ЗАГАЛЬНА БІОХІМІЯ

ІІ частина

Електронний посібник

Головна

Теоретичні відомості

Додатки

Список використаних джерел

Анотація

Укладачі

11. ОБМІН ЛІПІДІВ

11.1. Суть і значення ліпідного обміну.

11.2. Розпад ліпідів в організмі людини.

11.3. Значення ліпідних перетворень у харчових виробництвах.

11.1. Суть і значення ліпідного обміну

Ліпідний обмін – це складний процес взаємопов’язаних хімічних реакцій за участю ферментів, кислот та солей.

Розщеплення ліпідів має кілька стадій. Для цього процесу необхідні ліполітичні ферменти (і відповідні умови для їхньої діяльності) і емульгатори (детергенти). За сучасною класифікацією ліполітичні ферменти відносяться до групи гідролаз, які каталізують розщеплення різних ліпідів.

Оптимальна умова для дії ліполітичних ферментів – рН 7,8–8,2. Гідролітичному розщепленню піддаються тільки емульговані жири. Такі ліпіди містяться в молоці та молочних продуктах, яєчному жовтку, майонезах. Всі інші жири їжі мають потребу в емульгаторах, що знижують поверхневий натяг і перешкоджають склеюванню жирових крапель.

Велика частина емульгованого жиру піддається гідролітичному розщепленню під дією ліпаз з утворенням гліцеролу і вищих жирних кислот.

Гідроліз є першою фазою обміну жирів. Він протікає східчасто, причому спочатку розщеплюються зовнішні складноефірні зв'язки, моноацилгліцероли, що утворилися, всмоктуються стінкою кишечнику. Потім вони або йдуть на ресинтез триацилгліцеролів у кишковій стінці, або розпадаються під дією неспецифічних естераз. Жирні кислоти, що виділилися з розщеплених гліцеролів, погано розчиняються у воді і всмоктуються ворсинками кишечнику лише після взаємодії з жовчними кислотами з утворенням парних розчинних комплексів. В епітеліальних клітинах ворсинок кишечнику відбувається їхнє розщеплення на жовчні та жирні кислоти. Жовчні кислоти знову безпосередньо надходять у просвіт кишечнику або проходять більш складний шлях: кров – печінка – жовчний міхур – жовч.

11.2. Розпад ліпідів в організмі людини

Ферментативний розпад тригліцеридів в організмі людини відбувається за участю ферментів ліпаз ступінчато.

Розпад фосфоліпідів відбувається за участю фосфоліпаз. Кінцевими продуктами розщеплення, наприклад, лецитину є гліцерин, жирні кислоти, холін та фосфорна кислота.

Розпад холестеридів відбувається під впливом холестеринестерази, при цьому утворюються холестерин та вищі жирні кислоти.

Подальше перетворення гліцерину та жирних кислот протікає таким шляхом:

У процесі травлення в шлунково-кишковому тракті ліпіди зазнають ферментативного гідролізу до компонентів, які можуть вбиратися стінкою кишківника. Після перетворення в травному каналі та всмоктування ентероцитами кишківника ліпіди та продукти їх гідролізу транспортуються кров’ю до різних органів і тканин, де депонуються, утворюючи жирові резерви, які використовуються відповідно до фізіологічних потреб організму. Необхідно зазначити, що при окиснені 100 г жиру вивільняється 107 мл води.

Внутрішньоклітинний метаболізм ліпідів – це сукупність біохімічних ферментативних реакцій катаболізму й анаболізму різних класів ліпідів, що надходять в організм людини як компоненти харчових продуктів та синтезуються в ньому, виконуючи важливі енергетичні функції, виступаючи структурними компонентами клітин і біологічно активними сполуками.

Основні шляхи внутрішньоклітинного метаболізму ліпідів:

– гідроліз нейтральних жирів до жирних кислот і гліцеролу (ліполіз);

– окиснення та біосинтез жирних кислот;

– біосинтез триацилгліцеролів і складних ліпідів;

– біосинтез холестерину та його перетворення в біологічно активні стероїди.

В організмі людини розщеплення ліпідів відбувається в різних відділах харчового тракту по різному (табл. 2.1).

Таблиця 2.1

Відділ харчового тракту	Оптимум дії (рН)	Процеси
Ротова порожнина	6,5–7	Процеси розщеплення відсутні
Шлунок	1,5–2	Розщеплення білків. Звільнення ліпідів з ліпопротеїдних комплексів
12-пала кишка та відділи тонкого кишечника	7,5–8,5	Основне місце розщеплення ліпідів

Зважаючи на гідрофобність ліпідів і водорозчинність ліпаз, необхідною умовою розщеплення ліпідів є їх диспергування (подрібнення) та емульгування (збільшення площі поверхні). Центральною речовиною в процесах розщеплення ліпідів є жовч – в’язка рідина світло-жовтого кольору з гірким смаком та специфічним запахом. Міститься в жовчному міхурі. До її складу входять жовчеві кислоти (холева та дезоксихолева), холестерин, вищі жирні кислоти, тригліцериди – фактори емульгування; ферменти і гормони – сприяють розщепленню ліпідів; жовчні пігменти і продукти розпаду гемоглобіну. Жовч забезпечує перистальтику тонкого кишечника і нейтралізацію харчового хімусу – фактори диспергування, активацію ліполітичних ферментів, проникність стінок кишок, транспорт продуктів ліполізу, бактеріостатичну дію на кишкову мікрофлору, виведення ядів із організму.

Постійна циркуляція жовчних кислот забезпечує велику кількість всмоктуваних жирів при порівняно обмеженому виробленні печінкою жовчних кислот (2,8–3,5 г/у добу).

Переварювання ліпідів відбувається як у порожнині кишок (порожнинне травлення), так і на слизовій оболонці тонкої кишки (пристінкове або контактне травлення). Зокрема, на поверхні клітин адсорбується ліпаза соку підшлункової залози (панкреатична), яка каталізує гідроліз жирів.

З епітеліальних клітин стінки кишечнику жири у вигляді дрібних жирових крапель, оточених білками (хіломікронами), потрапляють у лімфу.

Ліпопротеїнліпаза не тільки розщеплює хіломікрони, але й гідролізує триацилгліцероли, що виділилися при цьому, на гліцерол і жирні кислоти, що можуть безпосередньо надходити в клітки і піддаватися процесам розпаду. Частина жирних кислот потрапляє в кров, де адсорбується альбуміном сироватки, потім переноситься до органів і включається в процеси обміну.

Структура, функції та метаболізм ліпідів

Your browser does not support the video tag.

11.3. Значення ліпідних перетворень у харчових виробництвах

Жири відіграють важливу роль в організмі людини та виконують життєнеобхідні функції.

Ліпіди є основою будь - якої жировмісної сировини чи готових продуктів, їх перетворення лежить в основі цілої низки харчових продуктів (олія, маргарин, вершкове масло, топлені жири тощо). Так, наприклад, під час зберігання насіння на олієжирових підприємствах, підготовці олієвмісного матеріалу до вилучення олії та олієдобуванні (пресування, екстракція) у ліпідному комплексі протікають складні хімічні та біохімічні процеси: гідроліз та окислення тригліцеридів, термічний розпад, вивільнення пов'язаних з білками та вуглеводами ліпідів, утворення нових ліпід-білкових та ліпід-вуглеводних комплексів. Змінюється і білковий комплекс. Все це впливає на хід технологічного процесу, якість отриманих продуктів. Жири в технологічних процесах можуть відігравати роль ізолювального та зв’язувального матеріалу. Тому в технологічних процесах дуже часто використовується зберігання деяких харчових продуктів у жирах, що забезпечує збереження їхньої якості. Як зв’язувальний матеріал у сумішах жири дуже часто використовуються в кондитерських кремах, пастах та інших виробах. Вони здатні суттєво впливати на текстуру виробів і в технології кондитерських виробів виконувати роль розпушувачів. Ця функціональна властивість жирів використовується в технології бісквітного, листкового, пісочного тіста. Жири виконують також роль наповнювача технологічних сумішей.

Найпоширенішими процесами ліпідних змін, що використовуються в харчовій промисловості, є:

1. Гідроліз ліпідів, що відбувається під впливом ферменту ліпази, кислот чи лугів. Тригліцериди гідролізують з утворенням жирних кислот і гліцерину.

Такий розпад жирів і масел, ліпідів зерна, круп, м'яса, риби є однією з причин зниження їх якості та псування. Цей процес інтенсифікується під час підвищення вологості, температури; спостерігається під час кулінарної обробки продуктів.

2. Переетерифікація – обмін залишками жирних кислот міжмолекулами гліцеридів або в межах однієї молекули. Цей процес дає змогурегулювати властивості жиру.

3. Гідрогенізація – приєднання водню за місцем подвійних зв'язків
ненасичених жирних кислот. При цьому підвищується температура
плавлення, твердість, змінюється пластичність, жири стають стійкими
до окислення. Використовується під час виробництва маргарину.

4. Харчове псування жирів. Під час тривалого зберігання жири набувають неприємного смаку і запаху – прогіркають. Прогіркання жирів – результат складних хімічних та біохімічних процесів. Розрізняють ферментативне та неферментативне.

Здатність жирів до окиснення має негативне значення під час зберігання не лише їх, але й інших продуктів рослинного та тваринного походження – борошна, круп тощо.

Кисень активується ферментом ліпооксидазою, яка міститься в свіжих продуктах і, приєднуючись за місцем подвійних зв'язків, утворює низку проміжних продуктів (перекиси, гідроперекиси).

O2

R – CH = CH – COOH → R – CH – CH – COOH

ліпооксидаза │ │

O - O

Потім іде розклад до альдегідів, альдегідокислот і кетонів, що мають неприємний запах та смак.

R – CH – CH – COOH → R – COH + HOC – COOH

│ │

O - O

Також із пероксидів можуть утворюватись оксикислоти.

Вчений Н. Семенов виявив, що під впливом світла за наявності кисню в жирах відбуваються вільнорадикальні процеси, в результаті чого також утворюються вищевказані продукти.

Для запобігання окиснення жирів до них додають антиокислювачі: вітамін Е (токоферол), фосфоліпіди.

Окиснення жирів

ОБМІН ЛІПІДІВ

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1. Що таке ліпідний розпад?

2. Складіть схему перетворення гліцерину та жирних кислот в організмі.

3. Під дією яких ферментів протікає розпад фосфоліпідів?

4. Напишіть рівняння реакцій окиснення жирних кислот.

5.Охарактеризуйте суть внутрішньоклітинного метаболізму ліпідів.

6.Назвіть перший етап розпаду ліпідів.

7.Які основні перетворення жирів у харчовій промисловості?

8. Які причини та механізм псування жирів?

Попередня

На початок

Наступна