Полиненнасыщенные жирные кислоты

Введение

Актуальность Функциональные продукты питания - это  продукты питания,  натурального или искусственного происхождения, обладающие приятным вкусом и выраженным оздоровительным эффектом для человека, удобные в использовании, предназначенные для каждодневного систематического применения.

............................

...............................

Полиненасыщенные жирные кислоты являются необходимыми компонентами здорового питания человека. Из-за дефицита жирных кислот в нашей стране очень распространен рак, болезни сердца, суставов, воспалительные заболевания и многие другие дегенеративные нарушения [...].

Объектом исследования курсовой работы являются полиненасыщенные жирные кислоты.           

Предмет исследования  полиненасыщенные жирные кислоты как функциональные ингредиенты пищевых продуктов

Цель: исследовать  значения полиненасыщенных жирных кислот в функциональном питании

В соответствии с целью необходимо решить следующие  задачи

- Характеристика  жирных кислот

- Источники  полиненасыщенных жирных кислот

- Проблемы здоровья при отсутствии ПНЖК. Алиментарные заболевания.

Сокращения

АК - арахидоновой кислоты;

ГЛК – гамма-линоленовая кислота;

ДГК - докозагексаеновая кислоты;

ДГЛК – дигомо-гамма-линоленовая кислота;

МНЖК – мононенасыщенные жирные кислоты;

НЖК – ненасыщенные жирные кислоты;

ПНЖК – полиненасыщенные жирные кислоты;

ЭПК – эйкозапентаеновая

1 Характеристика жирных кислот

1.1 Функциональное питание 

 Одним из выдающихся достижений  конца ХХ века является разработка  принципиально новой концепции  "пробиотики и функциональное питание", затрагивающее многие фундаментальные и прикладные аспекты здоровья человека, медицины, нутриологии и биотехнологии.

Под понятием пробиотики и функциональное питание в настоящее время понимают такие препараты, как биологически активные добавки к пище и продукты питания, которые при включении в пищевой рацион обеспечивают организм человека не столько энергетическим и пластическим материалом, сколько контролируют и модулируют (оптимизируют) конкретные физиологические функции, биохимические и поведенческие реакции, способствуют поддержанию здоровья, снижают риск возникновения заболеваний и ускоряют процесс выздоровления.         В перечень основных категорий пробиотиков и продуктов функционального питания в настоящее время включены определенные представители нормальной кишечной микрофлоры человека, пищевые волокна, фруктоолигосахариды, сахароспирты, аминокислоты, пептиды, минералы, витамины, изопреноиды, ненасыщенные жирные кислоты, холины и др. Между компонентами существует, с одной стороны весьма сложная система  антагонистических взаимоотношений, а с другой - они кооперативно воздействуют на регуляторные процессы.       Недостаток или избыток соответствующих пищевых субстратов может служить сигналом для базовых, а затем иммунно-, нейроэндокринной систем регуляции гомеостаза организма человека . Меняя количественное содержание и соотношение поступающих с пробиотиками и продуктами функционального питания определенных пищевых субстратов, можно регулировать практически все жизненные процессы.       Судя по прогнозам ведущих специалистов мира в области питания и медицины, в ближайшие 15-20 лет доля пробиотиков и   продуктов функционального питания достигнет 30% всего продуктового рынка. При этом они на 35-50% вытеснят из сферы реализации многие традиционные лекарственные препараты.

В качестве первичного эшелона  выступает количество в организме  воды, абсолютное содержание и соотношение  растворенных в ней макро- и микроэлементов.       

 Разделение макро- и микроэлементов по анатомо-физиологическим свойствам

      Болезни, связанные с нарушением минерального состава, носят название микроэлементозы. Они возникают либо при недостаточном поступлении эссенциальных элементов и/или избыточном поступлении в организм токсических элементов.[Более подробно микро- и макроэлементы рассматриваются в нашей рубрике "Микроэлементы"]      

 Исходя из современных  концепций, пищевые субстраты,  обеспечивающие организм энергетическим  и пластическим материалом, могут  рассматриваться, как основные  компоненты пищи.

Перечень незаменимых  нутриентов, которые должны поступать в организм человека с пищей

     С учетом того, что в природе  не существует какого-либо единственного  главного продукта питания, способного  полностью удовлетворить все  потребности организма человека, при составлении пищевых рационов  следует соблюдать ряд принципов,  важнейшими из которых являются  следующие:

• калорийность пищевого рациона должна соответствовать энергетическим затратам организма. Следует правильно распределять калорийность рациона в течении дня;
• пища должна содержать оптимальное количество белков, жиров и углеводов в соотношении 1 :  1,2 : 4;
• пищевой рацион должен полностью обеспечивать организм необходимым количеством воды, витаминов, минеральных солей и содержать все незаменимые аминокислоты и ненасыщенные жирные кислоты. Желательно, чтобы не менее одной трети суточной потребности белков и жиров обеспечивались продуктами животного происхождения. Растительная пища имеет ряд позитивных характеристик, поскольку входящие в нее растительные жиры богаты полиненасыщенными жирными кислотами, в растениях синтезируется аскорбиновая кислота, содержатся витамины группы В, Е, биофлаваноиды, многие минеральные вещества, пищевые волокна, разнообразные простые и сложные углеводы. В то же время следует иметь ввиду, что растительная пища характеризуется низким содержанием белков и часто имеет неблагоприятный аминокислотный состав из-за отсутствия или низкого содержания ряда незаменимых аминокислот (лизина, треонина и др.). В растительной пище практически отсутствуют также такие витамины, как В12 и D;
• пища не должна содержать химические и биологические загрязнители в концентрациях, способных нанести вред организму человека. Наиболее распространенными загрязнителями являются: микотоксины; дезоксиниваленол,  зеараленон, патулин, стеригматоцистин, охратоксин А и ряд других, продуцируемых представителями более 350 видов микроскопических грибов, обнаруживаемых на пищевых продуктах; нитраты, широко применяемые в сельском хозяйстве; нитриты, используемые в пищевой промышленности; N-нитрозамины, образующиеся в процессе хранения; ароматические углеводороды, попадающие в продукты питания из загрязненной техногенными выбросами внешней среды; соли тяжелых металлов (медь, кадмий, ртуть, олово, свинец, сурьма, ванадий, хром, молибден, марганец, кобальт); различные пищевые добавки, не разрешенные к применению; патогенные микроорганизмы и их токсины.

      Соблюдение указанных выше  принципов адекватного питания  в последние годы становится  все более обоснованным, поскольку  накапливаются данные, что дефициты  белка, энергии и нарушение  поступления в материнский организм  на стадии беременности и лактации  других макро- и микронутриентов нередко является определяющим фактором состояния здоровья любого человека не только в детском возрасте или во взрослой жизни, но и для здоровья последующих поколений.    Следует заметить, что поступление в организм в результате употребления пищевых продуктов, воды, биологически активных добавок в концентрациях, превышающих физиологические потребности человека, может сопровождаться развитием нежелательных для здоровья побочных эффектов.

Возможные побочные эффекты избыточного  поступления в организм микроэлементов

Возможные побочные эффекты  избыточного поступления в организм витаминов, олигосахаридов и клетчатки

     В таблицах даны примеры  потенциальных негативных последствий  приема минералов и витаминов.  Это диктует необходимость при  употреблении продуктов функционального  питания, в особенности биологически  активных добавок с повышенным  содержанием определенных нутриентов, проведения обязательного контроля за состоянием соответствующих физиологических систем, на оптимизацию действия которых было направлено использование пищевых продуктов функционального назначения

1.2 Характеристика полиненасыщенных жирных кислот

Жиры  –   основной   источник   тепловой   энергии,   необходимой   для жизнедеятельности человеческого организма.     Так же,  как  белки  и  углеводы,они участвуют в построении тканей организма и являются  одним из  важнейших элементов питания.

    Жиры – органические соединения  сложного химического состава,  добываемые из молока или животных тканей животных  (жиры  животные)  или  из  масличных растений (жиры или масла растительные). Все жиры  состоят  из  глицерина  и разнообразных жирных кислот.

  Масла и животные жиры состоят из строительных блоков, называемых триглицеридами.           Жирные кислоты являются главными компонентами триглицеридов, а значит всех видов жиров. На них приходятся 95 из 100 граммов масла или животного жира.            Жирные кислоты делятся по их молекулярной структуре одной из характеристик жирных кислот является степень насыщения: выделяют насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты. Другая характеристика - число атомов углерода в молекулярной цепочке жирной кислоты.     
   Степень насыщения жирной кислоты определяется числом двойных связей между атомами углерода в ее молекуле. Если все связи в молекуле единичны, то жирная кислота классифицируется как насыщенная. Жирные кислоты с наличием одной или более двойных связей классифицируются как насыщенные. Мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК) содержат одну двойную связь; полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) содержат две или более двойных связей.          Из более чем 200 жирных кислот, присутствующих в природе, ¾ относятся к ненасыщенным кислотам. Роль ненасыщенных жирных кислот разнообразна.          Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) - это жирные кислоты, молекулы которых содержат более чем одну двойную связь, общая формула которых имеет вид:

СН3-(СН2)m (СН=СН-(СН2)x (СН2)n)-СООН.

В таблице 1 приведены названия и  обозначения ПНЖК.

Таблица 1 – название и обозначение  ПНЖК

Различают два класса ПНЖК омега-3 класс и омега-6 класс. В омега-3-кислотах первая двойная связь находится  у 3-го атома углерода метильного конца молекулы, в омега-6-кислотах - у 6-го атома углерода. Полиненасыщенные жирные кислоты омега-3 типа по сравнению с омега-6 более длинные и более ненасыщенные.

Полиненасыщенными жирными кислотами  семейства омега-3 являются:

α-линоленовая;

эйкозапентаеновая;

докозагексаеновая кислоты.

Полиненасыщенными жирными кислотами  семейства омега-6 являются:

линолевая;

γ-линоленовая;

дигомо- γ-линоленовая;

арахидоновая кислоты.

Они не синтезируются в организме  человека и являются незаменимыми (эссенциальными) факторами питания. Поэтому второе название жирных кислот - эссенциальные жирные кислоты. Их поступление в организм человека с обычным рационом питания в подавляющем большинстве случаев недостаточно.

2. Источники полиненасыщенных жирных  кислот

2.1 ПНЖК рыб

Изучение жирно-кислотного состава  жиров рыб показало, что в них  могут присутствовать до 100 различных  кислот и более. Многие из этих кислот содержатся в относительно низких концентрациях  и только, как правило, 8-10 кислот являются определяющими. Для жиров  рыб характерно присутствие жирных кислот с числом атомов углерода от С12 до С24, но доминирующими жирными  кислотами являются С14, С16, С18, С20 и  С22.

По степени ненасыщенности жиры рыб значительно варьируют. Основную группу насыщенных жирных кислот в  жирах рыб составляют кислоты  миристиновая (С14) и пальмитиновая (C16), мононенасыщенных кислот - пальмитолеиновая (C16:1), олеиновая (С18:1), эйкозеновая (С20:1) и эруковая (С22:1). Основными ПНЖК жиров рыб являются эйкозапентаеновая (20: 5ωЗ, ЭПК) и докоза-гексаеновая (22: 6ωЗ, ДГК) кислоты. Высокое содержание ω-3 жирных кислот установлено в жире морских и океанических видов рыб в таблице 3.

Таблица 3 – Содержание липидов  в морских и океанических рыбах (в %) и их жирнокислотный состав, % суммы жирных кислот

Количество основных насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот в  рыбных жирах примерно равно соответственно 18-23, 35-60 и 15-30%. Вместе взятые эти кислоты  составляют 80-85% всех присутствующих кислот.

Также одними из главных источников ПНЖК являются растительные масла. Растительные масла отличаются комбинацией жирных кислот, а именно ПНЖК (соотношение  ω-6- и ω-3-кислот), мононенасыщенных (МНЖК) и насыщенных (НЖК) кислот. При этом оптимальным с точки зрения биологической ценности является следующее соотношение этих кислот: ПНЖК - 10 %, НЖК - 30 %, МНЖК - 60 %, что обеспечивается при использовании в рационе 1/3 растительных 2/3 животных жиров. В таблице 4 представлен жирнокислотный состав различных растительных масел. Из рыб Атлантического океана наиболее высокое содержание ПНЖК (0,7-1,7 г/100 г) отмечено у сардины европейской, скумбрии, берикса (ЮВА), масляной рыбы, гипероглифа, шедофилуса пемарко, кабан-рыбы, окуня клюворылого, хека серебристого (рисунок 4).

Рисунок 4 - Содержание ПНЖК (18: 2, 18: 3, 20: 4, 20: 5, 22: 6) в мышечных тканях промысловых  рыб: 1 – сардина; 2 – скумбрия; 3 –  ставрида; 4 – хек серебристый; 5 –  хек капский, сенегальский; 6 - мерлуза аргентинская, ошибень, макруронус, путассу южная; 7-белокровные рыбы; 8 - клыкач; 9 - окунь клюворылый; 10-путассу северная; 11 - гипероглиф; 12 - шедофилус пемарко; 13 – берикс (СЗА); 14 - берикс (ЮВА); 15- кабан-рыба; 16 - макрурус тупорылый; 17-сабля-рыба черная

В качестве источников сырья для  получения концентратов биологически ценных кислот рекомендовано использовать мышечную ткань акул, кубохвоста, руветты, мелких мезо- и батипелагических рыб (рисунок 5). Источником ПНЖК также является печень глубоководных акул, шельфовых и акул поверхностных вод, содержание которых составляло соответственно до 35, 17 и 18 г/100 г печени.

Рисунок 5 - Содержание ПНЖК (18: 2,18: 3, 20: 4, 20: 5, 22: 6) в мышечной ткани мелких и малоиспользуемых рыб: 1,9- акула-картан; 2 - акула семижаберная; 3 - анчоус обыкновенный, капский; 4 - анчоус аргентинский физикулус; 5 - синагропс; 6 - ариомма атлантическая; 7 - желтоперка; 8 - серебрянка; 10- мавролик; 11 - анчоус светящийся; 12 - эпигонус атлантический; 13 - большеголов средиземноморский; 14 - кубохвост; 15 - руветта; 16 - большеголов атлантический; 17-лунник

Источником ω-З ПНЖК могут служить отходы от переработки ракообразных, моллюсков, рыб. Однако основным источником ω-3 ПНЖК в настоящее время являются жиры рыб. При этом их состав зависит от вида рыбы, сезона и района промысла. Установлено, что рыбы холодных вод содержат больше ЭПК, чем ДГК, в то время как в жирах рыб умеренных и южных морей, наоборот, относительно больше ДГК. Содержание ЭПК и ДГК в жирах разных рыб представлено на рисунке 6.

Рисунок 6 - Содержание эйкозапентаеновой (20: 5ωЗ) и докозапентаеновой (22: 6ωЗ) кислот в жирах разных рыб, % суммы жирных кислот: 1 - анчоус (Мексика); 2 - анчоус (Перу); 3 - треска атлантическая; 4 - треска тихоокеанская; 5-треска (Япония); 6- печень трески; 7- менхэден (США); 8- менхэден; 9- сардина (Япония); 10 - акула (США); 11 -тунец (Япония); 12-тунец (США); 13-тунец желтоперый; 14-тунецсинеперый; 15-тунец альбакор; 16- лосось (нерка) (Северная Америка); 17 - форель радужная; 18- кальмар (Япония)

Как следует из рисунка 6, жирнокислотный состав жиров рыб, имеющих одинаковое торговое наименование, может значительно различаться.

Установлено, что жир рыб, вылавливаемых  в северных водах, таких как сельдь и макрель, отличается тем, что часто  в одной молекуле триацилглицерида содержатся остатки насыщенной, мононенасыщенной и полиненасыщенной жирных кислот. Причем в жирах рыб северного полушария из полиненасыщенньгх кислот в основном накапливается ЭПК, а в жире рыб южного полушария ДГК.

В липидах основных объектов дальневосточного промысла - минтая, трески, лососевых, сельди и камбал - ПНЖК составляют 15-50% суммы  жирных кислот в зависимости от содержания липидов в тканях. Обычно в мышечной ткани рыб ДГК является главной  ПНЖК при соотношении ДГК: ЭПК  более 1. Содержание ПНЖК ω-3 в мышцах рыб колеблется в широких пределах. Так, уровень ПНЖК составляет у минтая и трески от 0,3, у нерки - до 3,0 г/100 г ткани. В мышечной ткани промысловых  беспозвоночных (ракообразные и моллюски) содержание липидов и ПНЖК ω-3 значительно  меньше, чем, чем у рыб. Например, у мидии содержание ПНЖК от 0,15, у  устрицы - до 1 г/100 г ткани. В отличие  от рыб в липидах беспозвоночных ЭПК является преобладающей полиненасыщенной кислотой, содержание которой у большинства  промысловых объектов выше, чем ДГК.

Во многих видах гидробионтов содержание ЭПК превышает содержание ДГК, а  в мясе тощих рыб ДГК больше, чем ЭПК.

Особо биологически ценной составляющей частью жиров гидробионтов является их уникальный жирнокислотный состав, а именно полиненасыщенные жирные кислоты, выполняющие в организме многообразные функции.

2.2 ПНЖК морских водорослей

Из таблицы 4 видно, что ПНЖК с 20 атомами углерода – ЭПК (20: 5ω3) и  АК (20: 4ω6) в разных видах водорослей различно.

Таблица 4 – Жирнокислотный (ПНЖК) состав некоторых морских водорослей

Большинство видов красных водорослей синтезируют ЭПК и АК кислоты, но преобладает ЭПК. Несколько видов  красных водорослей необычно богаты ЭПК. Так Palmaria stenogona содержит ЭПК 72,7, Corallina pilulifera -62,0%. Высок уровень АК в водорослях рода Gracilaria. Так, содержание АК в G. verrucosa составляет 56,7%. Бурые водоросли содержат меньше ЭПК и АК по сравнению с красными. Однако они имеют выше уровень жирных кислот, таких как линолевая, линоленовая. Хорошо известная водоросль Laminaria japonicus содержит ЭПК 14,0, арахидоновой - 12,6, октадекатетраеновой - 14,1, линолевой - 7,1, линоленовой - 5,4%.

Хотя морские водоросли не богаты липидами, но как источники эссенциальных жирных кислот могут быть добавкой к пище.

2.3 ПНЖК морских животных

Липиды голотурий (Holothurioidea) характеризуются присутствием С20-С24 жирных кислот, значительная часть которых относится к ПНЖК. Эйкозаеновая (20: 1ω6), арахидоновая (20: 4ω6) и эйкозапентаеновая (20: 5ωЗ) жирные кислоты обнаружены во многих морских животных. В липидах всех изученных видов есть также стеариновая и пальмитиновая кислоты. В голотуриях из умеренных вод Мирового океана содержание эйкозапентаеновой кислоты выше, чем арахидоновой, а в тропических видах - наоборот. Арахидоновая кислота в тропических голотуриях, кроме Euapta godeffroyi, является главным компонентом соответствующих фракций (таблица 5).

Таблица 5 – Основные жирные кислоты  липидов голотурий

* - Тропические виды.

Так как утилизация поступающей  пищи является одним из важных направлений  липидогенезау иглокожих, наблюдаются некоторые различия в жирнокислотном составе между сестонофагами и депозитофагами, а также между видами из тропических и умеренных вод, что обусловлено различиями в жирнокислотном составе фитопланктона. В частности, эти различия могут проявляться в концентрации разветвленных в цепи и содержащих нечетное число атомов углерода жирных кислот. Например, в липидах сестонофага Eupentacta fraudatrix найдено много разветвленной в углеводородной цепи 15: 0 кислоты.

Обычно в липидах тропические видов разветвленных кислот значительно меньше, чем у животных из умеренных вод. В составе липидов голотурий встречаются редкие жирные кислоты такие как цис-14-трикозеновая кислота (23: 1ω9) и так называемые «non-methylene interrupted» жирные кислоты, имеющие, как правило, сравнительно «далеко» разнесенные друг от друга двойные связи в цепи. Эти кислоты найдены во многих морских беспозвоночных, включая иглокожих, причем содержание 20: 2 ∆5,1, 20: 3 ∆5, 11, 14 и 20: 4 ∆5,11, 14, 17 кислот в липидах голотурий минимально.

2.4 ПНЖК растительных масел

Также одними из главных источников ПНЖК являются растительные масла. Растительные масла отличаются комбинацией жирных кислот, а именно ПНЖК (соотношение  ω-6- и ω-3-кислот), мононенасыщенных (МНЖК) и насыщенных (НЖК) кислот. В таблице 6 представлен жирнокислотный состав различных растительных масел.