الدهون غير قابلة للذوبان في الماء (كارهة للماء) وقابلة للذوبان بشدة في المذيبات العضوية.
من المؤشرات الفيزيائية المهمة للدهون هي نقطة ذوبانها وتجمدها. كلما زادت نسبة الأحماض غير المشبعة ذات الوزن الجزيئي المنخفض في الدهون، انخفضت درجة انصهارها. وجود مجموعات OH في جزيء الدهون يزيد من درجة انصهاره. تكون درجة حرارة تصلب الدهون أقل بعدة درجات من نقطة انصهارها، وهو أمر ذو أهمية فسيولوجية مهمة للغاية. على سبيل المثال، درجة انصهار دهن البقر هي 51 درجة مئوية، ودهن الضأن 55 درجة مئوية، ودهن الخنزير 48 درجة مئوية، وعند دخولها الجسم مع الطعام، تبقى هناك في حالة منصهرة، حيث أن درجة حرارة تصلبها أقل من 36 درجة مئوية، مما يساهم في تحسينها. الهضم. أهم مؤشر فيزيائي للدهون هو لزوجتها، والتي تزداد في الدهون مع تطور عمليات الأكسدة والبلمرة.
الخواص الكيميائية للدهون:
1. التحلل المائي للدهون يبدأ بإطلاق الجلسرين والأحماض الدهنية.
يُسمى تفاعل التحلل المائي بتفاعل التصبن ويستخدم صناعيًا لصنع الصابون. يعد التحلل المائي للدهون والدقيق والحبوب وما إلى ذلك أحد أسباب تدهور جودتها وتلفها في النهاية. يتميز معدل وعمق التحلل المائي للدهون بـ حمض- عدد المليجرامات من هيدروكسيد البوتاسيوم اللازمة لتحييد الأحماض الدهنية الحرة الموجودة في 1 جرام من الزيت أو الدهون. يتم توحيد الرقم الحمضي لعدد من المنتجات الغذائية التي تحتوي على الدهون حسب المعايير ويميز جودتها.
2.هدرجة الدهون - إضافة الهيدروجين. مهمة الهدرجة هي تغيير مستهدف في تركيبة الأحماض الدهنية للدهون الأصلية نتيجة إضافة الأكسجين جزئيًا أو كليًا إلى بقايا الأحماض الدهنية غير المشبعة. يتم إجراء التفاعل عند درجة حرارة 180-240 درجة مئوية في وجود محفزات النيكل أو النحاس والنيكل عند ضغط قريب من الغلاف الجوي.
3. أكسدة الدهون – تفاعل التفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء. تتأكسد الدهون، وخاصة تلك التي تحتوي على جذور الأحماض غير المشبعة، بواسطة الأكسجين الجوي. تعتمد آلية الأكسدة على نظرية باخ إنجلر وإن.ن.سيمينوف. ووفقاً لذلك، تلعب الجذور الحرة المتكونة في الدهون تحت تأثير الضوء دوراً هاماً في المراحل الأولية للتفاعلات المتسلسلة. في هذه الحالة، يمتص جزيء الدهون كمية من الضوء (hν) ويدخل في حالة مثارة. تكون الجذور الناتجة نشطة للغاية، وتشكل مرة أخرى جذور بيروكسيد، والتي، عند التفاعل، تشكل سلسلة هيدرو بيروكسيدات (منتجات الأكسدة الأولية) وجذور جديدة.
الهيدروبيروكسيدات الناتجة غير مستقرة، ونتيجة للتحولات المعقدة، يتم تشكيل منتجات الأكسدة الثانوية - مركبات أوكسي إيبوكسي، والكحولات، والألدهيدات، والكيتونات، والأحماض.
يعتمد اتجاه وعمق أكسدة الزيوت والدهون على تكوين الأحماض الدهنية: مع زيادة درجة عدم تشبع الأحماض الدهنية، يزداد معدل أكسدتها. الدهون الثلاثية، التي تحتوي على أحماض دهنية مشبعة، لا تتأكسد عمليا بواسطة الأكسجين الجوي في الظروف العادية. ويتأثر معدل الأكسدة أيضًا بوجود الرطوبة والمعادن ذات التكافؤ المتغير. مضادات الأكسدة (المثبطات) لها تأثير كبير على معدل الأكسدة - المواد التي يؤدي إضافتها إلى إنهاء سلاسل الأكسدة. ومن بين مضادات الأكسدة، تتمتع المواد ذات الطبيعة الفينولية بأهمية كبيرة. ومن بين مضادات الأكسدة الطبيعية، تتمتع التوكوبهيرولس بأهمية كبيرة.
تشمل المؤشرات الفيزيائية والكيميائية الرئيسية للدهون ما يلي:
– يتم التعبير عن رقم اليود، الذي يميز درجة عدم تشبع الدهون، بالجرام J 2 المضاف إلى 100 جرام من الدهون؛
– الرقم الحمضي – يحدد كمية الأحماض الدهنية الحرة في الدهون؛
– رقم التصبن – يميز المحتوى الإجمالي للأحماض الدهنية في الدهون، معبرًا عنه بجرام KOH، وهو ضروري لتحييد جميع الأحماض الدهنية المنطلقة أثناء التحلل المائي لـ 1 جرام من الدهون؛
- رقم الأسيتيل - يميز عدد مجموعات الهيدروكسيل الحرة في الدهون، معبرًا عنها بوحدة مليجرام KOH، اللازمة لتحييد حمض الأسيتيك المنطلق أثناء تصبن 1 جم من دهون الأسيتيل الأولية؛
– رقم البيروكسيد – يميز محتوى البيروكسيدات في الدهون، معبرًا عنه بجرام اليود المضاف إلى 100 جرام من المنتج؛
– يمكن أيضًا أن يميز معامل الانكسار واللزوجة درجة أكسدة الدهون، حيث تم إنشاء علاقة رياضية بين هذه المؤشرات.
3. التغيرات الفيزيائية والكيميائية في الدهون أثناء الطهي: الذوبان، الاستحلاب، التحلل المائي
أثناء التخزين، تتغير خصائص الدهون، خاصة إذا تم تخزينها بشكل غير صحيح. الدور الرئيسي هنا ينتمي إلى الأكسدة. تتعفن الدهون التي تحتوي على أحماض دهنية غير مشبعة بسهولة خاصة عند تعرضها للضوء والهواء معًا. لزيادة العمر الافتراضي للدهون يجب استيفاء الشروط التالية:
– يتم تخزين الدهون في أماكن مبردة لمدة لا تزيد عن الفترة المحددة؛
- يجب أن تحمي الحاوية بشكل موثوق وصولها إلى الضوء والهواء؛
– من غير المرغوب فيه تخزين الدهون في أوعية من الصفيح، لأن الحديد ينتقل منها إلى دهون، مما يسرع عملية الأكسدة.
– لا يمكنك خلط الزيوت من دفعات مختلفة وصب الزيت في حاويات غير مغسولة حيث تم تخزين الزيت بالفعل.
مع حرية الوصول إلى الهواء، تحدث أكسدة الدهون، والتي تتسارع مع زيادة درجة الحرارة. عند درجات حرارة 2-25 درجة مئوية تحدث الأكسدة الذاتية، عند درجات حرارة القلي (140-200 درجة مئوية) – الأكسدة الحرارية. عادةً ما تصاحب الأكسدة الذاتية الأكسدة الحرارية، وغالبًا ما تسبقها، لذا فإن هاتين العمليتين مترابطتان. تنقسم المنتجات التي يتم الحصول عليها عن طريق الأكسدة التلقائية والحرارية إلى ثلاث مجموعات:
– منتجات التدمير التأكسدي للأحماض الدهنية، مما يؤدي إلى تكوين مواد ذات سلسلة مختصرة؛
- منتجات الأيزومرة، وكذلك الدهون الثلاثية المؤكسدة، التي تحتوي على مجموعات وظيفية جديدة تحتوي على الأكسجين في الأجزاء الهيدروكربونية من الجزيء؛
– منتجات الأكسدة المحتوية على أحماض دهنية مبلمرة أو مكثفة.
بالإضافة إلى التحولات المؤكسدة، مع أي طريقة للمعالجة الحرارية، تحدث عمليات التحلل المائي عندما تتعرض الدهون للماء ودرجة الحرارة المرتفعة. وتعتمد غلبة عملية معينة على شدة التعرض لأكسجين الهواء والماء، وكذلك مدة التسخين ووجود المواد التي تسرع أو تبطئ هذه العمليات.
التغيرات في الدهون أثناء الطهي والسلق
يذوب الدهن ويدخل في المرق. تعتمد كمية الدهون التي تدخل المرق على محتواه وطبيعة الرواسب في المنتج. تفقد الأسماك النحيلة ما يصل إلى 50% من الدهون عند طهيها، وتفقد الأسماك متوسطة الدهون ما يصل إلى 14%؛ يتم استخراج ما يصل إلى 40٪ من اللحوم، ويتم استخراج 25-40٪ من الدهون الموجودة فيها من العظام.
يتم توزيع الجزء الأكبر من الدهن المستخرج على سطح المرق (90-95)، ويستحلب جزء صغير (3.5-10%)، أي أنه يتم توزيعه على كامل حجم المرق على شكل قطع صغيرة الكرات، وإعطاء تعكر المرق. تزيد شدة الغليان أثناء الطهي من كمية الدهون المستحلبة.
نتيجة للاستحلاب، يزداد سطح التلامس بين الدهون والماء، مما يعزز المزيد من التحلل المائي للدهون، كما يتضح من زيادة عدد الأحماض. يحدث التحلل المائي للدهون تحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة والماء على ثلاث مراحل: 1) ينفصل جزيء واحد من الأحماض الدهنية عن جزيء الدهون الثلاثية ليشكل ثنائي الجليسريد؛ 2) ثم يتم فصل جزيء الحمض الدهني الثاني من ثنائي الجليسريد لتكوين أحادي الجليسريد؛ 3) نتيجة لفصل جزيء الأحماض الدهنية الأخير من أحادي الجليسريد، يتكون الجلسرين الحر. وهكذا، عندما يتم تكسير جزيء ثلاثي الجليسريد بالكامل، يتم تكوين جزيء جلسرين وثلاثة جزيئات من الأحماض الدهنية الحرة.
يعمل ملح الطعام والأحماض العضوية على تسريع التحلل المائي للدهون. ومع ذلك، لا يحدث انهيار كامل للدهون أثناء الطهي. تراكم الأحماض الدهنية يعطي المرق طعمًا دهنيًا. نظرًا لوجود الدهن المستحلب في بيئة مائية وصعوبة اتصاله بالهواء، يمكننا أن نستنتج أنه أثناء الطهي تحدث عمليات التحلل المائي في الغالب بدلاً من العمليات المؤكسدة.
بناءً على ما سبق، يمكننا أن نستنتج أنه في عملية طبخ المرق، من أجل تقليل عمليات التحلل المائي، من الضروري منع الغليان السريع، وإزالة الدهون الزائدة من السطح، وملح المرق في نهاية الطهي.
محاضرة رقم 6.7
الموضوع: "التغيرات الفيزيائية والكيميائية في الدهون أثناء القلي:
الانحلال الحراري، وتشكيل الدخان. التغيرات الفيزيائية والكيميائية في الدهون أثناء القلي العميق"
يخطط
1. التغيرات الفيزيائية والكيميائية في الدهون أثناء القلي: الانحلال الحراري، وتكوين الدخان.
2. القلي العميق: التغيرات الكيميائية في الدهون، أنواع التفاعلات.
3. العوامل المؤثرة على معدل التغيرات الكيميائية في دهون القلي.
4. التغيرات في الخصائص الحسية للدهون أثناء القلي العميق.
5. طرق زيادة عمر خدمة قلي الدهن.
6. امتزاز وامتصاص الدهون أثناء القلي. تأثير القلي على القيمة الغذائية للدهون.
1. التغيرات الفيزيائية والكيميائية في الدهون أثناء القلي: الانحلال الحراري،
تشكيل الدخان
الأكثر شيوعًا هو القلي العميق (دفعة أو مستمرة) والقلي الأساسي.
مع طريقة القلي الرئيسية، تكون مدة التسخين من 3 إلى 10 دقائق، وهذا يعتمد على نوع المنتج وحجمه. في هذه الحالة، لا تحدث تغيرات أكسدة عميقة بسبب قصر مدة التسخين وغياب إعادة استخدام الدهون. ومع ذلك، إذا ارتفعت درجة حرارة الدهون أثناء القلي، فقد يحدث الانحلال الحراري - التحلل الحراري للدخان مع إطلاق الدخان. تسمى درجة الحرارة التي يبدأ عندها الدخان في الانبعاث بنقطة الدخان وهي مؤشر على مقاومة الدهون للحرارة. تختلف نقطة الدخان (أو النقطة) باختلاف أنواع الدهون (درجة مئوية): دهن الخنزير - 221، زيت بذرة القطن - 223، شحم الخنزير الصالح للأكل - 230. تتأثر نقطة دخان الدهون بالعوامل التالية: محتوى الدهون الحرة الأحماض (تقلل من نقطة الدخان) ، نسبة السطح الساخن للدهون إلى حجمها (على سبيل المثال ، عند تسخين نفس الكمية من الدهون في مقالي بقطر 18 و 20 سم ، تبين أن درجة حرارة تكوين الدخان تكون 185 و169 درجة مئوية، على التوالي)، مادة أواني الطهي.
في شركات الأغذية الكبيرة التي تقوم بقلي رقائق البطاطس والمقرمشات ومنتجات الأسماك شبه المصنعة وما إلى ذلك، فإنها تستخدم أجهزة القلي العميق المستمر (نسبة الدهون إلى المنتج 20: 1)، مما يجعل من الممكن تسريع عملية القلي، الحفاظ على درجات حرارة أقل للقلي العميق، وبالتالي تقليل سرعة الأكسدة الحرارية. أثناء القلي المستمر، تتم إزالة الدهون باستمرار من حمام القلي مع المنتج النهائي، ويتم تجديد كميتها تلقائيًا عن طريق إضافة الدهون الطازجة. لذلك، أثناء القلي العميق المستمر، تخضع الدهون لتغيرات أكسدة طفيفة.
مع القلي العميق الدوري، تحدث تغييرات أعمق، حيث يمكن تسخين الدهون لفترة طويلة بدون منتج وتستخدم بشكل دوري لقلي المنتجات المختلفة بمعدل دوران منخفض.
يتم تحديد معدل دوران الدهون من خلال الصيغة
حيث P هي كمية الدهون التي يمتصها المنتج المقلي ويمتصها خلال 24 ساعة، كجم؛
م - متوسط كتلة الدهن في جهاز القلي بالكيلو جرام.
بالإضافة إلى ذلك، مع القلي العميق الدوري، يمكن تبريد الدهون، ثم تسخينها مرة أخرى، ومع هذا التسخين الدوري، يكون احتمال أكسدة الدهون هو الحد الأقصى.
عند القلي العميق، من المهم جدًا الحفاظ على نسبة الدهن والمنتج، وإلا فعند تحميل المنتج ستنخفض درجة حرارة الدهن بشكل ملحوظ، وستتباطأ عملية القلي، الأمر الذي سيؤدي بدوره إلى القلي المفرط و تدهور في مظهر المنتج النهائي. تعتبر درجة الحرارة الأولية للدهون مهمة؛ إذا تم تسخينها أكثر من اللازم، فسوف تتشكل قشرة بنية ذهبية بشكل أسرع مما يتوفر للمنتج من وقت ليصبح جاهزًا في الداخل. درجات الحرارة المثلى ومدة القلي لبعض المنتجات شبه المصنعة:
– دجاج كييف – 160-170 درجة مئوية، 3-4 دقائق؛
- سمك في العجين - 60-170 درجة مئوية، 2-3 دقائق؛
– مكعبات البطاطس – 175-180 درجة مئوية، 5-6 دقائق؛
– شرائح البطاطس – 175-180 درجة مئوية، 3-4 دقائق؛
– الفطائر، الكعك، فطائر اللحم – 180-190 درجة مئوية، 4-6 دقائق؛
في هذه الحالة، يمكن أن تكون درجة الحرارة الأولية للقلي العميق 160-190 درجة مئوية. يُستخدم القلي العميق عند درجة حرارة منخفضة لقلي الأطعمة التي تحتوي على نسبة رطوبة عالية (القرنبيط، شرحات الدجاج المحشوة، إلخ).
2. القلي العميق: التغيرات الكيميائية في الدهون، أنواع التفاعلات
التغيرات الكيميائية في الدهون أثناء القلي العميق
1. الأكسدة الحرارية. أثناء القلي العميق، تحدث الأكسدة الحرارية للدهون: تكوين سريع وانهيار البيروكسيدات، كما يتضح من التغيير المفاجئ في عدد البيروكسيد في الدهون. تتحلل البيروكسيدات الحلقية لتشكل مركبتين من سلسلة قصيرة (ألدهيد وحمض ألدوهيدروكسي)، والتي عند مزيد من الأكسدة تشكل أحماض أحادية وثنائية القاعدة:
يمكن أيضًا تحويل البيروكسيدات الحلقية إلى منتجات أكسدة ثانوية أخرى أكثر ثباتًا مع تكوين أحماض ثنائي الهيدروكسي ومركبات ثنائي الكربونيل.
2. التحلل المائي للدهون.الماء الذي يدخل الدهون من المنتج المقلي يعزز التحلل المائي، ويحدث تراكم الأحماض الدهنية الحرة ويزداد العدد الحمضي للدهون بسبب التحلل المائي وبسبب تكوين أحماض ذات وزن جزيئي منخفض أثناء تحلل البيروكسيدات.
3. خفض درجة حرارة الدخانزيادة انبعاث الدخان مع زيادة وقت التسخين. بالإضافة إلى ذلك، نتيجة لظهور أحماض الهيدروكسي وأحادية وثنائية الجليسريد، يزداد عدد الأسيتيل.
4. تفاعل البلمرة والتكثيف . تكون مواد ومركبات ثنائي الكربونيل الناتجة ذات الروابط المزدوجة المترافقة قادرة على تفاعلات البلمرة والتكثيف المتعدد، كما يتضح من زيادة لزوجة دهون القلي. وفي هذه الحالة يمكن أن يتم الارتباط بين المونومرات إما من خلال رابطة مباشرة بين ذرات الكربون، أو من خلال جسر الأكسجين، ويمكن أن يتواجد كلا النوعين من الروابط في جزيء واحد.
أنواع التفاعلات التي تحدث أثناء القلي العميق
رد فعل الأكسدةيحدث عندما يتم تخزين الدهون بين الدورات، ويكون معدل التفاعل بطيئًا، ويتم تشكيل ثاني أكسيد الكربون، وأول أكسيد الكربون، وH2O، وأحماض الألدهيد، والكحولات والألدهيدات، والكيتونات، ومكونات أخرى. تحدث الأكسدة التلقائية عندما يتم تسخين الدهون في وضع الخمول بين دورات القلي وأثناء عملية القلي نفسها، وفي هذه الحالة، يكون معدل التفاعل سريعًا جدًا.
رد فعل الانحلال الحراري، الأيزومرة، البلمرة يحدث أثناء التسخين الخامل وأثناء القلي المباشر.
رد فعل التحلل المائي ويحدث بسرعة عالية إلى حد ما أثناء القلي المباشر للمنتجات.
المكونات الرئيسية لجميع الخلايا الحية هي البروتينات والدهون، وتضمن وظائف وخصائص هذه المركبات النشاط الحيوي للكائنات الحية التي تعيش على كوكبنا.
الدهون هي استرات طبيعية كاملة من الجلسرين والأحماض الدهنية ذات قاعدة واحدة. إنهم ينتمون إلى مجموعة الدهون. تؤدي هذه المركبات عددًا من الوظائف المهمة للجسم وهي عنصر لا غنى عنه في النظام الغذائي للإنسان.
تصنيف
تنقسم الدهون، التي يسمح تركيبها وخصائصها باستخدامها كغذاء، بطبيعتها إلى حيوانية ونباتية. هذا الأخير يسمى الزيوت. بسبب محتواها العالي من الأحماض الدهنية غير المشبعة، فهي في حالة ركام سائلة. الاستثناء هو زيت النخيل.
بناءً على وجود أحماض معينة، تنقسم الدهون إلى مشبعة (دهني، بالميتيك) وغير مشبعة (أوليك، أراكيدونيك، لينولينيك، بالميتوليك، لينوليك).
بناء
هيكل الدهون عبارة عن مركب من الدهون الثلاثية والمواد الدهنية. والأخيرة هي مركبات الفوسفوليبيد والستيرول. الدهون الثلاثية عبارة عن مركب أثيري من الجلسرين والأحماض الدهنية، ويحدد هيكلها وخصائصها خصائص الدهون.
تظهر بنية جزيء الدهون بشكل عام بالصيغة:
CHˉO-CO-R''
CH2-OˉCO-R ''،
حيث R هو جذري الأحماض الدهنية.
يحتوي تكوين وبنية الدهون في بنيتها على ثلاثة جذور غير متفرعة مع عدد زوجي من ذرات الكربون. غالبًا ما يتم تمثيلها بالدهني والبالمتيك وغير المشبعة - اللينوليك والأوليك واللينولينيك.
ملكيات
الدهون، التي يتم تحديد تركيبها وخصائصها من خلال وجود الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة، لها خصائص فيزيائية وكيميائية. وهي لا تتفاعل مع الماء، ولكنها تتحلل بالكامل في المذيبات العضوية. يتم تصبنها (تحللها) إذا تمت معالجتها بالبخار أو الأحماض المعدنية أو القلويات. خلال هذا التفاعل تتشكل الأحماض الدهنية أو أملاحها والجلسرين. أنها تشكل مستحلب بعد رجها بقوة مع الماء، ومثال على ذلك الحليب.
تبلغ قيمة الطاقة للدهون حوالي 9.1 كيلو كالوري/جم أو 38 كيلوجول/جم. وإذا ترجمنا هذه القيم إلى مؤشرات فيزيائية، فإن الطاقة المنطلقة عن طريق استهلاك 1 جرام من الدهون ستكون كافية لرفع حمولة وزنها 3900 كجم بمقدار 1 متر.
الدهون، التي يحدد هيكل جزيئاتها خصائصها الأساسية، لديها كثافة طاقة عالية بالمقارنة مع الكربوهيدرات أو البروتينات. الأكسدة الكاملة لـ 1 جرام من الدهون مع إطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون يصاحبها إنتاج طاقة ضعف احتراق السكريات. لتكسير الدهون، هناك حاجة إلى كمية معينة من الكربوهيدرات والأكسجين.
في جسم الإنسان والثدييات الأخرى، تعتبر الدهون واحدة من أهم مصادر الطاقة. ولكي يتم امتصاصها في الأمعاء، يجب استحلابها بالأملاح الصفراوية.
المهام
تلعب الدهون دوراً مهماً في جسم الثدييات، وبنية ووظائف هذه المركبات في الأعضاء والأنظمة لها معاني مختلفة:
بالإضافة إلى هذه الوظائف الثلاث الرئيسية، تؤدي الدهون عدة وظائف محددة. تدعم هذه المركبات النشاط الحيوي للخلايا، فمثلاً تضمن مرونة الجلد ومظهره الصحي، وتحسن وظائف المخ. تحتفظ تكوينات غشاء الخلية والعضيات تحت الخلوية ببنيتها وعملها بفضل مشاركة الدهون. لا يمكن امتصاص الفيتامينات A وD وE وK إلا في وجودها. ويعتمد النمو والتطور والوظيفة الإنجابية أيضًا إلى حد كبير على توافر الدهون.
حاجة الجسم
ما يقرب من ثلث استهلاك الطاقة في الجسم يتكون من الدهون، والتي يسمح تركيبها بحل هذه المهمة من خلال اتباع نظام غذائي منظم بشكل صحيح. حساب الاحتياجات اليومية يأخذ في الاعتبار نوع النشاط وعمر الشخص. لذلك، فإن معظم الدهون مطلوبة من قبل الشباب الذين يقودون أسلوب حياة نشط، على سبيل المثال، الرياضيين أو الرجال الذين يشاركون في العمل البدني الثقيل. إذا كان لديك نمط حياة خامل أو تميل إلى زيادة الوزن، فيجب تقليل عددها لتجنب السمنة والمشاكل المرتبطة بها.
من المهم أيضًا مراعاة بنية الدهون. تعتبر نسبة الأحماض غير المشبعة والمشبعة ضرورية. هذا الأخير، عند تناوله بشكل مفرط، يعطل عملية التمثيل الغذائي للدهون وعمل الجهاز الهضمي، ويزيد من احتمال تصلب الشرايين. الأحماض غير المشبعة لها تأثير معاكس: فهي تستعيد التمثيل الغذائي الطبيعي وتزيل الكوليسترول. لكن تعاطيها يؤدي إلى عسر الهضم، وظهور الحجارة في المرارة والجهاز الإخراجي.
مصادر
تقريبا جميع الأطعمة تحتوي على الدهون، ولكن هيكلها يمكن أن يكون مختلفا. الاستثناءات هي الخضار والفواكه والمشروبات الكحولية والعسل وغيرها. وتنقسم المنتجات إلى:
من المهم أيضًا الدهون التي تحدد وجود حمض معين. وفقا لهذه الميزة، يمكن أن تكون مشبعة وغير مشبعة ومتعددة غير مشبعة. تم العثور على الأول في منتجات اللحوم، وشحم الخنزير، والشوكولاته، والسمن، وزيت النخيل، وزيت جوز الهند والزبدة. توجد الأحماض غير المشبعة في لحوم الدواجن والزيتون والكاجو والفول السوداني وزيت الزيتون. متعدد غير مشبع - في الجوز واللوز وجوز البقان والبذور والأسماك، وكذلك في عباد الشمس وبذور الكتان والكانولا والذرة وزيت بذرة القطن وفول الصويا.
إعداد النظام الغذائي
تتطلب السمات الهيكلية للدهون عددًا من القواعد التي يجب اتباعها عند تجميع النظام الغذائي. ويوصي خبراء التغذية بالالتزام بالنسبة التالية:
- أحادية غير مشبعة - ما يصل إلى نصف إجمالي الدهون؛
- غير المشبعة - ربع؛
- مشبعة - ربع.
في هذه الحالة، يجب أن تشكل الدهون النباتية حوالي 40٪ من النظام الغذائي، والدهون الحيوانية - 60-70٪. يحتاج كبار السن إلى زيادة عدد الأولين إلى 60٪.
يجب الحد من الدهون المتحولة قدر الإمكان أو إزالتها تمامًا من النظام الغذائي. وتستخدم على نطاق واسع في إنتاج الصلصات والمايونيز والحلويات. الدهون التي تتعرض للتسخين والأكسدة الشديدة ضارة. يمكن العثور عليها في البطاطس المقلية، ورقائق البطاطس، والكعك، والفطائر، وما إلى ذلك. ومن بين هذه القائمة بأكملها، فإن أخطر المنتجات هي المنتجات التي تم طهيها بالزيت الفاسد أو الزيت متعدد الاستخدامات.
صفات مفيدة
الدهون، التي يوفر تركيبها حوالي نصف إجمالي طاقة الجسم، لها العديد من الصفات المفيدة:
- يعزز الكوليسترول عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات بشكل أفضل ويضمن تخليق المركبات الحيوية - يتم إنتاج هرمونات الستيرويد الكظرية تحت تأثيره.
- يتم إنتاج حوالي 30% من إجمالي حرارة جسم الإنسان عن طريق الأنسجة الموجودة في الرقبة وأعلى الظهر.
- دهون الغرير والكلاب مقاومة للحرارة وتعالج أمراض الجهاز التنفسي بما في ذلك مرض السل في الرئتين.
- مركبات الفوسفوليبيد والجلوكوليبيد هي جزء من جميع الأنسجة، ويتم تصنيعها في الجهاز الهضمي وتقاوم تكوين لويحات الكوليسترول، وتدعم عمل الكبد.
- بفضل الفوسفاتيدات والستيرول، يتم الحفاظ على التركيب المستمر للأساس السيتوبلازمي لخلايا الجهاز العصبي ويتم تصنيع فيتامين د.
وبالتالي، تعتبر الدهون عنصرا أساسيا في النظام الغذائي للإنسان.
الزائدة والنقص
الدهون، وبنية ووظيفة هذه المركبات تكون مفيدة فقط عند استهلاكها باعتدال. يساهم فائضها في تطور السمنة - وهي مشكلة تنطبق على جميع البلدان المتقدمة. ويؤدي هذا المرض إلى زيادة الوزن وانخفاض القدرة على الحركة وضعف الصحة. يزداد خطر الإصابة بتصلب الشرايين ونقص تروية القلب وارتفاع ضغط الدم. تؤدي السمنة وعواقبها إلى الوفاة أكثر من الأمراض الأخرى.
يساهم نقص الدهون في النظام الغذائي في تدهور حالة الجلد، ويبطئ نمو وتطور جسم الطفل، ويعطل عمل الجهاز التناسلي، ويتداخل مع التمثيل الغذائي الطبيعي للكوليسترول، ويثير تصلب الشرايين، ويضعف عمل الجهاز التناسلي. الدماغ والجهاز العصبي ككل.
إن التخطيط السليم للنظام الغذائي، مع مراعاة احتياجات الجسم من الدهون، سيساعد على تجنب العديد من الأمراض وتحسين نوعية الحياة. إن استهلاكها المعتدل، دون إفراط أو نقص، هو أمر ضروري.
التركيب الكيميائي والقيمة الغذائية للدهون.
تصنيف الدهون الغذائية.
الخصائص الفيزيائية ومؤشرات الدهون.
الخواص الكيميائية ومؤشرات الدهون.
التحليل الكمي للدهون.
سؤال واحد. التركيب الكيميائي والقيمة الغذائية للدهون
في معظم الحالات في الحياة اليومية، يشير مصطلح "الدهون" إلى مجموعة من المنتجات الغذائية: الزيوت النباتية، والدهون الحيوانية المصنعة، والسمن، والحلويات، والطهي، ودهون الخبز، والزبدة.
الدهون الطبيعية:الحيوانات (معظمها صلبة في درجة حرارة الغرفة) و الخضروات - الزيوت عادة ما تكون سائلة في درجة حرارة الغرفة.
من وجهة نظر الكيمياء العضوية، الدهون هي استرات الجلسرين والأحماض الدهنية - الجلسريدات، أو بشكل أكثر دقة - الدهون الثلاثية (ثلاثي الجلسرين).(R 1 و R 2 و R 3 عبارة عن بقايا هيدروكربونية للأحماض الكربوكسيلية الأعلى):
الدهون(من اليونانيةليبوس- الدهون) هي مجموعة من المواد التي تختلف في التركيب الكيميائي والبنية، والخواص المشتركة لها هي الكارهة للماء (عدم الذوبان في الماء) والقدرة على الذوبان في المذيبات العضوية منخفضة القطبية.
حسب تصنيف البروفيسور. بي إن تيوتيونيكوفا الدهون تنقسم الى بسيط(الجلسريدات، السيرينات - أساس الشموع، السيرولات، الهيدروكربونات الدهنية)، معقد(الفوسفاتيدات، جليكوسيدليبيدز، البروتينات الدهنية) و دوري(الستيرولات واستراتها ذات الأحماض الدهنية ذات الوزن الجزيئي العالي).
وفيما يلي اثنين من تصنيفات الدهون المستخدمة (الشكل 1).
أرز. 1. مخططات وتصنيفات الدهون حسب التركيب الكيميائي والقطبية
في المجموع، تم العثور على أكثر من أربعمائة من الأحماض الكربوكسيلية ذات الهياكل المختلفة في الدهون. تحتوي الأحماض الأكثر شيوعًا في الدهون على من 12 إلى 18 ذرة كربون. تشتمل تركيبة الدهون الغذائية على أحماض دهنية تحتوي على عدد زوجي من ذرات الكربون في السلسلة الهيدروكربونية، من 4 إلى 26 (الجدول 1). وتنقسم الأحماض الدهنية نفسها إلى: ثري(النهائي) و غير مشبعة(غير مشبعة) تحتوي على روابط مزدوجة.
الجدول 1. الأحماض الكربوكسيلية الرئيسية الموجودة في الدهون والزيوت الطبيعية
تعتمد خصائص الأحماض الدهنية غير المشبعة على درجة عدم التشبع، أي عدد الروابط المزدوجة في الجزيء. أحادية غير مشبعة(على سبيل المثال، الأوليك) لها رابطة مزدوجة واحدة، المشبعة المتعددة- من اثنين إلى ستة روابط مزدوجة (اللينوليك، اللينولينيك، الأراكيدونيك، الخ). تشكل الأحماض الدهنية غير المشبعة ما يصل إلى 80-90٪ من الدهون السائلة (الزيوت) والدهون المائية (الكائنات الحية التي تعيش في الماء). ذات أهمية قصوى لجسم الإنسان PUFA: اللينوليك (2 روابط مزدوجة)، لينولينيك (3 روابط مزدوجة) و الأراكيدونيك (4 روابط مزدوجة). اللينوليك واللينولينيك الأحماض - "ضرورية" (لا يمكن الاستغناء عنها). ل يعتبر مجمع الأحماض الدهنية الأساسية المتعددة غير المشبعة معقدًاFوالتي تعادل أهميتها البيولوجية الفيتامينات.
يتم تصنيف PUFAs إلى عائلات مختلفة بناءً على موضع الرابطة الأولى من نهاية الميثيل. إذا = الاتصال في المركز السادس – ω 6 (اللينوليك، γ-لينولينيك، الأراكيدونيك)، في الثالث- ω 3 (ألفا لينولينيك، إيكوسابنتاينويك، دوكوساهيكسينويك). ω 3 أحماض دهنية توجد في دهون الأسماك. النسبة الموصى بها ω 6: ω 3 = 10:1، للتغذية العلاجية من 3:1 إلى 5:1.
تعد الفعالية البيولوجية للدهون مؤشرًا على جودة دهون PP، مما يعكس محتوى PUFAs الأساسية (الأساسية) والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون فيها.
وتنقسم جميع الدهون الغذائية، اعتمادا على محتوى الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة، إلى ثلاث مجموعات:
1. زيت السمك والزيوت النباتية (حتى 60-70%)؛
2. دهون لحم الخنزير والدواجن (حتى 50٪)؛
3. دهون لحم الضأن ولحم البقر (لا تزيد عن 5-6%).
محتوى الدهون الطبيعي في جسم الإنسان هو 10-20٪، مع علم الأمراض يرتفع إلى 50٪.
وظائف الدهون في جسم الإنسان:
1. مصدر للطاقة - أكسدة الدهون 1 جرام من الدهون في الجسم تعطي 38.9 كيلو جول (9 كيلو كالوري)، بينما أكسدة 1 جرام من البروتين أو الكربوهيدرات - 17.2 كيلو جول فقط (4 كيلو كالوري)؛
2. أداء وظيفة هيكلية بلاستيكية - فهي جزء من الأغشية والتكوينات داخل الخلايا.
3. المساهمة في التمثيل الغذائي الطبيعي كحامل للفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون A وD وK وE؛
4. أداء وظيفة وقائية - إنشاء أغطية عازلة للحرارة وطاردة للماء في الجسم؛ كونها في الأنسجة الضامة في الجسم، فإنها تحميها من الأضرار الميكانيكية؛
5. تعتبر مُزلقة للبشرة؛
6. بمثابة منظمات لنشاط الحياة - فهي تؤثر على نفاذية الخلايا، ونشاط العديد من الإنزيمات، وتشارك في إنشاء الاتصالات بين الخلايا، وتقلص العضلات، والعمليات الكيميائية المناعية.
تأتي الدهون في جسم الإنسان على شكلين: الهيكلي (البروتوبلازمية) و إضافي (في مستودعات الدهون).
عنصر مهم من الدهون هو الدهون الفوسفاتية,التي تلعب دورًا نشطًا في عملية التمثيل الغذائي - وهي جزء من الطبقة الحدودية للخلايا وهي أحد منظمات نفاذية جدرانها (المجموعات: الجلسرين الفوسفوليبيدات والفوسفوليبيد ديول والشحميات السفينجولية). الجليسروفوسفوليبيدات:
فوسفاتيديل كولينيشكل حوالي 50٪ من دهون غشاء الخلية وهو جزء من البروتينات الدهنية في الدم. وهو أحد أهم العناصر الغذائية للحفاظ على الكبد النشط وهو لبنة بناء عالمية لأغشية الخلايا.
تشارك الفوسفوليبيدات في تكوين الأغشية الخلوية وداخل الخلايا، وتحدد درجة نفاذيتها، وتشارك في عملية تخثر الدم، وتعزز استخدام البروتين والدهون في الأنسجة، وتمنع التسلل الدهني إلى الكبد. أكثر الدهون الفوسفاتية شيوعًا هي الليسيثين (نسبة الفوسفور إلى النيتروجين 1: 1). نظرًا لمحتوى الفوسفور والكولين، يعتبر الليسيثين مضادًا بيولوجيًا للكوليسترول، بالإضافة إلى أنه يحفز نمو الكائن الحي، وله تأثير مفيد على نشاط الجهاز العصبي والكبد، ويعزز تكوين الدم، ويزيد من مقاومة الجسم. للمواد السامة، ويحسن امتصاص الدهون، ويمنع تطور تصلب الشرايين.
الدهون هي ناقلات الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهونإعلان، إي، ك.
وفقًا لبيانات معهد التغذية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم الطبية، فإن الاحتياجات اليومية للشخص البالغ من الدهون هي 95-100 جرام، بما في ذلك الزبدة - 20، والزيت النباتي - 25، والدهون الحيوانية - 20، والسمن النباتي - 30 جرامًا. .
النسبة المثلى المتعددة غير المشبعة، الأحادية غير المشبعة والمشبعةالأحماض الدهنية: 10:60:30 .
تحت المصطلح العام الدهون (الدهون)، يتم دمج جميع المواد الشبيهة بالدهون في العلم. الدهون هي مركبات عضوية لها هياكل داخلية مختلفة ولكن لها خصائص مماثلة. هذه المواد غير قابلة للذوبان في الماء. لكنها في الوقت نفسه تذوب جيدًا في المواد الأخرى - الكلوروفورم والبنزين. الدهون منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة الحية.
أبحاث الدهون
هيكل الدهون يجعلها مادة لا غنى عنها لأي كائن حي. إن الافتراض بأن هذه المواد تحتوي على حمض مخفي واحد يعود إلى القرن السابع عشر من قبل العالم الفرنسي كلود جوزيف جوروا. واكتشف أن عملية تحلل الصابون بالحمض يصاحبها إطلاق كتلة دهنية. وأكد العالم أن هذه الكتلة ليست هي الدهن الأصلي، فهي تختلف عنه في بعض الخصائص.
حقيقة أن بنية الدهون تحتوي أيضًا على الجلسرين تم اكتشافها لأول مرة بواسطة العالم السويدي كارل شيل. تم تحديد التركيب الكامل للدهون من قبل العالم الفرنسي ميشيل شيفريل.
تصنيف
من الصعب جدًا تصنيف الدهون بناءً على تركيبتها وبنيتها، حيث تضم هذه الفئة عددًا كبيرًا من المواد التي تختلف في بنيتها. إنهم متحدون بخاصية واحدة فقط - الكارهة للماء. فيما يتعلق بعملية التحلل المائي، يقسم علماء الأحياء الدهون إلى فئتين - متصبن وغير قابل للتصبن.
الفئة الأولى تشمل عدداً كبيراً من الدهون الستيرويدية، والتي تشمل الكولسترول، بالإضافة إلى مشتقاته: الفيتامينات الستيرويدية، والهرمونات، والأحماض الصفراوية. تشتمل فئة الدهون المتصبنة على دهون تسمى البسيطة والمعقدة. تلك البسيطة هي تلك التي تتكون من الكحول وكذلك الأحماض الدهنية. تضم هذه المجموعة أنواعًا مختلفة من الشمع واسترات الكوليسترول ومواد أخرى. تحتوي الدهون المعقدة، بالإضافة إلى الكحول والأحماض الدهنية، على مواد أخرى. تشمل هذه الفئة الدهون الفوسفورية، والشحميات السفينجولية وغيرها.
هناك تصنيف آخر. ووفقا لها، فإن المجموعة الأولى من الدهون تشمل الدهون المحايدة، والثانية - مواد شبيهة بالدهون (الدهون). تشمل الدهون المحايدة الدهون المعقدة التي تحتوي على كحول ثلاثي الهيدريك، مثل الجلسرين، أو عدد من الأحماض الدهنية الأخرى ذات البنية المماثلة.
التنوع في الطبيعة
تشمل الدهون الدهنية تلك المواد الموجودة في الكائنات الحية، بغض النظر عن بنيتها الداخلية. يمكن للمواد الشبيهة بالدهون أن تذوب في الأثير والكلوروفورم والبنزين والكحول الساخن. في المجموع، يوجد أكثر من 200 نوع من الأحماض الدهنية المختلفة في الطبيعة. ومع ذلك، لا يوجد أكثر من 20 نوعا منتشرة على نطاق واسع. تم العثور عليها في كل من الكائنات الحيوانية والنباتية. الدهون هي إحدى المجموعات الرئيسية للمواد. لديهم قيمة طاقة عالية جدًا - يتم إطلاق 37.7 كيلوجول من الطاقة من جرام واحد من الدهون.
المهام
في نواحٍ عديدة، تعتمد الوظائف التي تؤديها الدهون على نوعها:
- احتياطي الطاقة. تعتبر المواد الدهنية تحت الجلد المصدر الرئيسي لتغذية الكائنات الحية أثناء الصيام. كما أنها تمثل مصدرًا لتغذية العضلات المخططة والكبد والكلى.
- الهيكلي. الدهون جزء من الأغشية بين الخلايا. مكوناتها الرئيسية هي الكولسترول والجليكوليبيدات.
- الإشارة. تؤدي الدهون وظائف مستقبلية مختلفة وتشارك في التفاعلات بين الخلايا.
- محمي. تعتبر الدهون الموجودة تحت الجلد أيضًا مادة عازلة للحرارة جيدة للكائنات الحية. كما أنه يوفر الحماية للأعضاء الداخلية.
هيكل الدهون
يتكون جزيء واحد من أي دهون من بقايا الكحول - الجلسرين، بالإضافة إلى ثلاثة بقايا من الأحماض الدهنية المختلفة. ولذلك، تسمى الدهون خلاف ذلك الدهون الثلاثية. الجلسرين هو سائل عديم اللون ولزج وليس له رائحة. وهو أثقل من الماء ولذلك يمتزج به بسهولة. نقطة انصهار الجلسرين هي +17.9 درجة مئوية. تقريبًا جميع فئات الدهون تشمل الأحماض الدهنية. تعتبر الدهون، حسب تركيبها الكيميائي، مركبات معقدة تشمل الجلسرين الثلاثي، بالإضافة إلى الأحماض الدهنية ذات الوزن الجزيئي العالي.
ملكيات
تخضع الدهون لأي تفاعلات مميزة للإسترات. ومع ذلك، فهي تتمتع أيضًا ببعض السمات المميزة المرتبطة ببنيتها الداخلية، بالإضافة إلى وجود الجلسرين. وفقا لبنيتها، وتنقسم الدهون أيضا إلى فئتين - مشبعة وغير مشبعة. لا تحتوي الروابط المشبعة على روابط ذرية مزدوجة، بينما تحتوي الروابط غير المشبعة على ذلك. الأول يشمل مواد مثل الأحماض الدهنية والبالمتيك. وتشمل الأحماض غير المشبعة، على سبيل المثال، حمض الأوليك. بالإضافة إلى الأحماض المختلفة، يتضمن هيكل الدهون أيضا بعض المواد الشبيهة بالدهون - الفوسفاتيدات والستيرول. كما أنها أكثر أهمية بالنسبة للكائنات الحية، لأنها تشارك في تركيب الهرمونات.
معظم الدهون قابلة للانصهار، أي أنها تظل سائلة في درجة حرارة الغرفة. ومن ناحية أخرى، تظل الدهون الحيوانية صلبة في درجة حرارة الغرفة لأنها تحتوي على كميات كبيرة من الأحماض الدهنية المشبعة. على سبيل المثال، يحتوي لحم الخنزير المقدد على المواد التالية - الجلسرين، البالمتيك والأحماض الدهنية. يذوب حمض البالمتيك عند درجة حرارة 43 درجة مئوية، وحمض دهني - عند 60 درجة مئوية.
الموضوع الرئيسي الذي يدرس فيه تلاميذ المدارس بنية الدهون هو الكيمياء. ولذلك، فمن المستحسن أن يعرف الطالب ليس فقط مجموعة المواد التي تشكل جزءًا من الدهون المختلفة، ولكن أيضًا أن يكون لديه فهم لخصائصها. على سبيل المثال، الأحماض الدهنية هي أساس الدهون النباتية. هذه هي المواد التي حصلت على اسمها من عملية عزلها من الدهون.
الدهون في الجسم
يتكون التركيب الكيميائي للدهون من بقايا الجلسرين، وهي شديدة الذوبان في الماء، وكذلك بقايا الأحماض الدهنية، والتي على العكس من ذلك، غير قابلة للذوبان في الماء. إذا قمت بوضع قطرة من الدهون على سطح الماء، فإن جزء الجلسرين سيواجهها، وسوف تكون الأحماض الدهنية موجودة في الأعلى. وهذا التوجه مهم جداً. طبقة من الدهون، وهي جزء من أغشية الخلايا لأي كائن حي، تمنع الخلية من الذوبان في الماء. أهمية خاصة هي المواد التي تسمى الفسفوليبيدات.
الفوسفوليبيدات في الخلايا
كما أنها تحتوي على الأحماض الدهنية والجلسرين. تختلف الدهون الفوسفورية عن مجموعات الدهون الأخرى في أنها تحتوي أيضًا على بقايا حمض الفوسفوريك. تعتبر الدهون الفوسفاتية واحدة من أهم مكونات أغشية الخلايا. كما أن الجليكوليبيدات، وهي مواد تحتوي على الدهون والكربوهيدرات، لها أهمية كبيرة بالنسبة للكائن الحي. هيكل ووظائف هذه المواد تسمح لها بأداء وظائف مختلفة في الأنسجة العصبية. على وجه الخصوص، تم العثور على عدد كبير منهم في أنسجة المخ. توجد الجليكوليبيدات في الجزء الخارجي من الأغشية البلازمية للخلايا.
هيكل البروتينات والدهون والكربوهيدرات
تنتمي ATP والأحماض النووية وكذلك البروتينات والدهون والكربوهيدرات إلى المواد العضوية للخلية. وهي تتكون من جزيئات كبيرة - جزيئات كبيرة ومعقدة في بنيتها، والتي بدورها تحتوي على جزيئات أصغر وأبسط. هناك ثلاثة أنواع من العناصر الغذائية الموجودة في الطبيعة: البروتينات والدهون والكربوهيدرات. لديهم هياكل مختلفة. على الرغم من أن كل من هذه الأنواع الثلاثة من المواد ينتمي إلى مركبات الكربون، إلا أن ذرة الكربون نفسها يمكن أن تشكل مركبات مختلفة داخل الذرة. الكربوهيدرات هي مركبات عضوية تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين أيضًا.
اختلافات الميزات
لا يختلف هيكل الكربوهيدرات والدهون فحسب، بل يختلف أيضًا في وظائفهما. يتم تحلل الكربوهيدرات بشكل أسرع من المواد الأخرى، وبالتالي يمكنها إنتاج المزيد من الطاقة. عند وجودها في الجسم بكميات كبيرة، يمكن أن تتحول الكربوهيدرات إلى دهون. البروتينات لا تصلح لمثل هذا التحول. هيكلها أكثر تعقيدًا من هيكل الكربوهيدرات. إن بنية الكربوهيدرات والدهون تجعلها المصدر الرئيسي للطاقة للكائنات الحية. البروتينات هي تلك المواد التي تستخدم كمواد بناء للخلايا التالفة في الجسم. لا عجب أن يطلق عليهم "البروتينات" - كلمة "protos" تأتي من اللغة اليونانية القديمة وتُترجم على أنها "الشخص الذي يأتي أولاً".
البروتينات عبارة عن بوليمرات خطية تحتوي على أحماض أمينية مرتبطة بروابط تساهمية. حتى الآن، يتم تقسيمها إلى فئتين: ليفي وكروي. في بنية البروتين، يتم التمييز بين البنية الأولية والبنية الثانوية.
إن تركيبة الدهون وبنيتها تجعلها لا غنى عنها لصحة أي كائن حي. في حالة المرض وفقدان الشهية، تعمل الدهون المخزنة كمصدر إضافي للتغذية. وهو أحد المصادر الرئيسية للطاقة. ومع ذلك، فإن الاستهلاك الزائد للأطعمة الدهنية يمكن أن يضعف امتصاص البروتين والمغنيسيوم والكالسيوم.
تطبيق الدهون
لقد تعلم الناس منذ فترة طويلة استخدام هذه المواد ليس فقط للأغذية، ولكن أيضا في الحياة اليومية. تم استخدام الدهون في صناعة المصابيح منذ عصور ما قبل التاريخ؛ حيث كانت تستخدم في تشحيم المجاري التي تنطلق بها السفن إلى الماء.
وتستخدم هذه المواد على نطاق واسع في الصناعة الحديثة. حوالي ثلث جميع الدهون المنتجة لها غرض تقني. والباقي مخصص للاستهلاك. وتستخدم الدهون بكميات كبيرة في صناعة العطور ومستحضرات التجميل وصناعة الصابون. تُستخدم الزيوت النباتية بشكل أساسي في الطعام، وعادةً ما يتم تضمينها في المنتجات الغذائية المختلفة، مثل المايونيز والشوكولاتة والأغذية المعلبة. وفي القطاع الصناعي، تستخدم الدهون لإنتاج أنواع مختلفة من الدهانات والأدوية. يضاف زيت السمك أيضًا إلى زيت التجفيف.
عادة ما يتم الحصول على الدهون التقنية من نفايات المواد الخام الغذائية وتستخدم لإنتاج الصابون والمنتجات المنزلية. كما يتم استخراجه من الدهون الموجودة تحت الجلد للحيوانات البحرية المختلفة. في المستحضرات الصيدلانية، يتم استخدامه لإنتاج فيتامين أ. وهو متوفر بشكل خاص في كبد سمك القد وزيوت المشمش والخوخ.
الدهون
الوظائف البيولوجية للدهون
الدهون- هذه مجموعة غير متجانسة من المركبات الطبيعية، غير قابلة للذوبان كليًا أو شبه كامل في الماء، ولكنها قابلة للذوبان في المذيبات العضوية وفي بعضها البعض، مما ينتج عنه أحماض دهنية ذات وزن جزيئي مرتفع عند التحلل المائي.
في الكائن الحي، تؤدي الدهون وظائف مختلفة.
الوظائف البيولوجية للدهون:
الهيكلي
تشكل الدهون الهيكلية مجمعات معقدة تحتوي على البروتينات والكربوهيدرات، والتي تُبنى منها أغشية الخلايا والهياكل الخلوية، وتشارك في مجموعة متنوعة من العمليات التي تحدث في الخلية.
قطع الغيار (الطاقة)
الدهون الاحتياطية (الدهون بشكل رئيسي) هي احتياطي الطاقة في الجسم وتشارك في عمليات التمثيل الغذائي. تتراكم في النباتات بشكل رئيسي في الفواكه والبذور، وفي الحيوانات والأسماك - في الأنسجة الدهنية تحت الجلد والأنسجة المحيطة بالأعضاء الداخلية، وكذلك أنسجة الكبد والدماغ والجهاز العصبي. يعتمد محتواها على العديد من العوامل (النوع، والعمر، والتغذية، وما إلى ذلك) وفي بعض الحالات يمثل 95-97٪ من جميع الدهون المفرزة.
محتوى السعرات الحرارية من الكربوهيدرات والبروتينات: ~ 4 سعرة حرارية/جرام.
محتوى السعرات الحرارية من الدهون: ~ 9 سعرة حرارية/جرام.
ميزة الدهون كاحتياطي للطاقة، على عكس الكربوهيدرات، هي كارهة الماء - فهي لا ترتبط بالماء. وهذا يضمن ضغط احتياطيات الدهون - حيث يتم تخزينها في شكل لا مائي، وتحتل حجمًا صغيرًا. يبلغ متوسط مخزون الشخص من ثلاثي الجلسرين النقي حوالي 13 كجم. يمكن أن تكون هذه الاحتياطيات كافية لمدة 40 يومًا من الصيام في ظل ظروف النشاط البدني المعتدل. للمقارنة: يبلغ إجمالي احتياطي الجليكوجين في الجسم حوالي 400 جرام؛ وعند الصيام فإن هذه الكمية لا تكفي ولو ليوم واحد.
محمي
تحمي الأنسجة الدهنية تحت الجلد الحيوانات من التبريد والأعضاء الداخلية من التلف الميكانيكي.
يعتبر تكوين احتياطيات الدهون في جسم الإنسان وبعض الحيوانات بمثابة التكيف مع التغذية غير المنتظمة والعيش في بيئة باردة. الحيوانات التي تدخل في سبات طويل (الدببة، الغرير) والتي تتكيف مع العيش في الظروف الباردة (الفظ، الفقمة) لديها احتياطي كبير بشكل خاص من الدهون. لا يحتوي الجنين فعليًا على أي دهون ولا يظهر إلا قبل الولادة.
مجموعة خاصة من حيث وظائفها في الكائن الحي هي الدهون الواقية للنباتات - الشموع ومشتقاتها التي تغطي سطح الأوراق والبذور والفواكه.
عنصر مهم في المواد الخام الغذائية
تعتبر الدهون عنصرا هاما في الغذاء، وتحدد إلى حد كبير قيمته الغذائية وطعمه. إن دور الدهون في عمليات تكنولوجيا الأغذية المختلفة مهم للغاية. يرتبط تلف الحبوب ومنتجاتها المصنعة أثناء التخزين (النتانة) في المقام الأول بالتغيرات في مركب الدهون فيها. تعتبر الدهون المعزولة من عدد من النباتات والحيوانات هي المواد الخام الرئيسية للحصول على أهم المنتجات الغذائية والتقنية (الزيوت النباتية والدهون الحيوانية بما في ذلك الزبدة والسمن والجلسرين والأحماض الدهنية وغيرها).
تصنيف الدهون
لا يوجد تصنيف مقبول عموما للدهون.
من الأنسب تصنيف الدهون اعتمادًا على طبيعتها الكيميائية ووظائفها البيولوجية وأيضًا فيما يتعلق ببعض الكواشف، على سبيل المثال، القلويات.
بناءً على تركيبها الكيميائي، تنقسم الدهون عادة إلى مجموعتين: بسيطة ومعقدة.
الدهون البسيطة- استرات الأحماض الدهنية والكحولات. وتشمل هذه الدهون , الشموع و منشطات .
الدهون– استرات الجلسرين والأحماض الدهنية العالية.
الشموع– استرات كحولات أعلى من السلسلة الأليفاتية (مع سلسلة كربوهيدرات طويلة من 16-30 ذرة مئوية) وأحماض دهنية أعلى.
منشطات– استرات الكحولات متعددة الحلقات والأحماض الدهنية العالية.
الدهون المعقدة – بالإضافة إلى الأحماض الدهنية والكحول، فهي تحتوي على مكونات أخرى ذات طبيعة كيميائية مختلفة. وتشمل هذه الفوسفوليبيدات والجليكوليبيدات .
الفوسفوليبيدات- هذه هي الدهون المعقدة التي لا ترتبط فيها إحدى مجموعات الكحول بـ FA، ولكن بحمض الفوسفوريك (يمكن توصيل حمض الفوسفوريك بمركب إضافي). اعتمادًا على الكحول الموجود في الدهون الفوسفورية، يتم تقسيمها إلى جليسيروفوسفوليبيد (تحتوي على كحول الجلسرين) وسفينغوفوسفوليبيد (تحتوي على كحول سفنجوزين).
الجليكوليبيدات- هذه هي الدهون المعقدة التي لا ترتبط فيها إحدى مجموعات الكحول بـ FA، ولكن بمكون الكربوهيدرات. اعتمادًا على مكون الكربوهيدرات الذي يعد جزءًا من الجليكوليبيدات، يتم تقسيمها إلى سيبروزيدات (تحتوي على سكريات أحادية أو ديسكاريد أو سكر متجانس صغير محايد كمكون للكربوهيدرات) وغانغليوزيدات (تحتوي على سكريات أوليجوساكريد غير متجانسة حمضية كعنصر كربوهيدرات).
في بعض الأحيان إلى مجموعة مستقلة من الدهون ( الدهون البسيطة ) تفرز الصبغات القابلة للذوبان في الدهون والستيرول والفيتامينات التي تذوب في الدهون. يمكن تصنيف بعض هذه المركبات على أنها دهون بسيطة (محايدة)، والبعض الآخر على أنها دهون معقدة.
وفقا لتصنيف آخر، تنقسم الدهون، اعتمادا على علاقتها بالقلويات، إلى مجموعتين كبيرتين: قابلة للتصبن وغير قابلة للتصبن. تشتمل مجموعة الدهون المتصبنة على دهون بسيطة ومعقدة، والتي، عند تفاعلها مع القلويات، تتحلل لتكوين أملاح من الأحماض ذات الوزن الجزيئي العالي، تسمى "الصابون". تشتمل مجموعة الدهون غير القابلة للتصبن على مركبات لا تخضع للتحلل المائي القلوي (الستيرول، والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون، والإيثرات، وما إلى ذلك).
وفقًا لوظائفها في الكائن الحي، تنقسم الدهون إلى هيكلية وتخزينية ووقائية.
الدهون الهيكلية هي في المقام الأول الدهون الفوسفاتية.
الدهون المخزنة هي في الأساس دهون.
الدهون الواقية للنباتات - الشموع ومشتقاتها، التي تغطي سطح الأوراق والبذور والفواكه والحيوانات - الدهون.
الدهون
الاسم الكيميائي للدهون هو acylglycerols. هذه هي استرات الجلسرين والأحماض الدهنية العالية. "أسيل" يعني "بقايا الأحماض الدهنية".
اعتمادًا على عدد جذور الأسيل، تنقسم الدهون إلى أحادية وثنائية وثلاثية الجليسريد. إذا كان الجزيء يحتوي على جذر حمض دهني واحد، فإن الدهن يسمى MONOACYLGLYCEROL. إذا كان الجزيء يحتوي على جذرين من الأحماض الدهنية، فإن الدهون تسمى DIACYLGLYCEROL. في جسم الإنسان والحيوان، يسود ثلاثي الجلسرين (يحتوي على ثلاثة جذور من الأحماض الدهنية).
يمكن أسترة هيدروكسيلات الجلسرين الثلاثة إما بحمض واحد فقط، مثل البالمتيك أو الأوليك، أو بحمضين أو ثلاثة أحماض مختلفة:
 |
تحتوي الدهون الطبيعية بشكل رئيسي على الدهون الثلاثية المختلطة، بما في ذلك بقايا الأحماض المختلفة.
وبما أن الكحول في جميع الدهون الطبيعية هو نفسه - الجلسرين، فإن الاختلافات الملحوظة بين الدهون ترجع فقط إلى تكوين الأحماض الدهنية.
تم العثور على أكثر من أربعمائة من الأحماض الكربوكسيلية ذات الهياكل المختلفة في الدهون. ومع ذلك، فإن معظمها موجود فقط بكميات صغيرة.
الأحماض الموجودة في الدهون الطبيعية هي أحماض أحادية الكربوكسيل، مبنية من سلاسل الكربون غير المتفرعة التي تحتوي على عدد زوجي من ذرات الكربون. توجد الأحماض التي تحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون، أو التي تحتوي على سلسلة كربون متفرعة، أو التي تحتوي على أجزاء حلقية بكميات صغيرة. الاستثناءات هي حمض الإيزوفاليريك وعدد من الأحماض الحلقية الموجودة في بعض الدهون النادرة جدًا.
تحتوي الأحماض الأكثر شيوعًا في الدهون على 12 إلى 18 ذرة كربون، وغالبًا ما تسمى بالأحماض الدهنية. تحتوي العديد من الدهون على كميات صغيرة من الأحماض ذات الوزن الجزيئي المنخفض (C2 -C10). توجد الأحماض التي تحتوي على أكثر من 24 ذرة كربون في الشمع.
تحتوي جليسريدات الدهون الأكثر شيوعًا على كميات كبيرة من الأحماض غير المشبعة التي تحتوي على 1-3 روابط مزدوجة: الأوليك واللينوليك واللينولينيك. يوجد حمض الأراكيدونيك الذي يحتوي على أربع روابط مزدوجة في الدهون الحيوانية؛ وتوجد الأحماض التي تحتوي على خمسة أو ستة روابط مزدوجة أو أكثر في دهون الأسماك والحيوانات البحرية. معظم الأحماض الدهنية غير المشبعة لها ترتيب رابطة الدول المستقلة، ويتم عزل روابطها المزدوجة أو فصلها بواسطة مجموعة الميثيلين (-CH 2 -).
من بين جميع الأحماض غير المشبعة الموجودة في الدهون الطبيعية، يعد حمض الأوليك هو الأكثر شيوعًا. في العديد من الدهون، يشكل حمض الأوليك أكثر من نصف إجمالي كتلة الأحماض، ويحتوي عدد قليل فقط من الدهون على أقل من 10٪. هناك أيضًا حمضان آخران غير مشبعان - حمض اللينوليك وحمض اللينولينيك - منتشران على نطاق واسع أيضًا، على الرغم من وجودهما بكميات أقل بكثير من حمض الأوليك. توجد أحماض اللينوليك واللينولينيك بكميات ملحوظة في الزيوت النباتية؛ بالنسبة للكائنات الحيوانية فهي أحماض أساسية.
من بين الأحماض المشبعة، يكون حمض البالمتيك واسع الانتشار تقريبًا مثل حمض الأوليك. وهو موجود في جميع الدهون، حيث يحتوي بعضها على 15-50% من إجمالي المحتوى الحمضي. وتستخدم على نطاق واسع الأحماض الدهنية والميريستيك. يوجد حمض الستريك بكميات كبيرة (25% أو أكثر) فقط في الدهون المخزنة لدى بعض الثدييات (على سبيل المثال، في دهون الأغنام) وفي دهون بعض النباتات الاستوائية، مثل زبدة الكاكاو.
وينصح بتقسيم الأحماض الموجودة في الدهون إلى فئتين: الأحماض الكبرى والصغرى. الأحماض الرئيسية للدهون هي الأحماض التي يزيد محتواها من الدهون عن 10٪.
الخصائص الفيزيائية للدهون
كقاعدة عامة، لا تتحمل الدهون التقطير وتتحلل حتى لو تم تقطيرها تحت ضغط منخفض.
تعتمد نقطة الانصهار، وبالتالي اتساق الدهون، على بنية الأحماض التي تتكون منها. الدهون الصلبة، أي الدهون التي تذوب عند درجة حرارة عالية نسبيًا، تتكون في الغالب من جلسريدات الأحماض المشبعة (دهني، البالمتيك)، والزيوت التي تذوب عند درجة حرارة أقل وتكون سوائل سميكة تحتوي على كميات كبيرة من جلسريدات الأحماض غير المشبعة (الأوليك، اللينوليك). ، لينولينيك).
وبما أن الدهون الطبيعية عبارة عن خليط معقد من الجلسريدات المختلطة، فإنها لا تذوب عند درجة حرارة معينة، بل في نطاق درجة حرارة معينة، ويتم تليينها أولاً. عادة ما يتم استخدامه لتوصيف الدهون درجة حرارة التصلب،والتي لا تتزامن مع نقطة الانصهار - فهي أقل قليلاً. بعض الدهون الطبيعية عبارة عن مواد صلبة؛ والبعض الآخر سوائل (زيوت). تختلف درجة حرارة التصلب بشكل كبير: -27 درجة مئوية لزيت بذر الكتان، -18 درجة مئوية لزيت عباد الشمس، 19-24 درجة مئوية لشحم البقر، و30-38 درجة مئوية للحم البقر.
يتم تحديد درجة حرارة تصلب الدهون حسب طبيعة الأحماض المكونة لها: كلما زاد محتوى الأحماض المشبعة، زاد ارتفاعها.
الدهون قابلة للذوبان في الأثير ومشتقات البوليهالوجين وثاني كبريتيد الكربون والهيدروكربونات العطرية (البنزين والتولوين) والبنزين. الدهون الصلبة قابلة للذوبان بشكل سيئ في الأثير البترولي. غير قابلة للذوبان في الكحول البارد. الدهون غير قابلة للذوبان في الماء، لكنها يمكن أن تشكل مستحلبات تستقر في وجود المواد الخافضة للتوتر السطحي (المستحلبات) مثل البروتينات والصابون وبعض أحماض السلفونيك، خاصة في بيئة قلوية قليلاً. الحليب هو مستحلب دهني طبيعي مثبت بالبروتينات.
