Ненасыщенные жиры

Ненасы́щенные жиры́ — триглицериды жирных кислот, в молекулы которых входят остатки ненасыщенных жирных кислот — кислот, в молекулах которых имеется по меньшей мере одна двойная ковалентная связь между атомами углерода. В этом их отличие от насыщенных жирных кислот, в молекулах которых все ковалентные связи между атомами углерода одинарные. Число двойных связей в жирных кислотах отличается у разных жиров. Если в молекуле есть только одна двойная связь, то такую жирную кислоту называют мононенасыщенной. Если она содержит более одной двойной связи — полиненасыщенной.

Ненасыщенные жиры имеют более низкие температуры плавления, чем насыщенные, поэтому при обычных условиях, как правило, представляют собой жидкие масла, а не твёрдые вещества.

Природные растительные жиры и масла состоят в основном из ненасыщенных жиров, тогда как жиры животного происхождения составляют в основном насыщенные жиры. Примерами масел, состоящих в основном из ненасыщенных жиров, могут служить оливковое масло, подсолнечное масло, льняное масло и многие другие растительные масла.

Химическое строение ненасыщенных жиров

Пример молекулы ненасыщенного триглицерида (C₅₅H₉₈O₆).
Слева — остаток молекулы глицерина; справа сверху вниз — остатки молекул пальмитиновой кислоты, олеиновой кислоты, и альфа-линоленовой кислоты.

Двойная связь атомов углерода ограничивает вращение соседних атомов углерода вокруг них

Ненасыщенные жиры являются триглицеридами жирных кислот. Так как в молекуле триглицерида содержится три кислотных остатка, эти остатки могут быть как одинаковыми, так и разными.

Двойная связь между атомами углерода не допускает вращения вокруг неё, поэтому при наличии двойной связи в молекуле возможны пространственные изомеры — цис- и транс-конфигурации. В транс-конфигурации атомы водорода при атомах углерода двойной связи расположены по разные стороны от двойной связи. Примерами транс- и цис-изомера являются элаидиновая кислота (ненасыщенная жирная кислота, транс-изомер олеиновой кислоты, которая имеет цис-конфигурацию). Транс-изомеры имеют более жёсткую пространственную структуру, поэтому температуры плавления таких жиров более высокие, так как в стереохимии двойной связи углеродные цепи принимают линейное строение, строение же цис-связи вызывает изгиб молекулы, тем самым исключая жёсткую пространственную структуру.

Олеиновая кислота, цис-изомер	Элаидиновая кислота, транс-изомер

Большинство природных ненасыщенных жиров находятся в цис-конфигурации, например, олеиновая кислота. Малая вязкость ненасыщенных жиров, входящих в виде фосфолипидов в липидную клеточную мембрану, придаёт ей эластичность.

Положение двойной связи в остатке жирной кислоты, входящем в молекулу ненасыщенного жира, иногда обозначается греческой буквой ${\displaystyle \omega }$ или словом «омега» c числом, указывающим на позицию первого атома углерода с двойной связью, считая от углеводородного хвоста молекулы (омега — последняя буква в греческом алфавите). Например, омега-6, омега-3,6,9, так, олеиновая кислота — это омега-9 мононенасыщенная кислота.

Наличие двойной связи в молекуле вещества придаёт ей повышенную химическую активность — присоединение химических радикалов по двойной связи и полимеризации с раскрытием двойной связи. Причём, чем больше удельная доля двойных связей в жирах, тем более они склонны к окислению. Этим, в частности, объясняется окисление ненасыщенных жиров кислородом, что вызывает «прогоркание» со временем пищевого масла и «высыхание» масляных красок — образование прочной плёнки в результате окислительной полимеризации растительного масла, например, льняного масла. Для ускорения «высыхания» в масло, применяемое для масляных красок добавляют ускорители окисления — сиккативы. Для сохранения от прогоркания в пищевые масла некоторые производители добавляют антиоксиданты — пищевые добавки Е300—Е399. Главным образом в качестве антиоксиданта в пищевых маслах используются производные токоферола — витамины группы Е.

Количество двойных связей в молекуле триглицерида аналитически определяют с помощью галогенирования — присоединения атомов галогена по двойной связи. Обычно применяют йодирование и степень ненасыщенности масла характеризуют иодным числом.

Химический анализ по составу жирных кислот жиров производят методами газовой хроматографии после гидролиза триглицеридов (расщепления молекул жиров на глицерин и жирные кислоты) и преобразования жирных кислот в сложные метиловые летучие или низкокипящие эфиры^[1] или методами тонкослойной хроматографии^[2].

Нахождение в природе

Состав некоторых масел и жиров по насыщенным и ненасыщенным типам жиров

Практически во всех маслах растительного происхождения преобладают ненасыщенные жиры. Некоторые сельскохозяйственные культуры, называемые масличными культурами, специально выращиваются в промышленных масштабах для получения растительного масла. К таким культурам в первую очередь относятся подсолнечник, рапс, оливковое дерево, авокадо, орехи и другие культуры. При использовании и переработке некоторых технических культур растительное масло является побочным продуктом, например масло из семян хлопчатника — хлопковое масло и масло из семян льна — льняное масло.

Несмотря на преобладание мононенасыщенных и полиненасыщенных жиров в растительных маслах, они также всегда содержат некоторую долю насыщенных жиров, например в подсолнечном масле доля насыщенных жиров составляет 10—12 %.

В таких продуктах животного происхождения как шпик, мясо и в других продуктах из поверхностных тканей также преобладают ненасыщенные жиры^[3]. При этом топлёный говяжий жир, бараний жир и подобные, имеют высокое содержание насыщенных жиров, что также уменьшает их пищевую ценность^[4].

Роль ненасыщенных жиров в питании и влияние на здоровье

Общие сведения

Наличие двойной связи незначительно уменьшает калорийность жиров. Но благодаря склонности к окислению ненасыщенные жиры при метаболизме в организме взаимодействуют с химически активными радикалами и перекисными соединениями, которые, по мнению многих^{[каких?]} медиков, могут провоцировать заболевания раком.

Насыщенные жиры менее подвержены окислению, поэтому в продовольственных продуктах длительного хранения при комнатной температуре в негерметизированной упаковке они предпочтительнее.

Роль полиненасыщенных жиров

Замена насыщенных жиров ненасыщенными помогает снизить уровень общего холестерина и холестерина в липопротеинах низкой плотности в крови^[5]. Но, хотя мононенасыщенные и полиненасыщенные жиры могут заменить насыщенные жиры в пище, трансненасыщенных жиров в рационе не должно быть много.

Также отмечается, что полиненасыщенные жиры защищают от аритмии. Хотя исследование женщин, находящихся в менопаузе с относительно низким потреблением жиров с пищей, показало, что полиненасыщенные жиры положительно связаны с прогрессированием атеросклероза, тогда как мононенасыщенные жиры такого действия не вызывают^[6]. Это, вероятно, связано с большей склонностью полиненасыщенных жиров к перекисному окислению липидов, которое блокирует витамины группы Е^[7].

Роль ненасыщенных пищевых жиров в резистентности к инсулину

Заболеваемость инсулинорезистентностью снижается при использовании диет с высоким содержанием мононенасыщенных жиров (особенно жиров с высоким содержанием олеиновой кислоты). В то же время диеты с высоким содержанием полиненасыщенных жиров (особенно больших количеств арахидоновой кислоты), а также насыщенных жиров (таких как арахидиновая кислота) увеличивает этот риск.

Эти соотношения могут быть проиндексированы в фосфолипидах скелетных мышц человека, а также в других тканях. Предполагается, что эта связь между диетическими жирами и резистентностью к инсулину является вторичной по отношению к взаимосвязи между резистентностью к инсулину и воспалительными процессами, которая частично управляется диетическими соотношениями жиров омега-3, омега-6, омега-9, причём омега-3 и омега-9 считаются противовоспалительными веществами, а жиры омега-6 обладают противовоспалительными свойствами, как и многочисленные другие вещества, в то время как полифенолы и их производные обладают противовоспалительными свойствами^[8]. И хотя жирам присущи как воспалительные, так и противовоспалительные свойства, оба типа жиров являются биологически необходимыми. В США в большинстве рационов диетического питания предпочтение отдаётся жирам типов омега-6, что подтверждается снижением воспалительных процессов и увеличением резистентности к инсулину^[9]. Но эти выводы противоречат более поздним исследованиям, в которых выявлено, что полиненасыщенные жиры защищают от инсулинорезистентности.

Влияние трансжиров на здоровье

Жиры, содержащие в большом количестве трансненасыщенные жирные кислоты, называют трансжирами.

Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) в своём извещении утверждает, что излишнее потребление ненасыщенных жирных транскислот увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний и подчёркивает необходимость потреблять в пищу только небольшое их количество. Производителям следует уменьшать количество трансненасыщенных жирных кислот при производстве пищевых продуктов. Когда это возможно, их предпочтительно заменять ненасыщенными цис-жирными кислотами, а не насыщенными жирными кислотами^[10].

Проведённые исследования показывают, что даже очень низкие дозы трансненасыщенных жирных кислот значительно увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний атеросклерозом. Причина этого пока неизвестна^[11].

В частности, в исследовании^[12], проведённом в 1997 году, указывается, что при равном потреблении углеводов увеличение потребления насыщенных жиров на 5 % увеличивает риск заболевания коронарной болезнью сердца на 17 %, а увеличение на 5 % потребления трансненасыщенных жиров увеличивает риск заболевания на 93 %.

В исследовании Дариуша Мозаффаряна, профессора Гарвардской медицинской школы, есть сведения о том ,что^[13]:

Примерно 30 % натуральных жиров превращаются в трансненасыщенные жиры. В Соединённых Штатах потребление трансненасыщенных жиров составляет от 2 до 4 % калорийности рациона. Чтобы снизить риск для здоровья, трансненасыщенные жиры (почти 0,5 % от общего потребления калорий) должны быть почти полностью исключены из рациона, необходимо принять законодательные меры по сокращению их потребления по следующим 4 основным причинам:

1. Вредное воздействие трансненасыщенных жиров изучено лучше, чем почти для всех других пищевых веществ.
2. Очень низкие дозы трансненасыщенных жиров значительно увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний.
3. Потребители не могут оценить количество трансненасыщенных жиров, подаваемых им в ресторанах.
4. Трансненасыщенные жиры могут быть легко заменены в рационе. Ограничение их использования в пищевой промышленности и ресторанах не будет дорогим и не окажет существенного влияния на вкус пищи. Это было продемонстрировано как в Дании, так и в Нидерландах.

Французское агентство по безопасности пищевых продуктов (AFSSA) рекомендует сократить долю трансжиров кислот до одного грамма на сто граммов проданного продукта и рекомендует их систематическую маркировку^[14].

Природный источник трансжиров — молочные продукты (от 2,5 до 6,4 % от общего содержания молочного жира^[15]), жир и мясо жвачных животных (говядина - примерно 4,5 %, баранина - около 2 %).

Однако наибольшее количество трансжиров содержится в промышленных пищевых продуктах: в хлебе (от 4 до 21 г трансжирных кислот на 100 г жира), кулинарной выпечке (от 24 % до 35 %), в крекерах (от 0,1 % до 17 %), слоёном тесте (от 16 % до 61 %), сдобном тесте (от 12 % до 36 %)^[16].

Примечания

1. Aizpurua-Olaizola O., Ormazabal M., Vallejo A., Olivares M., Navarro P., Etxebarria N., Usobiaga A.. Optimization of supercritical fluid consecutive extractions of fatty acids and polyphenols from Vitis vinifera grape wastes (англ.) // Journal of Food Science^[англ.] : journal. — 2015. — January (vol. 80, no. 1). — P. E101—7. — doi:10.1111/1750-3841.12715. — PMID 25471637.
2. Breuer B., Stuhlfauth T., Fock HP.. Separation of fatty acids or methyl esters including positional and geometric isomers by alumina argentation thin-layer chromatography (англ.) // Journal of Chromatographic Science^[англ.] : journal. — 1987. — July (vol. 25, no. 7). — P. 302—306. — doi:10.1093/chromsci/25.7.302. — PMID 3611285.
3. Алексеев Андрей Леонидович, Бараников Владимир Анатольевич, Барило Оксана Ривкатовна. Жирнокислотный состав общих липидов шпика свиней различных пород и типов // Всё о мясе. — 2011. — № 4. Архивировано 5 июля 2023 года.
4. Файвишевский М. Л. Получение и использование пищевых животных топлёных жиров // Пищевая промышленность. — 2006. — № 8. Архивировано 5 июля 2023 года.
5. Catapano A. L., Reiner Z., De Backer G., Graham I., Taskinen M. R., Wiklund O., Agewall S., Alegria E., Chapman M. J., Durrington P., Erdine S., Halcox J., Hobbs R., Kjekshus J., Perrone Filardi P., Riccardi G., Storey R. F., Wood D. ESC/EAS Guidelines for the management of dyslipidaemias: the Task Force for the management of dyslipidaemias of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Atherosclerosis Society (EAS) (англ.) // Atherosclerosis : journal. — 2011. — July (vol. 217 Suppl 1, no. 14). — P. S1—44. — doi:10.1016/j.atherosclerosis.2011.06.012. — PMID 21723445.
6. Mozaffarian D., Rimm E. B., Herrington D. M. Dietary fats, carbohydrate, and progression of coronary atherosclerosis in postmenopausal women (англ.) // The American Journal of Clinical Nutrition^[англ.] : journal. — 2004. — November (vol. 80, no. 5). — P. 1175—1184. — doi:10.1093/ajcn/80.5.1175. — PMID 15531663. — PMC 1270002.
7. Leibovitz B., Hu M. L., Tappel A. L. Dietary supplements of vitamin E, beta-carotene, coenzyme Q10 and selenium protect tissues against lipid peroxidation in rat tissue slices (англ.) // The Journal of Nutrition^[англ.] : journal. — 1990. — January (vol. 120, no. 1). — P. 97—104. — doi:10.1093/jn/120.1.97. — PMID 2303916.
8. Екатерина Кирпичникова. Окислительный стресс и воспаление: роль полифенолов (англ.). интернет- журнал "Актуальная эндокринология" (17 февраля 2017). Дата обращения: 28 июня 2022. Архивировано 18 июня 2022 года.
9. Storlien L. H., Baur L. A., Kriketos A. D., Pan D. A., Cooney G. J., Jenkins A. B., Calvert G. D., Campbell L. V. Dietary fats and insulin action (англ.) // Diabetologia^[англ.] : journal. — 1996. — June (vol. 39, no. 6). — P. 621—631. — doi:10.1007/BF00418533. — PMID 8781757.
10. EFSA, «Avis du groupe scientifique sur les produits diététiques, la nutrition et les allergies sur une question de la Commission relative à la présence d’acides gras insaturés trans dans les aliments et aux effets sur la santé humaine de la consommation d’acides gras insaturés trans Архивная копия от 2 июля 2019 на Wayback Machine», Question n° EFSA-Q-2003-022, juillet 2004
11. La relation entre risque cardiovasculaire et consommation alimentaire d’Acide Gras Insaturés Trans est étudiée depuis longtemps. Elle est bien documentée aujourd’hui. Risques et bénéfices pour la santé des acides gras insaturés trans apportés par les aliments. Recommandations Архивная копия от 3 апреля 2009 на Wayback Machine
12. Hu F. B., Stampfer M. J., Manson J. E. " Dietary fat intake and the risk of coronary heart disease in women ", N Engl J Med, 1997, 337: 1491—1499
13. Le danger des graisses insaturés trans. Dariush Mozaffarian, professeur à la faculté de médecine et à l'école de santé publique de Harvard  (неопр.). Дата обращения: 14 декабря 2019. Архивировано 20 января 2012 года.
14.  (фр.) Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments, Afssa, Risques et bénéfices des acides gras trans apportés par les aliments — Recommandations (недоступная ссылка), avril 2005.
15. Graisses du lait et athérosclérose Архивная копия от 11 декабря 2007 на Wayback Machine, Pr. Olivier Ziegler
16. Analyses faites en 1999, citées dans : Questions — réponses sur les acides gras trans, Afssa (недоступная ссылка)

См. также

• Трансжиры
• Иодное число
• Перекисное окисление липидов