XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021
Фосфолипиды в пищевой промышленности
КомментарииПолная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Цель работы: рассмотреть общие сведения о фосфолипидах, их свойства и роль в организме человека, применение в пищевой промышленности, способы получения в промышленных масштабах.
Фосфолипиды играют важную роль в организме человека. Входя в состав клеточных оболочек, они имеют существенное значение для их проницаемости и обмена веществ между клетками и внутриклеточным пространством. Фосфолипиды пищевых продуктов различаются по химическому составу и биологическому действию. В пищевых продуктах в основном встречаются лецитин, в состав которого входит холин, а также кефалин, в состав которого входит этаноламин. Общая потребность в фосфолипидах составляет около 5 г в день.
Фосфолипиды, или фосфатиды – это большая и разнообразная по своим функциям и строению группа природных и органических соединений, в состав которых входят: фосфорная кислота, спирты, аминоспирты, ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты, аминокислоты.
Вместе с белками и углеводами фосфолипиды участвуют в построении клеточных мембран и субклеточных структур (органелл), выполняя роль несущих конструкций мембран, регулируя поступление в клетку разнообразных веществ и другие биохимические процессы клетки.
Главная роль в строении фосфолипидов принадлежит фосфоглицеридам, в молекуле которых одна из трех —ОН-групп глицерола этерифицирована не жирной, а фосфорной кислотой, а две другие — жирными кислотами. Молекула фосфолипидов состоит из головы, роль которой играет фосфатная группа, и двух углеводородных хвостов (остатки жирных кислот). Фосфатная голова несет электрический заряд и, следовательно, она растворима в воде (гидрофильна). Хвост не растворим в воде. Это свойство молекулы, когда один ее конец растворим в воде, а другой — нет (важно при образовании мембран).
Рис.1. Структурная формула фосфолипида
Рис. 2. Структура молекулы жира (фосфолипида)
Фосфолипиды необходимы человеку, поскольку: восстанавливают поврежденные стенки клеток; служат профилактикой сердечно-сосудистых заболеваний (особенно атеросклероза); поддерживают здоровье нервной системы; благотворно влияют на работу органов пищеварения; очищают печень от токсинов; повышают чувствительность к инсулину; полезны для адекватного функционирования печени; образовывают кластеры, которые транспортируют витамины, питательные вещества, жиросодержащие молекулы по телу.
Путем эксперимента было доказано, что ежедневное потребление фосфатидилсерина в дозе примерно 300 мг улучшает память, а 800 мг вещества обладают антикатаболическими свойствами. Согласно результатам исследований, фосфолипиды способны замедлить рост раковых образований примерно в 2 раза.
Дефицит фосфолипидов чреват серьезными последствиями – недостаточное количество этих липидов скажется на функционировании практически всех клеток. Чрезмерное насыщение клеток фосфолипидами чаще всего вызывает сгущение крови, что затем ухудшает снабжение тканей кислородом. Избыток этих специфических липидов сказывается на работе нервной системы, вызывает дисфункцию тонкого кишечника.
Среди основных проблем, стоящих перед человечеством в наше время, можно выделить самую важную и сложную – обеспечение населения земного шара продуктами питания. Продукты питания должны не только удовлетворять потребности человека в основных питательных веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные функции
Обычно фосфолипиды представлены в продуктах, в составе которых есть лецитин-компонент. А это яичные желтки, зародыши пшеницы, соя, молоко и полусырое мясо.
Также фосфолипиды стоит искать в жирных продуктах и некоторых растительных маслах. Масло криля и рыбий жир могут послужить альтернативными источниками фосфолипидов для людей, которые не могут получать это вещество с других продуктов.
Усваиваемость фосфолипидов улучшается в комплексе с медленными углеводами, содержащимися в изделиях из муки грубого помола (хлеб, макароны), крупах (овес, ячмень, овсянка, рис, кукуруза, гречка), овощах, фруктах, грибах. Чтобы фосфолипиды полноценно усвоились, нельзя подвергать пищу длительному нагреву.
Продукты, богатые фосфатидами:
масла: сливочное, оливковое, подсолнечное, льняное, хлопковое (1-2% фосфолипидных соединений);
продукты животного происхождения: желток (3,4%), говядина, курица (меньше 1%), сало (меньше 1%);
другие продукты: сметана, рыбий жир, форель, соевые бобы (меньше 1%), бобовые и зерна (от 0,3 до 0,9%), льняные и конопляные семена (от 0,3 до 0,9%).
Фосфатидные концентраты широко применяются в хлебопекарной, кондитерской и маргариновой отраслях пищевой промышленности.
В хлебопечении фосфатидный концентрат добавляется для улучшения качества теста хлебобулочных изделий и печенья. Известно применение фосфолипидов при приготовлении водно-жировых эмульсий для внутреннего введения.
Использование фосфолипидов (фосфатидных концентратов) в отдельных отраслях пищевой промышленности основано на одном из важнейших их свойств – поверхностной активности, которая обуславливает эмульгирующую, разжижающую способность и др.
Потребителем фосфатидных концентратов является также и масложировая промышленность, где они широко применяются при производстве маргарина и майонеза. Фосфатидный концентрат применяется в производстве маргарина как эмульгатор и как самостоятельная добавка для повышения пищевой ценности отдельных видов маргарина. Присутствие фосфолипидов в маргарине ослабляет действия факторов, неблагоприятно влияющих на его структуру и свойства. Снижается разбрызгивающая способность маргарина, увеличивается стойкость к окислению при хранении, повышаются его упругопластичные свойства и однородность.
Способ получения фосфолипидов, предусматривающий экстракцию липидов из сырья животного происхождения органическим растворителем, вьзделение фосфолипидов из экстракта, добавлением ацетона к последнему, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода фосфолипидов в качестве сырья животного происхождения используют пахту, в которую перед экстракцией вводят минеральную или органическую кислоту в соотношении пахта: кислота 1:0,001- 1:0,0023, экстракцию липидов из осадка проводят смесью хлороформ: метанол в соотношении 1:1,5-1:2, а выделение фосфолипидов из экстракта ведут при соотношении экстракт: ацетон 1:2-1:3 или колоночной хроматографией на окиси алюминия смесью хлороформ: метанол в соотношении 3:1-3:1,5, при этом в качестве минеральной или органической кислоты используют 35-36%-ную соляную или 98-100%-ную уксусную кислоту [3].
Способ получения комплекса фосфолипидов из головного мозга крупного рогатого скота путем его гомогенизации, экстракции содержащем хлороформ, органическим растворителем, фильтрации с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что ткань мозга гомогенизируют в охлажденном ацетоне, после фильтрации осадок суспендируют в ацетоне, повторно фильтруют, затем осадок экстрагируют смесью хлороформа с этанолом, супернатант собирают и добавляют к нему ацетон в соотношении 1,5-2,0: 1 для осаждения фосфолипидов [4].
Выполняя столь значимые функции в организме человека, фосфолипиды являются важной составляющей пищевого рациона. Они нашли широкое применение в научных исследованиях, в производстве лекарственных средств, в пищевой промышленности для производства пищевых добавок и кормов, в сельском хозяйстве, в производстве косметических средств.
Список используемой литературы
Биологическая химия, под ред. Н.И.Ковалевской, Москва: Академия, 2009. – 256 с.
Пищевая химия, под ред. профессора А. П. Нечаева. – Санкт-Петербург: ГИОРД, 2004 г. – 640 с.
Патент РФ № 3846599, 23.01.1985. Способ получения фосфолипидов // Патент России № 1 289 440. 1987. / Мельничук Д. А.
Патент РФ № 2000109191/14, 12. 04.2000. Способ получения комплекса фосфолипидов // Патент России № 2 192 265. 2002. / Ефременко В.И., Оверченко В.В. [и др.].
Технологии пищевых производств, под ред. профессора А.П. Нечаева, Москва: КолосС, 2007. – 768 с.