В настоящее время в центре внимания многих исследователей и разработчиков продукции стоят проблемы модификации состава жиров в направлении снижения содержания насыщенных жирных кислот и повышения доли полиненасыщенных жирных кислот. Однако на сегодняшний момент четкой методики оценки состава разработанного жирового продукта на предмет его соответствия физиологически полноценному пищевому жиру (ФППЖ) нет.

Целью данной работы являлась разработка методики оценки жирно-кислотного состава жиров на предмет его соответствия ФППЖ для использования её при разработке жировых продуктов здорового питания.

В ряде исследований [2, с. 11] была выведена формула рационального жирно-кислотного состава ФППЖ, предназначенного для питания молодого, здорового организма, которая легла в основу нормативного документа МР 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской федерации». В нем указано, что потребление жиров должно составлять 30 % дневного калоража рациона. При этом доля потребления насыщенных жирных кислот (НЖК) должна составлять не более 10 % от калорийности суточного рациона, мононенасыщенных (МНЖК) – не менее 10 % и полиненасыщенных (ПНЖК) – 6-10 %. В соответствии с этой формулой соотношение жирных кислот в ФППЖ можно представить как НЖК:МНЖК:ПНЖК = 1:1:1 [1, с. 50].

Авторами данной работы для оценки жирно-кислотного состава жиров предлагается использовать показатель «абсолютное отклонение от ФППЖ», обозначаемый Δ. Данный показатель показывает разницу между соотношением жирных кислот в жировом продукте и нормативным соотношением согласно МР 2.3.1.2432-08 и рассчитывается по формуле:

где Δ_i  – модуль разницы между реальным и нормативным показателем для НЖК, МНЖК и ПНЖК.

В результате несложных математических вычислений можно рассчитать показатель Δ и провести оценку жирно-кислотного состава жирового продукта на предмет его соответствия ФППЖ (Δ=0). Также можно использовать абсолютное отклонение от ФППЖ для сравнения различных жировых продуктов и купажей между собой. Жирно-кислотный состав жирового продукта будет тем ближе к нормативному, чем ближе к нулю показатель Δ.

С целью оценки возможности использования данной методики в практике нами на первом этапе был определен жирно-кислотной состав ряда образцов жировых продуктов методом газожидкостной хроматографии. Полученные экспериментальные данные жирно-кислотного состава образцов сравнивались с гостированными значениями.

На втором этапе был проведен расчет абсолютного отклонения соотношения жирных кислот от ФППЖ и дана оценка возможности практического применения данной методики.

Жирно-кислотный состав исследуемых образцов был определен методом газожидкостной хроматографии в соответствии с ГОСТ 31663-2012 «Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров жирных кислот» на хроматографе «КристаллЛюкс-4000» с пламенно-ионизационным детектором. Условия хроматографирования: колонка капиллярная кварцевая HP-FFAP длиной 50 м, внутренним диаметром 0,32 мм. Газ-носитель – азот. Скорость потока газа-носителя – 0,85 см³/мин. Температура испарителя 230 ⁰С; температура колонки 140…220 ⁰С с выдерживанием 220 ⁰С 20 мин со скоростью подъема температуры 10 ⁰С/мин (программируемый режим); температура детектора 220 ⁰С. Величина пробы – 1 мм³ раствора метиловых эфиров кислот в гексане.

Полученные экспериментальные данные жирно-кислотного состава образцов приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Жирно-кислотный состав образцов жировых продуктов

Для образца молочного жира проверялось его соответствие требованиям жирно-кислотного состава согласно справочному приложению Б по ГОСТ 32261-2013 «Масло сливочное. Технические условия». Оценка соответствия жирно-кислотного состава образца подсолнечного масла проводилась по ГОСТ 30623-98 «Масла растительные и маргариновая продукция. Метод обнаружения фальсификации», приложение В. Образец заменителя молочного жира (ЗМЖ) проверялся на соответствие требованиям ГОСТ 31648-2012 «Заменители молочного жира. Технические условия». Все исследуемые образцы соответствовали требованиям стандартов.

Полученные экспериментальные данные жирно-кислотного состава образцов использовались для расчета соотношения жирных кислот и показателя абсолютного отклонения от ФППЖ.

Как видно из таблицы 1 молочный жир характеризуется наличием большого количества НЖК (более 60 %) и низким содержанием ПНЖК (не более 5 %). Абсолютное отклонение от ФППЖ данного образца по сравнению с другими образцами максимально. Физиологическая ценность жидких растительных масел, которые отличаются высоким содержанием ПНЖК, намного выше, чем твердых животных жиров. Абсолютное отклонение от ФППЖ подсолнечного масла в три раза ниже, по сравнению с  молочным жиром. И наконец, ЗМЖ  имеет в данном случае практически оптимальное соотношение жирных кислот. Показатель Δ наиболее приближен к нулю, что указывает на то, что из трех исследованных образцов, а именно  ЗМЖ наиболее приближен к ФППЖ. Не случайно разработчики данной продукции относят ЗМЖ к продуктам здорового питания [3, с. 68].

Таким образом, данная методика позволяет определить не только соотношение жирных кислот, но и оценить, насколько разработанный продукт приближен к ФППЖ.  Она может быть использована исследователями и разработчиками при создании здоровых жировых продуктов с оптимизированным жирно-кислотным составом.

На сегодняшний день во многих отраслях пищевой промышленности при производстве молока, масла, сыра, кондитерских и хлебобулочных изделий, продуктов детского питания используется пальмовое масло. Споры о его негативном влиянии на здоровье человека ведутся уже давно.

Целью исследования является изучение путей метаболизма одной из главных кислот пальмового масла – пальмитиновой кислоты и оценки ее влияния на развитие сердечно-сосудистых заболеваний.

Первоначально рассмотрим метаболизм жиров в организме человека. В пищеварительном тракте жиры подвергаются ряду последовательных изменений: эмульгированию, расщеплению, всасыванию.

В желудке часть жиров гидролизуется под действием желудочной липазы, что приводит к образованию свободных жирных кислот. Они всасываются, поступают в кишечник, где способствуют эмульгированию жиров. Поскольку жиры – нерастворимые в воде соединения, они подвергаются действию ферментов только на границе раздела фаз вода/жир. Поэтому расщеплению жиров предшествует их эмульгирование, которое происходит в тонком кишечнике под действием желчных кислот и их солей.

Гидролиз триацилглицеролов (ТАГ), в результате которого образуются глицерин и высшие жирные кислоты идет ступенчато под действием гидролаз эфиров глицерина (панкреатической липазы и копанкреатической липазы).

Исследования показали, что около 40 % жиров, поступаемых с пищей, гидролизуются полностью до глицерина и жирных кислот, 3–10 % всасываются стенкой кишечника без гидролиза в форме триацилглицеролов. Остальные гидролизуются частично, в основном до 2-моноацилглицеролов и всасываются стенкой кишечника.

Жирные кислоты со средней длиной углеродной цепи (С<14) транспортируются кровью в виде комплексов с сывороточными альбуминами в различные ткани и органы, где включаются в процесс окисления.

Жирные кислоты с более длинной цепью (С>14) и 2-моноацилглицеролы включаются в процесс ресинтеза в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника с образованием триацилглицеролов.

Транспорт ресинтезированного жира через лимфатическую систему и кровоток возможен только после включения его в состав липопротеинов.

Липопротеины – комплексы, состоящие из белков (аполипопротеинов; сокращенно – апо-ЛП) и липидов, связь между которыми осуществляется с помощью гидрофобных и электростатических взаимодействий. Различают липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП), липопротеины высокой плотности (ЛПВП) и хиломикроны (ХМ).

Все липопротеины состоят из гидрофобного ядра, в которое входят триацилглицеролы, эфиры холестерина, жирорастворимые витамины, и гидрофильной оболочки (апопротеинов). Между гидрофобным ядром и гидрофильной оболочки находятся фосфолипиды (компоненты, которых являются амфифильными и связывают гидрофобное ядро с гидрофильной оболочкой).

Гидролиз ТАГ происходит с участием фермента – липопротеиновой липазы, располагающейся в эндотелии сосудов. Она взаимодействует с хиломикронами кровотока и гидролизует ТАГ на глицерин и жирные кислоты. Липаза синтезируется в клетках жировой ткани, в печени, сердечной мышце, легких и некоторых других органах. Однако, активность ее в адипоцитах в 10 раз выше, чем в других клетках, в связи с этим гидролиз хиломикронов главным образом происходит в жировой ткани [1].

По мере извлечения ТАГ из хиломикронов последние превращаются в остаточные хиломикроны, которые затем поступают в печень.

Образовавшийся на данной стадии глицерин как растворимое в плазме вещество транспортируется в печень, где используется в реакциях глюконеогенеза.

Образовавшиеся после гидролиза ТАГ жирные кислоты могут использоваться на синтез ТАГ в клетках жировой ткани, а могут связываться с альбуминами и транспортироваться к другим органам и тканям. Образовавшийся комплекс жирных кислот и альбуминов переносится к различным органам (сердечной мышце, печени), где распадается. Высвободившиеся альбумины возвращаются в кровяное русло.

Многие исследователи [2-7] считают, что при повышенном содержании пальмитиновой кислоты в пище происходит нарушение метаболизма жиров в организме человека, что может привести к развитию атеросклероза и атероматоза. Попробуем установить влияние избытка пальмитиновой кислоты в пище на патогенез данных заболеваний.

Основной составляющей в ядре ЛПОНП являются эндогенные ТАГ.  Эндогенные ТАГ чаще содержат пальмитат, чем другие жирные кислоты. Функцией ЛПОНП является перенос этих эндогенных ТАГ из печени в жировую ткань. В просвете кровеносного капилляра жировой ткани есть липопротеиновая липаза, которая активируется инсулином. Под действием этой липазы в ядре ЛПОНП происходит расщепление ТАГ до трех жирных кислот и глицерина. Обычно жирные кислоты связываются с альбумином и по крови доставляются в жировую ткань для депонирования. Глицерин уходит в печень и почки.

После отщепления ТАГ из ЛПОНП образуются ЛПНП, основной составляющей гидрофобного ядра в которых является холестерин.

Функция ЛПНП – транспорт холестерина в виде эфиров холестерина из печени к органам и тканям, так как холестерин нужен для построения клеточной мембраны, для синтеза ряда гормонов и некоторых витаминов. Передача холестерина с участием ЛПНП происходит следующим образом: ЛПНП подходит к клетке, у которой есть рецептор, узнающий этот ЛПНП. ЛПНП связывается с рецептором и в виде такого комплекса поступает внутрь клетки, где комплекс распадается, рецептор возвращается обратно, а ЛПНП – в лизосому. Под действием лизосомальных ферментов происходит отщепление жирной кислоты от эфира холестерина и свободный холестерин поступает в клетку, где и начинает выполнять свои функции.

В случае повышенного содержания пальмитиновой кислоты в ТАГ, входящих в состав ЛПОНП, гидролиз последних снижен [2-3]. Это значит, что они остаются в просвете кровеносного капилляра достаточно долго и практически постоянно находятся в крови. Белок апо-В не активируется, а поэтому пальмитиновые ЛПНП не могут утилизироваться клетками, т.к. рецептор их не узнает. Уровень пальмитиновых ЛПНП в крови увеличивается. А так как основная функция ЛПНП – перенос холестерина к органам и тканям, то уровень холестерина в крови повышается, что, соответственно, приводит к снижению уровня холестерина в клетке. За счет этогонарушается целостность мембраны, и клетка гибнет. Из-за гибели клеток происходит механическое нарушение целостности стенок сосудов, что является одной из причин развития атеросклероза.

Помимо негативного влияния повышенного содержания пальмитиновой кислоты в рационе человека на развитие атеросклероза, авторами статей [4-7] установлено, что присутствие более 15–20 % насыщенных кислот, в частности пальмитиновой, от общего содержания всех поступающих в организм жирных кислот, способствует развитию атероматоза.

Атероматоз – это стадия развития атеросклеротической бляшки, характеризующаяся появлением в ее центре мелкозернистого детрита (атероматозной массы), так называемого «биологического мусора». Рассмотрим подробнее механизм данного процесса при участии пальмитиновой кислоты.

При повышенном содержании пальмитиновой кислоты в пище в организме образуется большое количество пальмитиновых ЛПОНП, что приводит к нарушению синтеза ЛПНП. Белков, связывающих жирные кислоты для переноса последних в клетку недостаточно, либо белки в составе ЛПНП не активированы. Таким образом, образуется большое количество безлигандных пальмитиновых, а также линолевых и линоленовых (которые также поступили с пищей) ЛПНП. Такие ЛПНП превращаются в крови в «биологический мусор», который организм не может усвоить и любыми способами пытается уничтожить.

Первыми активируются нейтрофилы – иммунные клетки крови, которые пытаются поглотить (уничтожить) безлигандные ЛПНП. Происходит денатурация (модификация) «неактивных» ЛПНП путем окисления нейтрофилами белка апо-В, в результате чего образуются модифицированные частицы ЛПНП (м-ЛПНП). Данная реакция носит название «респираторный взрыв» [8]. Однако, не справившись с задачей полного уничтожения «биологического мусора», данные иммунные клетки дают команду к действию системе комплемента.

Активные компоненты системы комплемента «распознают» помеченные нейтрофилами м-ЛПНП и способствуют формированию лиганда, с помощью которого «биомусор» попадает в интиму артерий [9].

В интиме артерий на м-ЛПНП начинают действовать оседлые макрофаги (вид фагоцитов). Макрофаги воспринимают м-ЛПНП как макромолекулы белка. В лизосомах макрофагов происходит протеолиз (распад) белка апоВ. Тем не менее, гидролизовать этерифицированные холестерином эссенциальные жирные кислоты (эфиры холестерина), которые в большом количестве содержатся в ЛПНП макрофаги не могут.

Негидролизованные эфиры холестерина сначала накапливаются в лизосомах макрофагов, позже они занимают всю цитоплазму и формируют пенистые клетки [10], запуская патофизиологический процесс, именуемый “болезнью накопления”. Нарушение целостности лизосом ведет к аутолизу, гибели макрофагов[11]. Когда количество образовавшихся мертвых макрофагов превышает предел вместимости интимы артерий, она раздувается и отслаивается. Образуется атеросклеротическая бляшка. Таким образом, следует констатировать, что именно избыточное содержание в пище пальмитиновой кислоты способствует развитию атероматоза.

Следует также отметить, что одновременно для клеток снижается биодоступность эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот (линолевой и линоленовой), которые являются структурными элементами клеточных мембран и обеспечивают нормальное развитие и адаптацию организма человека к неблагоприятным факторам окружающей среды. Эссенциальные кислоты в составе ЛПНП вместе с пальмитиновой кислотой также переходят в «биологический мусор».

Данные нарушения, чаще всего происходящие в организме при неправильном и несбалансированном питании, обостряются у людей, страдающих инсулинорезистентностью [4]. Таким людям следует избегать продуктов, содержащих пальмовое масло, внимательно изучая маркировку пищевых продуктов.