Применение в качестве комплексонов нашли лимонная и аскорбиновая кислоты. Синергистами являются фосфолипиды.

Скорость окисления жиров уменьшается при понижении содержания кислорода в окружающей среде. На этом основан способ хранения масел и жиров в среде с пониженным содержанием кислорода (например, в среде с повышенным содержанием азота). Окисление жиров ускоряется с повышением температуры хранения и под воздействием световой энергии. Ионы металлов переходной валентности - железа, меди, марганца и других - могут оказывать как каталитическое, так и ингибирующее (замедляющее) действие на процесс автоокисления жиров.

Окисление липидов может проходить и под действием биологических катализаторов - линоксигеназ.

Ферментативное окислительное прогоркание характерно для липидного комплекса хранящихся масличных семян, зерна, продуктов их переработки (мука, крупа). Оно протекает при участии ферментов липазы и липоксигеназы.

Липаза осуществляет гидролиз триацилглицеринов, липоксигеназа катализирует образование гидропероксидов ненасыщенных жирных кислот (главным образом, линолевой и линоленовой). Свободные жирные кислоты окисляются быстрее, чем их остатки, входящие в молекулы жира.

Ферментативное прогоркание начинается с гидролиза жира ферментом липазой:

Образовавшаяся в результате гидролиза линолевая кислота окисляется при участии фермента липоксигеназы:

Гидролиз образовавшегося 2,3-дилинолеилглицерина и окисление гидропероксида могут продолжаться и дальше. Образующиеся вторичные продукты окисления (альдегиды, кетоны и другие соединения) являются причиной ухудшения качества пищевого сырья и многих липид-содержащих продуктов.

Первый этап - расщепление триацилглицеринов с образованием свободных жирных кислот- является примером ферментативного гидролитического прогоркания. Негидролитическое прогоркание может проходить и без участия ферментов (неферментативный гидролиз).

В каждом отдельном случае, в зависимости от характера жиросодержащих пищевых продуктов или пищевого сырья и условий, при которых они находятся, прогоркание будет проходить по одному из рассмотренных нами типов, а иногда (например, при хранении маргарина, молочного жира, муки, крупы) может проходить ферментативное и неферментативное прогоркание, взаимно дополняя друг друга.

При хранении растительные и животные жиры, жиросодержащие продукты (масличные семена, мука, крупа, кондитерские изделия и т. д.) под влиянием кислорода воздуха, света (особенно прямого солнечного, ультрафиолетового), влаги, ферментов постепенно приобретают неприятный вкус и запах. Некоторые из них обесцвечиваются. В них накапливаются вредные для организма человека продукты окисления. В результате снижается их пищевая и физиологическая ценность, при этом они могут оказаться непригодными для употребления (пищевая порча жиров).

Органолептическая оценка пищевой порчи масел и жиров очень субъективна. На начальном этапе порчи появляется неприятный вкус, не свойственный оцениваемому маслу или жиру; жир может выступать раздражителем ("царапание") в горле, вызывать ощущение жжения. Несколько позднее появляется неприятный запах (иногда "запах олифы"). При качественной оценке порчи сливочного масла, маргарина используют термины "осаливание", "сырный привкус", "олеиногость" и, наконец, "прогорклость". Совокупность процессов, протекающих при пищевой порче жира, получила название прогоркания.

Прогоркание жиров и жиросодержащих продуктов - результат сложных химических и биохимических процессов, протекающих в липидном комплексе. Различаются окислительное и гидролитическое прогоркание. Оба эти вида прогоркания могут быть разделены в зависимости от факторов, ускоряющих (катализирующих) их, на авто каталитическое (неферментативное) и ферментативное (биохимическое). Жиры и масла, особенно содержащие остатки ненасыщенных жирных кислот (линоленовой, линолевой, олеиновой), при контакте с воздухом растворяют его компоненты, в том числе кислород, и окисляются.

Начальными продуктами окисления являются, как уже указывалось, разнообразные по строению пероксиды и гидропероксиды. Они получили название первичных продуктов окисления. В результате сложных превращений пероксидов образуются вторичные продукты окисления: спирты, альдегиды, кетоны, кислоты с углеродной цепочкой меньшей длины, чем в исходном жире, а также их разнообразные производные. Именно эти вещества вызывают появление неприятного привкуса, свойственного прогорканию, а входящие в их состав летучие соединения обуславливают в то же время и ухудшение запаха.

Пищевая порча жира сопровождается изменением не только ацил-глицеринов, но и сопутствующих веществ. Например, обесцвечивание растительных масел при осаливании связано с окислением каротиноидов. Темный цвет масел, полученных из пораженных плесенью семян, обусловлен окислением микотоксинов. Очень темная (от коричневой до черной) окраска хлопкового масла обусловлена продуктами окисления госсипола. Порча жира сопровождается и целым рядом реакций деструкции и полимеризации. Деструкция фосфатидил-холина с образованием легколетучего триметиламина (CH3)3N обусловливает селедочный запах осаленных жиров. Окисление липидов приводит не только к ухудшению качества пищевых продуктов, снижению их пищевой ценности, но и к их большим потерям. Поэтому необходимо применять все меры по предотвращению или замедлению прогоркания жиров и жиросодержащих пищевых продуктов. Жиры и содержащие их пищевые продукты обладают неодинаковой устойчивостью при хранении. Она зависит от их жирно-кислотного состава, характера примесей, наличия и активности ферментов, все это должно определять условия их упаковки, режимы и допустимые сроки хранения. Наименее стойки при хранении сливочное масло, маргарин, куриный жир.

4.4 СВОЙСТВА И ПРЕВРАЩЕНИЯ ГЛИЦЕРОФОСФОЛИПИДОВ

Глицерофосфолипиды - бесцветные вещества, без запаха, хорошо растворимы в жидких углеводородах и их галогенпроизводных, отдельные группы различаются растворимостью в спиртах, ацетоне. Они существуют в нескольких полимерных формах и плавятся в две стадии. Обладают оптической активностью. Выделенные из природных объектов фосфолипиды - аморфные вещества, перекристаллизованные из органических растворителей - имеют кристаллическую структуру.

Химические превращения глицерофосфолипидов обусловлены характером и строением структурных компонентов и видами химических связей. Для них характерны реакции гидролиза кислотами и щелочами. Существует несколько видов гидролаз (A1, A2, B1, B2, С, D), различающихся характером действия на субстрат. Они обнаружены в природных объектах.

Принципиальная схема действия фосфолипаз на фосфолипиды:



Полярные группы молекул фосфолипидов взаимодействуют с полярными группами молекул белков, углеводов, диполями воды.

Некоторая часть фосфолипидов не выделяется из масел или выделяется только с помощью специальных приемов гидратации масел (негидратируемые фосфолипиды). По современным представлениям - это комплексные соединения фосфолипидов с ионами металлов (Ca2+, Mg2+, Cu2+, Fe2+ и Fe3+; последние являются катализаторами процессов окисления), а также соединения со стеролами и алифатическими спиртами.

В результате энзимической и химической модификации в промышленности получают различные виды производных фосфолипидов (лецитинов): гидролизованные лецитины, гидроксилированные, ацилированные с различными гидрофильно-липофильными характеристиками (ГЛБ от 2 до 12). Они нашли широкое применение в пищевой промышленности.

4.5 МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ЛИПИДОВ ИЗ СЫРЬЯ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ИХ АНАЛИЗ

Анализ липидов и продуктов их превращений является сложной задачей, требующей применения, наряду с классическими химическими методами, современных физико-химических методов исследования (хроматографии, спектроскопии, рентгеноструктурного анализа и т. д.).

Изучение липидов начинается с определения их количества (содержания) в пищевых продуктах. Для этого используются методы определения содержания липидов непосредственно в объекте (ЯМР, ИК-спектроскопия) и методы, основанные на извлечении липидов из пищевого продукта (свободные, связанные, прочносвязанные липиды). Свободные липиды экстрагируются из анализируемого продукта неполярными растворителями (гексаном, диэтиловым эфиром), связанные - системами растворителей, содержащими, как правило, спирт (смесь хлороформа и метанола, взятых в объемном соотношении 2 : 1). Прочносвязанные липиды получают из обработанного щелочами и кислотами шрота, оставшегося после выделения связанных липидов. Основные требования, предъявляемые к методам выделения, - полнота выделения и сохранение нативности выделенных липидов.

Химический состав липидов, выделенных из пищевого сырья и продуктов, исследуется по схеме (см. рис. 4.6), причем в каждом конкретном случае выбирают тот набор анализов, который позволяет получить максимальный объем интересующей исследователей информации. Подробное описание методов выделения и исследования липидов приведено в специальных руководствах.

В практике пищевой промышленности состав и качество жиров и масел характеризуют с помощью разнообразных аналитических "чисел", подразумевая под ними расход определенных реагентов на реакции с жиром. Наибольшее значение имеют числа: кислотное, омыления, йодное.

Кислотным числом называется показатель, характеризующий количество свободных жирных кислот, содержащихся в жире. Он выражается в миллиграммах едкого калия, затраченного на нейтрализацию свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Учитывая, что хранение пищевых продуктов, содержащих жиры и масла, всегда сопровождается гидролизом последних, по величине кислотного числа можно, до известной степени, судить об их качестве. В заводской практике кислотное число используется при расчете количества щелочи, необходимой для рафинации жиров и масел.

Число омыления равно количеству миллиграммов едкого калия, необходимого для омыления глицеридов и нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира или масла. По числу омыления можно судить о средней молекулярной массе входящих в состав липидов жирных кислот и определить при мыловарении количество щелочи, необходимое для омыления жира.

Йодное число - показатель, характеризующий непредельность жирных кислот, входящих в состав жира. Оно выражается в процентах иода, эквивалентного галогену, присоединяющемуся к 100 г жира. Существует несколько методов определения йодного числа. Одним из наиболее распространенных является бромометрический метод. При этом применяется раствор брома в безводном метиловом спирте, насыщенном бромистым натрием. Бром образует непрочное комплексное соединение с бромистым натрием:

NaBr + Br2 > NaBr · Br2

Отщепляясь, бром реагирует с ненасыщенными глицеридами:

Количество непрореагировавшего брома определяют иодометрически:

NaBr + Br2 + 2KI > KBr + NaBr + I2

I2 + 2Na2S2O7 > 2NaI + Na2S4 O6

Зная исходное количество брома, можно легко вычислить йодное число жира. Йодное число широко применяется для определения вида жира, способности его к "высыханию", расчета потребного количества водорода на его гидрогенизацию.

Величины указанных констант для отдельных жиров, не подвергшихся разрушению, колеблются в незначительных пределах и характеризуют вид жира и его качество (табл. 4.4).

Таблица 4.4. Содержание жирных кислот (в %) и характеристики масел и жиров

Жиры и масла	Содержание и состав жирных кислот	Характеристика
	насыщенных	ненасыщенных	основных	Температура застывания, °С	Число омыления	Йодное число
Масла
Соевое	14-20	75-86	C218 46-65	-18	191-193	120-140
Хлопковое	22-30	75-76	С218 45-56	2-4	191-198	101-116
Подсолнечное	10-12	до 90	C218 46-70	16-18	186-194	119-136
Рапсовое	2-6	94-98	C118 6-44 Эруковая 1-52	0-10	167-181	94-103
Оливковое	9-18	82-91	C118 70-82	0-6	185-200	72-89
Кокосовое	до 90	10	C012 44-52 C014 13-18	16-25	251-264	7-12
Пальмовое	44-57	43-56	С016 39-47 C218 45-50	31-41	196-210	52-58
Пальмо-ядровое	79-83	17-21	С016 10-19	19-24	240-257	15-20
Масло какао	58-60	40-42	C118. 23-25 C016 31-34	21-27	192-196	34-36
Льняное	6-9	91-94	С31841-60	18-27	191-195	175-190
Животные жиры
Говяжий	45-60	43-52	С118 24-29 43-44	30-38	190-200	32-47
Бараний	52-62	38-48	C018 25-31 С118 36-42	32-45	192-198	31-46
Свиной	33-49	48-64	С118 75-32 34-44	22-32	193-200	46-66
Китовый	10-22	48-90	-	-	181-193	100-161

4.6 ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ МАСЕЛ И ЖИРОВ

Растительные жиры и масла являются обязательным компонентом пищи, источником энергетического и пластического материала для человека, поставщиком ряда необходимых для него веществ (непредельных жирных кислот, фосфолипидов, жирорастворимых витаминов, стеринов), то есть они являются незаменимыми факторами питания, определяющими его биологическую эффективность. Рекомендуемое содержание жира в рационе человека (по калорийности) составляет 30-33%; для населения южных зон нашей страны рекомендуется - 27-28%, северных - 38-40% или 90-107 г в сутки, в том числе непосредственно в виде жиров 45-50 г.

Длительное ограничение жиров в питании или систематическое использование жиров с пониженным содержанием необходимых компонентов, в том числе сливочного масла, приводит к отклонениям в физиологическом состоянии организма: нарушается деятельность центральной нервной системы, снижается устойчивость организма к инфекциям (иммунитет), сокращается продолжительность жизни. Но и избыточное потребление жиров нежелательно, оно приводит к ожирению, сердечнососудистым заболеваниям, преждевременному старению.

В составе пищевых продуктов различают видимые жиры (растительные масла, животные жиры, сливочное масло, маргарин, кулинарный жир) и невидимые жиры (жир в мясе и мясопродуктах, рыбе, молоке и молочных продуктах, крупе, хлебобулочных и кондитерских изделиях). Это, конечно, условное деление, но оно широко применяется.

Наиболее важные источники жиров в питании - растительные масла (в рафинированных маслах 99,7-99,8% жира), сливочное масло (61,5- 82,5% липидов), маргарин (до 82,0% жира), комбинированные жиры (50-72% жира), кулинарные жиры (99% жира), молочные продукты (3,5-30% жира), некоторые виды кондитерских изделий - шоколад (35- 40%), отдельные сорта конфет (до 35%), печенье (10-11%); крупы - гречневая (3,3%), овсяная (6,1%); сыры (25-50%), продукты из свинины, колбасные изделия (10-23% жира). Часть этих продуктов является источником растительных масел (растительные масла, крупы), другие - животных жиров.

В питании имеет значение не только количество, но и химический состав употребляемых жиров, особенно содержание полиненасыщенных кислот с определенным положением двойных связей и цис-конфигурацией (линолевой C218; альфа- и гамма-линоленовой С318; олеиновой C'18; арахидоновой С420; полиненасыщенных жирных кислот с 5-6 двойными связями семейства омега-3).

Линолевая и линоленовая кислоты не синтезируются в организме человека, арахидоновая - синтезируется из линолевои кислоты при участии витамина B6. Поэтому они получили название "незаменимых" или "эссенциальных" кислот. Линоленовая кислота образует другие полиненасыщенные жирные кислоты. В состав полиненасыщенных жирных кислот семейства омега-3 входят: ?-линоленовая, эйкозапентаеновая, до-козагексаеновая кислоты. Линолевая, ?-линоленовая, арахидоновая кислоты входят в семейство омега-6. Рекомендуемое Институтом питания РАМН соотношение омега 6/омега 3 в рационе составляет для здорового человека 10:1, для лечебного питания - от 3 :1 до 5 :1.

Более 50 лет назад была доказана необходимость присутствия ряда этих структурных компонентов липидов для нормального функционирования и развития нашего организма. Они участвуют в построении клеточных мембран, в синтезе простагландинов (сложные органические соединения), участвуют в регулировании обмена веществ в клетках, кровяного давления, агрегации тромбоцитов, способствуют выведению из организма избыточного количества холестерина, предупреждая и ослабляя атеросклероз, повышают эластичность стенок кровеносных сосудов. Но эти функции выполняют только цис-изомеры ненасыщенных кислот. При отсутствии "эссенциальных" кислот прекращается рост организма и возникают тяжелые заболевания. Биологическая активность указанных кислот неодинакова. Наибольшей активностью обладает арахидоновая кислота, высокой - линолевая, активность линоленовой кислоты значительно (в 8-10 раз) ниже линолевой.

В последнее время особое внимание привлекают ненасыщенные жирные кислоты семейства омега-3, присутствующие в липидах рыб.

Среди продуктов питания наиболее богаты полиненасыщенными кислотами растительные масла (см. табл. 4.4), особенно кукурузное, подсолнечное, соевое. Содержание в них линолевой кислоты достигает 50-60%, значительно меньше ее в маргарине - до 20%, крайне мало в животных жирах (в говяжьем жире - 0,6%). Арахидоновая кислота в продуктах питания содержится в незначительном количестве, а в растительных маслах ее практически нет. В наибольшем количестве арахидоновая кислота содержится в яйцах - 0,5, субпродуктах 0,2-0,3, мозгах - 0,5%.

В настоящее время считают, что суточная потребность в линолевой кислоте должна составлять 6- 10 г, минимальная - 2-6 г, а ее суммарное содержание в жирах пищевого рациона - не менее 4% от общей калорийности. Следовательно, состав жирных кислот липидов в пищевых продуктах, предназначенных для питания молодого, здорового организма, должен быть сбалансированным: 10- 20% - полиненасыщенных, 50-60% - мононенасыщенных и 30% насыщенных, часть из которых должна быть со средней длиной цепи. Это обеспечивается при использовании в рационе 1/3 растительных и 2/3 животных жиров. Для людей пожилого возраста и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями содержание линолевой кислоты должно составлять около 40%, соотношение полиненасыщенных и насыщенных кислот - приближаться к 2 : 1 , соотношение линолевой и линоленовой кислот- 10 : 1 (Институт питания РАМН).

Способность жирных кислот, входящих в состав липидов, наиболее полно обеспечивать синтез структурных компонентов клеточных мембран характеризуют с помощью специального коэффициента (Институт питания РАМН), отражающего соотношение количества арахидоновой кислоты, которая является главным представителем полиненасыщенных жирных кислот в мембранных липйдах, к сумме всех других полиненасыщенных жирных кислот с 20 и 22 атомами углерода. Этот коэффициент получил название коэффициента эффективности метаболизации эссенциальных жирных кислот (КЭМ):

КЭМ =

(C420)
(C220) + (C320) + (C520) + (C322) + (C522) + (C622)

По современным представлениям наиболее целесообразно использовать в каждый отдельный прием пищи жиры, имеющие сбалансированный состав, а не потреблять жировые продукты различного состава в течение суток.

Важной в питании группой липидов являются фосфолипиды, участвующие в построении клеточных мембран и транспорте жира в организме, они способствуют лучшему усвоению жиров и препятствуют ожирению печени. Общая потребность человека в фосфолипидах до 5-10 г в сутки.

Отдельно хочется остановиться на физиологической роли холестерина. Как известно, при повышении его уровня в крови опасность возникновения и развития атеросклероза возрастает; 80% холестерина содержится в яйцах (0,57%), сливочном масле (0,2-0,3%), субпродуктах (0,2-0,3%).

Суточное его потребление с пищей не должно превышать 0,5 г. Растительные жиры - единственный источник витамина E и ?-каротина, животные жиры - витаминов А и D.

4.7 ПРЕВРАЩЕНИЯ ЛИПИДОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

При получении продуктов питания, как в промышленности, так и в домашних условиях, в ходе технологического потока липиды исходного сырья (зерно, крупа, мясо и молоко, жиры и масла, плоды и овощи и др.) претерпевают разнообразные превращения; значительные изменения происходят и в липидном комплексе хранящихся продуктов. Все это сказывается на их составе, а следовательно, на пищевой и биологической эффективности готовых продуктов.

С главными направлениями этих превращений вы познакомились: гидролиз липидов, окислительное и биохимическое прогоркание. Но в пищевом сырье, полу- и готовых продуктах они могут протекать одновременно, в виде идущих параллельно, связанных между собой превращений.

Глубина и интенсивность этих процессов зависят от химического состава липидов, характера сопутствующих, добавляемых и образующихся веществ (например, антиоксидантов, меланоидинов), влажности, присутствия микроорганизмов, активности ферментов, контакта с кислородом воздуха, а следовательно, от способа упаковки жира и многих других факторов. Все перечисленное говорит о многообразии, сложности и противоречивости процессов, протекающих в липидном комплексе. Так, в растительных маслах, содержащих значительное количество ненасыщенных жирных кислот, протекают, главным образом, процессы автоокисления кислородом воздуха.

Благодаря низкой влажности, отсутствию минеральных веществ липиды не поражаются микроорганизмами и в темноте могут храниться относительно длительное время. Лучшими условиями их сохранности в специальных баках - резервуарах являются: температура 4-6°C, относительная влажность воздуха - 75%. В быту их следует хранить в закрытой стеклянной таре в темноте, оставляя минимальным воздушное простанство в бутыли. Животные жиры (говяжий, свиной, бараний) по своему жирнокислотному составу (незначительное содержание высоконепредельных жирных кислот) должны были бы обладать высокой устойчивостью при хранении. Но они практически не содержат антиоксидантов и это снижает их стойкость при хранении. Наиболее неустойчивыми являются сливочное масло, маргарины, комбинированные масла. Высокая влажность, наличие белковых и минеральных веществ способствуют развитию микрофлоры, а следовательно, интенсивному развитию процессов биохимического прогоркания. Одними из основных факторов, обеспечивающих сохранность сливочного масла и маргарина, являются низкая температура и отсутствие света, внесение консервантов и антиоксидантов (для маргаринов, комбинированных масел). Не менее сложные процессы протекают при хранении в липидном комплексе пищевого сырья и готовых продуктов. Так, при хранении пшеничной муки идут процессы гидролитического и окислительного прогоркания, образующиеся продукты взаимодействуют с белками, влияя на хлебопекарное достоинство пшеничной муки. При развитии окислительных процессов в продуктах накапливаются нежелательные для организма человека вещества, поэтому защита липидов от окисления является важной задачей.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию "липиды" (жиры и масла). На какие группы веществ их можно разделить? Приведите примеры основных групп липидов.

2. Опишите физические свойства и химические превращения ацилглицеринов. Дайте определение реакциям гидролиза, гидрогенизации и переэтерификации масел и жиров. Какова их роль в технологии?

3. Определите понятие "окисление жиров". Каков его механизм и какие факторы влияют на окисление масел и жиров? Какова роль антиоксидантов при окислении жиров?

4. Приведите примеры основных превращений фосфолипидов. Какова роль фосфолипидов в технологии жиров, питании?

5. Расскажите о методах выделения и анализа жиров. Дайте определение понятиям: кислотное, йодное число, число омыления.

6. Какова роль жиров, их структурных компонентов в питании?

ГЛАВА 5. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

5.1 РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Многие элементы в виде минеральных солей, ионов, комплексных соединений и органических веществ входят в состав живой материи и являются незаменимыми нутриентами, которые должны ежедневно потребляться с пищей. Содержание минеральных веществ в основных продуктах питания приведено в табл. 5.1.

В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. 5.2). Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержание в нем находится в относительном постоянстве.

Роль минеральных веществ в организме человека чрезвычайно разнообразна, несмотря на то, что они не являются обязательным компонентом питания. Минеральные вещества содержатся в протоплазме и биологических жидкостях, играют основную роль в обеспечении постоянства осмотического давления, что является необходимым условием для нормальной жизнедеятельности клеток и тканей. Они входят в состав сложных органических соединений (например гемоглобина, гормонов, ферментов), являются пластическим материалом для построения костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы организма.

В зависимости от количества минеральных веществ в организме человека и пищевых продуктах их подразделяют на макро- и микроэлементы. Так, если массовая доля элемента в организме превышает 10 -2%, то его следует считать макроэлементом. Доля микроэлементов в организме

Таблица 5.1. Минеральный состав основных продуктов питания [по данным И.M. Скурихина, M.H. Волгарева "Химический состав пищевых продуктов", 1987]

Пищевые продукты	Макроэлементы, мг	Микроэлементы, мкг
	Ка-лий	Каль-ций	Маг-ний	Нат-рий	Сера	Фос-фор	Хлор	Же-лезо	Иод	Ко-бальт	Мар-ганец	Медь	Фтор	Хром	Цинк	Моли-бден
Хлеб:
ржаной формовой	245	35	47	610	52	158	980	3900	5,6	-	1610	220	35	2,7	1210	8
формовой из пшеничной муки I сорта	129	23	33	506	59	84	837	1860	-	1,8	825	134	-	2,2	735	12,8
Молочные продукты:
молоко коровье	146	120	14	50	29	90	110	67	9	0,8	6	12	20	2	400	5
творог жирный	112	150	23	41	-	216	-	461	-	-	8	74	-	-	394	-
сыр российский	116	1000	50	820	-	540	-	1100	-	-	-	50	-	-	3500	-
Мясо:
свинина	316	8	27	64,8	220	170	48	1940	6,6	8	28,5	96	69	13,5	2070	13
говядина	355	10,2	22	73	230	188	59	2900	7,2	7	35	182	63	8,2	3240	11,6
баранина	329	9,8	25,1	101	165	168	83,6	2090	2,7	6	35	238	120	8,7	2820	9
Рыба:
речной карп	265	35	25	55	180	210	55	800	5	35	150	130	25	55	2080	4
морская треска	340	25	30	100	200	210	165	650	135	30	80	150	700	55	1020	4
Овощи:
капуста белокочанная	185	48	16	13	37	31	37	600	3	3	170	75	10	5	400	10
картофель	568	10	23	28	32	58	58	900	5	5	170	140	30	10	360	8
морковь	200	51	38	21	6	55	63	700	5	2	200	80	55	3	400	20
Фрукты:
слива	214	20	9	18	6	20	1	500	4	1	110	87	2	4	100	8
яблоко	278	16	9	26	5	11	2	2200	2	1	47	110	8	4	150	6

Таблица 5.2. Суточное поступление химических элементов в организм человека (в мг) [Ю. H. Кукушкин. Химические элементы в организме человека, 1998]

Элемент	Взрослые	Дети	Элемент	Взрослые	Дети
К	2000-5500	530	Cr	0,05-0,2	0,04
Na	1 100-3300	260	Со	около 0,2 (витамин B12)	0,001
Ca	800-1200	420	Mg	300-400	60
Cl	3200	470	Zn	15	5
PO43-	800-1200	210	Fe	10-15	7
SO42-	10	-	Mn	2,0-5,0	1,3
I	0,15	0,07	Cu	1,5-3,0	1
Se	0,05-0,07	-	Mo	0,075-0,250	0,06
F	1,5-4,0	0,6

составляет 10 -3-10 -5 %. Если содержание элемента ниже 10 5 %, его считают ультрамикроэлементом. К макроэлементам относят калий, натрий, кальций, магний, фосфор, хлор и серу. Они содержатся в количествах, измеряемых сотнями и десятками миллиграммов на 100 г тканей или пищевого продукта. Микроэлементы входят в состав тканей организма в концентрациях, выражаемых десятыми, сотыми и тысячными долями миллифамма и являются необходимыми для его нормальной жизнедеятельности. Микроэлементы условно делят на две группы: абсолютно или жизненно необходимые (кобальт, железо, медь, цинк, марганец, иод, бром, фтор) и так называемые вероятно необходимые (алюминий, стронций, молибден, селен, никель, ванадий и некоторые другие). Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма. Характерным признаком необходимого элемента является колоколообразный вид кривой зависимости ответной реакции организма от дозы элемента (рис. 5.1).

При малом поступлении данного элемента организму наносится существенный ущерб. Он функционирует на грани выживания. В основном это объясняется снижением активности ферментов, в состав которых входит данный элемент. При повышении дозы элемента ответная реакция возрастает и достигает нормы (на кривой представлено в виде плато). При дальнейшем увеличении дозы проявляется токсическое действие избытка данного элемента, в результате чего не исключается и летальный исход.

Распределение микроэлементов в организме зависит от их химических свойств и очень разнообразно. Железо, например, является составной

Рис. 5.1. Зависимость ответной реакции (R) от дозы (n) жизненно необходимых элементов

частью гемоглобина, миоглобина и других дыхательных пигментов, то есть веществ, участвующих в поглощении и транспорте кислорода во все ткани организма; атомы меди входят в активный центр рада ферментов и т.д.

Действие микроэлементов может быть и опосредованным - через влияние на интенсивность или характер обмена веществ. Так, некоторые микроэлементы (например, марганец, цинк, иод) влияют на рост, и их недостаточное поступление в организм с пищей тормозит нормальное физическое развитие ребенка. Другие микроэлементы (например, молибден, медь, марганец) принимают участие в репродуктивной функции, и их недостаток в организме отрицательно влияет на эту сторону жизнедеятельности человека.

К наиболее дефицитным минеральным веществам в питании современного человека относятся кальций и железо, к избыточным - натрий и фосфор.

Недостаток или избыток в питании каких-либо минеральных веществ вызывает нарушение обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, что приводит к развитию рада заболеваний. Ниже приведены характерные (типичные) симптомы при дефиците различных химических элементов в организме человека:

Ca	Замедление роста скелета
Mg	Мышечные судороги
Fe	Анемия, нарушения иммунной системы
Zn	Повреждение кожи, замедление роста, замедление полового созревания
Cu	Слабость артерий, нарушение деятельности печени, вторичная анемия
Mn	Бесплодие, ухудшение роста скелета
Mo	Замедление клеточного роста, склонность к кариесу зубов
Со	Злокачественная анемия
Ni	Учащение депрессий, дерматиты
Cr	Симптомы диабета
Si	Нарушение роста скелета
F	Кариес зубов
I	Нарушение работы щитовидной железы, замедление метаболизма
Se	Слабость сердечной мышцы

Наиболее распространенным следствием несоответствия в рационе количества кальция и фосфора является кариес зубов, разрежение костной ткани. При недостатке фтора в питьевой воде разрушается зубная эмаль, дефицит иода в пище и воде приводит к заболеваниям щитовидной железы. Таким образом, минеральные вещества очень важны для устранения и профилактики ряда заболеваний.

Перечислим причины нарушения обмена минеральных веществ, которые могут иметь место даже при их достаточном количестве в пище:

а) несбалансированное питание (недостаточное или избыточное количество белков, жиров, углеводов, витаминов и др.);

б) применение методов кулинарной обработки пищевых продуктов, обуславливающих потери минеральных веществ, например, при размораживании (в горячей воде) мяса, рыбы, или при удалении отваров овощей и фруктов, куда переходят растворимые соли;

в) отсутствие своевременной коррекции состава рационов при изменении потребности организма в минеральных веществах, связанной с физиологическими причинами. Так, например, у людей, работающих в условиях повышенной температуры внешней среды, увеличивается потребность в калии, натрии, хлоре и других минеральных веществах в связи с тем, что большая их часть выводится из организма с потом;

г) нарушение процесса всасывания минеральных веществ в желудочно-кишечном тракте или повышение потерь жидкости (например, кровопотери).

5.2 РОЛЬ ОТДЕЛЬНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Макроэлементы

Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечных сокращений, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом, кальций выполняет не только пластические функции, но и влияет на многие биохимические и физиологические процессы в организме.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная среда тонкого кишечника способствует образованию трудноусвояемых соединений кальция, и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание.

Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от соотношения его с другими компонентами пищи и, в первую очередь, с жирами, магнием, фосфором, белками. При избытке жиров возникает конкуренция за желчные кислоты и значительная часть кальция выводится из организма через толстый кишечник. На всасывание кальция отрицательно сказывается избыток магния; рекомендуемое соотношение этих элементов составляет 1 : 0,5.