Фосфолипиды доклад по биологии

Обновлено: 28.04.2024

Когда мы рассматривали тему жиров, то выяснили, что липиды представляют собой энергетический компонент нашего организма. Теперь же мы поговорим о фосфолипидах, которые также относятся к жирам. Однако вместо одиночного присоединения жирной кислоты к многоатомному спирту, в химической формуле фосфолипидов присутствует также фосфор.

Впервые фосфолипиды были выделены в декабре 1939 г. Их источником были соевые бобы. Основная деятельность фосфолипидов в организме связана с восстановлением поврежденных клеточных структур, в результате чего предотвращается общая деструкция клеток.

Широко рекламируемые в настоящее время некоторые препараты для восстановления печени оказывает свое лечебное воздействие именно благодаря присутствию в их составе свободных фосфолипидов. К слову сказать, лицетин также относится к данной группе липидов.

Продукты с максимальным содержанием фосфолипидов:

Конопляное семя

Общая характеристика фосфолипидов

Фосфолипидами называют соединения, состоящие из жирных кислот многоатомных спиртов и фосфорной кислоты. В зависимости от того, какой многоатомный спирт лежит в основе фосфолипида, различают глицерофосфолипиды, фосфосфинголипиды и фосфоинозитиды. Основой для глицерофосфолипидов является глицерин, для фосфосфинголипидов – сфингозин, а для фосфоинозитидов – инозитол.

Фосфолипиды относятся к группе эссенциальных веществ, незаменимых для человека. Они не вырабатываются в организме, а, следовательно, должны поступать с пищей. Одной из важнейших функций всех фосфолипидов является участие в строительстве клеточных оболочек. При этом необходимую жесткость им придают белки, полисахариды и другие соединения. Фосфолипиды содержатся в ткани сердца, мозга, нервных клетках и печени. В организме они синтезируются в печени и почках.

Суточная потребность в фосфолипидах

Потребность организма в фосфолипидах, при условии сбалансированного питания, составляет от 5 до 10 грамм в сутки. При этом, употреблять фосфолипиды желательно, в комплексе с углеводами. В таком сочетании они лучше усваиваются.

Потребность в фосфолипидах возрастает:

при ослаблении памяти; ;
при заболеваниях, связанных с нарушением клеточных оболочек;
при токсическом повреждении печени; А, В и С.

Потребность в фосфолипидах снижается:

при высоком артериальном давлении;
при атеросклеротических изменениях сосудов;
при заболеваниях, связанных с гиперхолинемией;
при заболеваниях поджелудочной железы.

Усваиваемость фосфолипидов

Лучше всего фосфолипиды усваивается вместе со сложными углеводами (крупы, хлеб с отрубями, овощи и т.д.). Кроме того, на полноценное усвоение фосфолипидов оказывает немаловажное воздействие способ приготовления пищи. Пища не должна подвергаться длительному нагреву, в противном случае, присутствующие в ней фосфолипиды подвергаются деструкции, и уже не могут оказывать на организм положительное воздействие.

Полезные свойства фосфолипидов и их влияние на организм

Как уже было сказано ранее, фосфолипиды отвечают за обеспечение целостности клеточных оболочек. Кроме того, они стимулирует нормальное прохождение сигнала по нервным волокнам к головному мозгу и обратно. Также фосфолипиды могут обеспечивать защиту клеток печени от вредного воздействия химических соединений.

Помимо гепатопротекторного воздействия, один из фосфолипидов – фосфатидилхолин, способствует улучшению кровоснабжения мышечной ткани, наполнению мышц энергией, а также повышает тонус мышц и работоспособность.

Особенно важны фосфолипиды в питании пожилых людей. Вызвано это тем, что они обладают липотропным, а также антиатеросклеротическим действием.

Взаимодействие с другими элементами

Витамины группы A, B, D, E, К, F усваиваются в организме только при гармоничном соединении с жирами.

Переизбыток углеводов в организме приводит к усложнению процесса расщепления ненасыщенных жиров.

Признаки нехватки фосфолипидов в организме:

ухудшение памяти;
депрессивное настроение;
трещины на слизистых оболочках;
слабый иммунитет; и артриты;
нарушение работы желудочно-кишечного тракта;
сухость кожи, волос, ломкость ногтей.

Признаки избытка фосфолипидов в организме

проблемы с тонким кишечником;
сгущение крови;
перевозбуждение нервной системы.

Фосфолипиды для красоты и здоровья

Поскольку фосфолипиды оказывают защитное воздействие на все клетки нашего организма, то употребление фосфолипидов можно отнести к аптечке первой помощи. Ведь если та или иная клетка нашего организма будет повреждена, то и сам организм не сможет выполнять возложенные на него функции. И, следовательно, о хорошем настроении и красивом внешнем виде можно будет только мечтать. Поэтому употребляйте пищу, содержащую фосфолипиды, и будьте здоровы!

Внимание! Информация носит ознакомительный характер и не предназначена для постановки диагноза и назначения лечения. Всегда консультируйтесь с профильным врачом!

Липидами (от греч. lipos — эфир) называют сложную смесь эфироподобных органических соединений с близкими физико-химическими свойствами, которая содержится в клетках растений, животных и микроорганизмах. Липиды широко распространены в природе и вместе с белками и углеводами составляют основную массу органических веществ всех живых организмов, являясь обязательным компонентом каждой клетки. Они широко используются при получении многих продуктов питания, являются важными компонентами пищевого сырья, полупродуктов и готовых пищевых продуктов, во многом определяя их пищевую и биологическую полноценность и вкусовые качества.

Липиды не растворимы в воде (гидрофобны), хорошо растворимы в органических растворителях (бензине, диэтиловом эфире, хлороформе и др.).

В растениях липиды накапливаются, главным образом, в семенах и плодах. Ниже приведено содержание липидов (%) в разных культурах:

Подсолнечник (семянка) . 30—58

Хлопчатник (семена). 20—29

Соя (семена) . 15—25

Лен (семена) . 30—48

Арахис (ядро) . 50—61

Маслины (мякоть) . 28—50

Конопля (семена). 32—38

Тунг (ядро плода) . 48—66

Рапс (семена) . 45—48

Подсолнечник (семянка) . 30—58

Хлопчатник (семена). 20—29

Соя (семена) . 15—25

Лен (семена) . 30—48

Арахис (ядро) . 50—61

Маслины (мякоть) . 28—50

Конопля (семена). 32—38

Тунг (ядро плода) . 48—66

Рапс (семена) . 45—48

У животных и рыб липиды концентрируются в подкожных, мозговой и нервной тканях и тканях, окружающих важные органы (сердце, почки). Содержание липидов в тушке рыб (осетров) может достигать 20 – 25%, сельди – 10%, у туш наземных животных оно сильно колеблется: 33% (свинина), 9,8% (говядина), 3,0% (поросята). В молоке оленя – 17 – 18%, козы – 5,0%, коровы – 3,5 – 4,0% липидов. Содержание липидов в отдельных видах микроорганизмов может достигать 60%. Содержание липидов в растениях зависит от сорта, места и условий их произрастания; у животных — от вида, состава корма, условий содержания и т.д.[1]

1. Классификация липидов

1.1 Классификация липидов по строению и способности к гидролизу

По строению и способности к гидролизу липиды разделяют:

Омыляемые липиды при гидролизе образуют несколько структурных компонентов, а при взаимодействии с щелочами – соли жирных кислот.

По физиологическому значению липиды делят:

Резервные липиды депонируются в больших количествах и при необходимости расходуются для энергетических нужд организма. К резервным липидам относят триглицериды. Структурные липиды (в первую очередь, фосфолипиды) образуют сложные комплексы с белками (липопротеиды), углеводами, из которых построены мембраны клеток и клеточных структур, и участвуют в разнообразных сложных процессах, протекающих в клетках. По массе они составляют значительно меньшую группу липидов (в масличных семенах 3—5%).

Липиды делят на две основные группы:

К простым нейтральным липидам (не содержащим атомов азота, фосфора, серы) относят производные высших жирных кислот и спиртов: глицеролипиды, воски, эфиры холестерина, гликолипиды и другие соединения.

Молекулы сложных липидов содержат в своем составе не только остатки высокомолекулярных карбоновых кислот, но и фосфорную и серную кислоты. К сложным липидам относят: фосфолипиды (глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды), стероиды (холестерол, эргостерол, ланостерол, стигмастерол, экдистероиды) и др.[3]

1.2 Простые липиды

1.2.1 Ацилглицерины

Наиболее важная и распространенная группа простых нейтральных липидов — ацилглицерины. Ацилглицерины (или глицериды) — это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот (табл. 1). Они составляют основную массу липидов (иногда до 95%) и, по существу, именно их называют жирами или маслами. В состав жиров входят, главным образом, триацилглицерины (I), а также диацилглицерины (II) и моноацилглицерины (III) (рис.1).

Рисунок 1 – триацилглицерины (I), диацилглицерины (II) и моноацилглицерины (III); R, R', R'' – углеводородные радикалы.

Таблица 1 – Основные карбоновые кислоты, входящие в состав природных масел и жиров

Триацилглицерины (ТАГ), молекулы, которых содержат одинаковые остатки жирных кислот, называются простыми, в противном случае — смешанными. Природные жиры и масла содержат, главным образом, смешанные триацилглицерины. Чистые ацилглицерины — бесцветные вещества без вкуса и запаха. Окраска, запах, и вкус природных жиров определяются наличием в них специфических примесей, характерных для каждого вида жира. Температуры плавления и застывания ацилглицеринов не совпадают, что обусловлено наличием нескольких кристаллических модификаций. По современным представлениям, молекулы триацилглицеринов в кристаллах в зависимости от ориентации кислотных групп могут иметь форму вилки 1, кресла 2, стержня 3 (рис. 2).

Рисунок 2 – Возможные конфигурации и характер упаковки молекул триацилглицеринов в кристаллах

Температура плавления триацилглицеринов, содержащих остатки трансненасыщенных кислот, выше, чем у ацилглицеринов, содержащих остатки цисненасыщенных кислот с тем же числом атомов углерода. Каждое масло характеризуется специфическим коэффициентом преломления (тем больше, чем выше ненасыщенность жирных кислот, входящих в его состав, и молекулярная масса).

Разница в температурах плавления глицеридов разного состава лежит в основе демаргаринизации — выделения из смеси наиболее высокоплавкой фракции глицеридов (получение хлопкового пальмитина, пальмового стеарина). Плотность триацилглицеринов 900 – 960 кг/м 3 (при 15°С); она уменьшается с ростом длины цепи жирно-кислотных остатков и возрастает с увеличением числа изолированных двойных связей.[1]

В организме человека липиды играют важную роль в процессах метаболизма. В лимфе и кровяном русле триацилглицеролы входят в состав липопротеиновых комплексов, доставляя и распределяя по всем тканям высшие жирные кислоты, которые наряду с глюкозой являются важнейшим источником энергии.[2]

Другой важной группой простых липидов являются воски. Восками называют сложные эфиры высших одноосновных карбоновых кислот (C°₁₈ —С°₃₀ ) и одноатомных (содержащих одну группу ОН) высокомолекулярных (с 18—30 атомами углерода) спиртов (рис.3).

Рисунок 3 – Структура восков: R, R’ – углеводородные радикалы

Воски широко распространены в природе. В растениях они покрывают тонким слоем листья, стебли, плоды, предохраняя их от смачивания водой, высыхания, действия микроорганизмов. Содержание восков в зерне и плодах невелико. В оболочках семян подсолнечника содержится до 0,2% восков от массы оболочки, в семенах сои — 0,01%, риса — 0,05%. [1]

Воска выполняют в организме преимущественно защитную функцию, которая сводится к образованию защитных покрытий. Воски — важный компонент воскового налета виноградной ягоды — прюина. Воска входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья.[2]

1.2.3 Гликолипиды

Гликолипиды входят в состав простых липидов растительных масел и жиров. Гликолипидами называется большая и разнообразная по строению группа нейтральных липидов, в состав которых входят остатки моноз. Они широко (обычно в небольших количествах) содержатся в растениях (липиды пшеницы, овса, кукурузы, подсолнечника), животных и микроорганизмах. Гликолипиды выполняют структурные функции, участвуют в построении мембран, им принадлежит важная роль в формировании клейковинных белков пшеницы, определяющих хлебопекарное достоинство муки. Чаще всего в построении молекул гликолипидов участвуют D-галактоза, D-глюкоза, D-манноза.[1]

1.3 Сложные липиды

1.3.1 Фосфолипиды

Важнейшими представителями сложных липидов являются фосфолипиды. Молекулы фосфолипидов построены из остатков спиртов (глицерина, сфингозина), жирных кислот, фосфорной кислоты (Н₃ Р0₄ ), а также содержат азотистые основания (чаще всего холин [НО-СН₂ -СН₂ -(CH₃ )₃ N] + OH или этаноламин HO-CH₂ -CH₂ -NH₂ ), остатки аминокислот и некоторых других соединений. Общие формулы фосфолипидов содержащих остатки глицерина и сфингозина имеет следующий вид (рис.4):

Рисунок 4 – Формулы фосфолипидов: R, R’ – углеводородные радикалы

Рисунок 5 – Схема вероятной структуры фосфолипидов

Фосфолипиды (фосфатиды) – обязательные компоненты растений. Ниже приведено содержание фосфолипидов в различных культурах (в %):

Состав жирных кислот фосфолипидов и ацилглицеринов, выделенных из одного и того же сырья, неидентичен. Так, в высокоэруковых сортах рапсового масла содержится около 60% эруковой кислоты, в фосфолипидах – 11—12%. Подавляющее большинство фосфолипидов имеет в своем составе остатки одной насыщенной (обычно в положении 1) и одной ненасыщенной (в положении 2) кислоты.[1]

Больше всего фосфолипидов в яйце (3,4 %),относительно много их в зерне, бобовых (0,3–0,9 %), нерафинированных растительных маслах (1–2 %). При хранении нерафинированного масла фосфолипиды выпадают в осадок. При рафинировании растительных масел содержание фосфолипидов в них снижается до 0,1–0,2 %. Много фосфолипидов содержится в сыром мясе (около 0,8 %), птице (0,5–2,5 %). Есть они в сливочном масле (0,3–0,4.%), рыбе (0,3–2,4 %), хлебе (0,3 %), картофеле (около 0,3 % в сумме с гликолипидами). В большинстве овощей и фруктов содержится меньше 0,1 % фосфолипидов.[5]

1.3.2 Стероиды

Стероиды являются производными циклопентанпергидрофенантрена, содержащего три нелинейно конденсированных насыщенных циклогексановых и одно циклопентановое кольцо (рис.6).

Рисунок 6 – Цклопентанпергидрофенантрен

К стероидам относится большое количество биологически важных соединений: стеролы (или стерины), витамины группы D, половые гормоны, гормоны коры надпочечников, зоо- и фитоэкдистероидные гормоны, сердечные гликозиды, растительные сапонины и алкалоиды, некоторые яды.

Различают зоостерины (из животных: зоостерол), фитостерины (из растений: стигмастерол), микостерины (из грибов: эргостерол) и стерины микроорганизмов.

Наиболее известный среди стеролов – холестерол, содержащийся почти во всех тканях организма. Особенно много его в центральной и периферической нервной системе, подкожном жире, почках и др. холестерол является одним из главных компонентов цитоплазматической мембраны, а также липопротеинов плазмы крови.[2]

Фитостеролы (растительные стеролы) – широкий класс растительных веществ (около 100 соединений), структурно чрезвычайно близких животному продукту – холестерину. Фитостеролы – натуральные компоненты мембран клеток растений. Они были открыты в 1922 г. Важнейшими фитостеролами являются бетаситостерол, кампестерол, стигмастерол.

Больше всего фитостеролов содержится в растительных маслах, семенах, орехах. Основные источники: орехи и масла из них, подсолнечное и кукурузное масла, масло зародышей пшеницы, капуста брокколи, брюссельская и цветная капуста, оливки, яблоки, соя.

Фитостеролы в растениях выполняют в мембранах клеток те же функции, что холестерин в клетках животных. Благодаря подобию своей структуры холестерину, фитостеролы легко присоединяются и блокируют рецепторы, снижая тем самым абсорбцию холестерина и улучшая его выведение из организма. Попав в кишечник человека, фитостеролы мешают усвоению экзогенного холестерина, поступившего с пищей, и эндогенного холестерина, попавшего в кишечник с желчью. Следовательно, при употреблении фитостеролов понижается концентрация общего холестерина и липопротеинов малой плотности (плохого холестерина) в крови, а регулярное употребление пищи, богатой фитостеролами, может остановить атеросклеротический процесс.[5]

2. Функции основных классов липидов в организме человека

К основным биологическим функциям липидов относят следующие:

- энергетическая – при окислении липидов в организме выделяется энергия (при окислении 1 г липидов выделяется 39,1 кДж);

- структурная – входят в состав различных биологических мембран;

- транспортная – участвуют в транспорте веществ через липидный слой биомембраны;

- механическая – липиды соединительной ткани, окружающей внутренние органы, и подкожного жирового слоя предохраняют органы от повреждений при внешних механических воздействиях;

- теплоизолирующая – благодаря своей низкой теплопроводности сохраняют тепло в организме.

В таблице 2 перечислены функции основных классов липидов: жиров (триацилглицеринов), глицерофосфолипидов, сфингофосфолипидов, гликолипидов, стероидов – в организме человека.[4]

Таблица 2 – Функции основных классов липидов в организме человека

Класс липидов	Функции	Преимущественная локализация в организме
Триацилглицерины (жиры)	Запасание энергии; термоизоляция; механическая защитная функция	Клетки жировой ткани
Глицерофосфолипиды	Структурные компоненты мембран	Мембраны клеток; монослой на поверхности липопротеинов
Сфингофосфолипиды	Основные структурные компоненты мембран клеток нервной ткани	Миеленовые оболочки нейронов; серое вещество мозга
Гликолипиды	Компоненты мембран нервной ткани; антигенные структуры на поверхности разного типа; рецепторы; структуры, обеспечивающие взаимодействие клеток	Внешний слой клеточных мембран
Стероиды	Компоненты мембран; предшественники в синтезе желчных кислот и стероидных гормонов	Мембраны клеток; липопротеины крови

3. Роль липидов в питании человека

Длительное ограничение жиров в питании или систематическое использование жиров с пониженным содержанием необходимых компонентов, в том числе сливочного масла, приводит к отклонениям в физиологическом состоянии организма: нарушается деятельность центральной нервной системы, снижается устойчивость организма к инфекциям (иммунитет), сокращается продолжительность жизни. Но и избыточное потребление жиров нежелательно, оно приводит к ожирению, сердечнососудистым заболеваниям, преждевременному старению.

В составе пищевых продуктов различают видимые жиры (растительные масла, животные жиры, сливочное масло, маргарин, кулинарный жир) и невидимые жиры (жир в мясе и мясопродуктах, рыбе, молоке и молочных продуктах, крупе, хлебобулочных и кондитерских изделиях). Это, конечно, условное деление, но оно широко применяется.

Наиболее важные источники жиров в питании — растительные масла (в рафинированных маслах 99,7-99,8% жира), сливочное масло (61,5-82,5% липидов), маргарин (до 82,0% жира), комбинированные жиры (50-72% жира), кулинарные жиры (99% жира), молочные продукты (3,5—30% жира), некоторые виды кондитерских изделий — шоколад (35— 40%), отдельные сорта конфет (до 35%), печенье (10-11%); крупы — гречневая (3,3%), овсяная (6,1%); сыры (25—50%), продукты из свинины, колбасные изделия (10—23% жира). Часть этих продуктов является источником растительных масел (растительные масла, крупы), другие — животных жиров.

В питании имеет значение не только количество, но и химический состав употребляемых жиров, особенно содержание полиненасыщенных кислот с определенным положением двойных связей и цис-конфигурацией (линолевой С 2 ₁₈ ; альфа- и гамма-линоленовой С 3 ₁₈ ; олеиновой С 1 ₁₈ ; арахидоновой С 4 ₂₀ ; полиненасыщенных жирных кислот с 5—6 двойными связями семейства омега-3).

Рисунок 7 – Жиры, содержащие полиненасыщенные кислоты с определенным положением двойных связей и цис-конфигурацией

В последнее время особое внимание привлекают ненасыщенные жирные кислоты семейства омега-3, присутствующие в липидах рыб.

Среди продуктов питания наиболее богаты полиненасыщенными кислотами растительные масла (табл.3), особенно кукурузное, подсолнечное, соевое. Содержание в них линолевой кислоты достигает 50—60%, значительно меньше ее в маргарине — до 20%, крайне мало в животных жирах (в говяжьем жире — 0,6%). Арахидоновая кислота в продуктах питания содержится в незначительном количестве, а в растительных маслах ее практически нет. В наибольшем количестве арахидоновая кислота содержится в яйцах — 0,5, субпродуктах 0,2—0,3, мозгах — 0,5%.

В настоящее время считают, что суточная потребность в линолевой кислоте должна составлять 6 – 10 г, минимальная — 2 – 6 г, а ее суммарное содержание в жирах пищевого рациона — не менее 4% от общей калорийности. Следовательно, состав жирных кислот липидов в пищевых продуктах, предназначенных для питания молодого, здорового организма, должен быть сбалансированным: 10 – 20% — полиненасыщенных, 50 – 60% — мононенасыщенных и 30% насыщенных, часть из которых должна быть со средней длиной цепи. Это обеспечивается при использовании в рационе 1/3 растительных и 2/3 животных жиров. Для людей пожилого возраста и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями содержание линолевой кислоты должно составлять около 40%, соотношение полиненасыщенных и насыщенных кислот — приближаться к 2 : 1, соотношение линолевой и линоленовой кислот —10 : 1 (Институт питания РАМН)

Таблица 3 – Содержание жирных кислот (в %) и характеристики масел и жиров

Общая характеристика

Своим открытием фосфолипиды обязаны соевым бобам. Именно из этого продукта в 1939 году впервые была получена фракция фосфолипидов, насыщенная линоленовой и линолевой жирными кислотами.
Фосфолипиды – органические вещества, состоящие из спиртов и жирных кислот. Как следует из названия, фосфолипиды содержат фосфатную группу (фосфо-), связанную с двумя жирными кислотами многоатомных спиртов (липиды). В зависимости от того, какие спирты входят в состав, фосфолипиды могут принадлежать к группе фосфосфинголипидов, глицерофосфолипидов или к фосфоинозитидов.

Фосфатиды состоят из гидрофильной головки, которая обладает сродством к воде, и гидрофобных хвостов, которые отталкивают воду. И поскольку эти соединения содержат молекулы, которые одновременно притягивают и отталкивают воду, фосфолипиды считаются амфипатическими веществами (растворимые и нерастворимые в воде). Благодаря этой специфической способности они крайне важны для организма.

Классы фосфолипидов

Для липидов первого класса характерно наличие фосфатной группы с отрицательным зарядом и положительной аминогруппы. В сумме они характеризуются нейтральным электрическим зарядом. К первому классу веществ принадлежат: фосфатидилхолин (лецитин) и фосфатидилэтаноламин (кефалин).

Оба вещества чаще всего представлены в организмах животных и клетках растений. Отвечают за поддержку двухслойной структуры мембран. А фосфатидилхолин к тому же наиболее распространенный в человеческом организме фосфатид.

фосфатидилсерины (участвуют в синтезе фосфатидилэтаноламинов);
фосфатидилинозитол (не содержит азот).

К классу фосфатидилглицеринов принадлежит кардиолипин (фосфатидил диглицерин), который представлен в мембранах митохондрий (где составляет приблизительно пятую часть от всех фосфатидов) и в бактериях.

Роль в организме

Фосфолипиды принадлежат к числу тех полезных веществ, от которых зависит здоровье всего организма. Они составляют основу липидного бислоя биологических мембран и очень редко встречаются в составе запасных отложений жиров. Преимущественное участие фосфолипидов в формировании клеточных мембран объясняется их способностью выступать в роли поверхностно-активных веществ и образовывать молекулярные комплексы с белками — хиломикроны, липопротеины. В результате межмолекулярных взаимодействий образуется внутренний гидрофобный слой мембраны, а полярные фрагменты, расположенные на внешней поверхности мембраны, образуют гидрофильный слой. Благодаря полярности молекул фосфолипидов обеспечивается односторонняя проницаемость клеточных мембран. В связи с этим фосфолипиды широко распространены в растительных и животных тканях, особенно в сердце, мозге, печени, а также в клетках нервной системы человека и позвоночных животных. В микроорганизмах они являются преобладающей формой липидов.

Функции фосфолипидов

Фосфорсодержащие жиры принадлежат к незаменимым для человека соединениям, которые организм не способен вырабатывать самостоятельно и функционировать без них также не сможет.

Фосфолипиды необходимы человеку, поскольку:

обеспечивают лабильность клеточных мембран;
восстанавливают поврежденные мембраны клеток;
играют роль клеточных барьеров;
участвуют в обмене холестерина;
предотвращают сердечно-сосудистые заболевания (особенно атеросклероз);
обладают тромбопластической активностью, учавствуют в процессе свертывания крови;
являются медиаторами нервной системы;
обеспечивают передачу сигналов от нервных клеток к головному мозгу и обратно;
благотворно влияют на работу органов пищеварения;
очищают печень от токсинов;
нормализуют состояние кожи;
повышают чувствительность к инсулину;
нормализуют функции печени;
улучшают циркуляцию крови по мышечным тканям;
образуют кластеры, которые транспортируют витамины, питательные вещества, жиросодержащие молекулы в клетки организма;
повышают работоспособность.

Роль в функционировании нервной системы

Человеческий мозг почти на 30 процентов состоит из фосфолипидов, которые входят в состав миелиновой субстанции, покрывающей нервные отростки и отвечающей за передачу импульсов. Фосфатидилхолин в комбинации с витамином В5 образует один из важнейших нейромедиаторов, необходимых для передачи сигналов центральной нервной системы. Недостаток вещества ведет к ухудшению памяти, разрушению клеток головного мозга, болезни Альцгеймера, раздражительности, истеричности. Дефицит фосфолипидов в детском организме также сказывается на работе нервной системы и мозга, вызывает задержки в развитии.

В связи с этим принимают фосфолипидные препараты при необходимости повысить мозговую активность или функционирование периферической нервной системы.

Влияние на клетки печени

Влияние на обменные процессы

Липиды в человеческом организме образуются в нескольких метаболических циклах. Но их чрезмерное накопление, в частности в печени, может стать причиной жирового перерождения органа. И за то, чтобы этого не произошло, отвечает фосфатидилхолин, который участвует в биогенезе молекул липидов (облегчает транспортировку и выведение их избытка из печени и других органов).

Нарушение липидного обмена может послужить причиной дерматологических заболеваний (экзема, псориаз, атопический дерматит). Фосфолипиды предотвращают эти неприятности.

Участие в транспорте холестерина

Суточная норма

Фосфолипиды принадлежат к веществам, которые постоянно необходимы для организма, поэтому для взрослого здорового индивидуума в сутки требуется около 5 г вещества. В качестве источника рекомендуются натуральные продукты, содержащие фосфолипиды. А для более активного всасывания вещества из пищи диетологи советуют употреблять их вместе с углеводной продукцией.

Экспериментально доказано, что ежедневное потребление фосфатидилсерина в дозе примерно 300 мг улучшает память, а 800 мг вещества оказывает антикатаболическое действие. Согласно результатам некоторых исследований, фосфолипиды способны замедлить рост раковых образований примерно в 2 раза.

Однако указанные суточные дозы были рассчитаны для здорового организма, в других случаях рекомендованная норма вещества определяется индивидуально врачом. Скорее всего, доктор посоветует употреблять как можно больше продуктов, богатых фосфолипидами пациентам с нарушением памяти, болезнями печени (в том числе разными типами гепатитов), лицам с болезнью Альцгеймера. Также следует знать, что для лиц пожилого возраста фосфолипиды – особенно важные вещества.

Причиной снизить привычную суточную дозу фосфатидов могут послужить разные дисфункции в организме, среди которых: заболевания поджелудочной железы, атеросклероз, гипертония, гиперхолинемия.

Антифосфолипидный синдром

Человеческий организм не может нормально функционировать без фосфолипидов. Но порой отрегулированный механизм дает сбой и начинает вырабатывать антитела к этому виду липидов. Подобное состояние ученые называют антифосфолипидным синдромом (АФС).

В итоге у людей с подобной патологией нарушается работа сердца, в несколько раз повышается риск возникновения инсультов и тромбозов. Антифосфолипидный синдром у беременных вызывает замирание плода, выкидыш, преждевременные роды.

Как определить наличие АФС

Внешне синдром может проявляться сосудистым рисунком на бедрах, голенях или других частях тела, гипертонией, почечной недостаточностью и снижением зрения (за счет образования тромбов в сетчатке глаза). У беременных женщин возможны выкидыши, замирание плода, преждевременные роды.

В результатах анализов может быть указана концентрация нескольких видов антител. Каждые из них имеют свой показатель нормы:

IgG – не более 19 МЕ/мл;
IgM – не более 10 МЕ/мл;
IgA – не более 15 МЕ/мл.

Эссенциальные фосфолипиды

Из общей группы веществ принято выделять особо важные для человека фосфолипиды – эссенциальные (или как их еще называют незаменимые). Они широко представлены на рынке фармацевтической продукции в виде препаратов, обогащенных полиненасыщенными (эссенциальными) жирными кислотами.

Благодаря гепатопротекторным и метаболическим свойствам, эти вещества включают в терапию различных заболеваний. Прием препаратов, содержащих эти вещества, позволяет восстановить структуру печени при жировой дистрофии, гепатитах, циррозе. Они, проникая в клетки органа, восстанавливают метаболические процессы внутри клетки, а также структуру поврежденных мембран.

Но на этом биопотенциал незаменимых фосфолипидов не ограничивается. Они важны не только для печени, установлено, что фосфорсодержащие липиды:

благотворно влияют на обменные процессы при участии жиров и углеводов;
снижают опасность возникновения атеросклероза;
поддерживают клетки крови;
уменьшают негативные последствия сахарного диабета;
необходимы для пациентов с ишемической болезнью сердца, нарушениями работы органов пищеварения;
улучшают состояние кожи;
крайне важны людям после облучения;
помогают побороть токсикоз.

Избыток или недостаток?

Если человеческий организм испытывает избыток или недостаток какого-либо микроэлемента, витамина или минерала, он обязательно об этом сообщит. Дефицит фосфолипидов чреват серьезными последствиями, их недостаточное количество скажется на функционировании практически всех клеток. В результате дефицит может стать причиной нарушения работы мозга (ухудшается память) и органов пищеварения, снижения системы иммунитета, нарушения целостности слизистых оболочек. Недостаток фосфолипидов влияет и на качество костной ткани, может способствовать развитию артрита или артроза. Кроме того, тусклые волосы, сухая кожа и ломкие ногти также являются сигналом о нехватке фосфолипидов.

Чрезмерное насыщение клеток фосфолипидами чаще всего вызывает нарушение реологических свойств крови, что ухудшает снабжение тканей кислородом. Избыток этих специфических липидов сказывается на работе нервной системы, вызывает дисфункцию тонкого кишечника.

Пищевые источники

Человеческий организм способен самостоятельно синтезировать фосфолипиды. Тем не менее, потребление продуктов, богатых этим видом липидов, поможет увеличить и стабилизировать их количество в организме.

Обычно в таких продуктах как яичные желтки, зародыши пшеницы, соя, молоко и полусырое мясо содержится лецитин. Также фосфолипиды входят в состав жирных продуктов и некоторых растительных масел.

Отличным дополнением диеты может послужить масло арктического криля, которое является превосходным источником полиненасыщенных жирных кислот и других полезных для человека компонентов. Масло криля и рыбий жир могут послужить альтернативными источниками фосфолипидов для людей, которые не могут получать это вещество с других продуктов.

Более доступный продукт, богатый фосфолипидами, – нерафинированное подсолнечное масло. Диетологи рекомендуют использовать его для приготовления салатов, но ни в коем случае не применять для жарки.

Продукты, богатые фосфолипидами:

Масла: сливочное, оливковое, подсолнечное, льняное, хлопковое.
Продукты животного происхождения: желток, говядина, курица, сало.
Другие продукты: сметана, рыбий жир, форель, соевые бобы, льняные и конопляные семена.

Как получить максимальную пользу

Неправильно приготовленные продукты не несут почти никакой пользы организму. Об этом вам скажет любой диетолог или повар. Обычно главным врагом большинства питательных веществ в продуктах питания является высокая температура. Достаточно немного дольше позволенного подержать продукт на раскаленной плите или превысить приемлемую температуру, чтоб готовое блюдо вместо вкусного и полезного осталось только вкусным. Фосфолипиды также не переносят длительного нагревания. Чем дольше подвергать продукт термической обработке, тем выше вероятность разрушения полезных веществ.

Но польза фосфолипидов для организма зависит и от других факторов. Например, от сочетания разных категорий продуктов в одном блюде или одном приеме пищи. Эти полезные вещества лучше всего комбинируются с углеводными блюдами. В таком сочетании организм способен усвоить максимальное количество из предложенных ему фосфолипидов. Это значит, что овощной салат, заправленный растительным маслом, или рыба с крупой являются идеальными блюдами для пополнения липидных запасов. Но увлекаться углеводами также не стоит, так как их избыток препятствует расщеплению ненасыщенных жиров.

Соблюдая диету, богатую фосфолипидами, можно принести организму еще больше пользы, если включить в рацион продукты, богатые жирорастворимыми витаминами (это витамины А, D, E, K, F, В-группа). Вместе они дадут превосходный результат.

Фосфолипиды – ценные в пищевом отношении соединения с антиокислительными свойствами, отличительным признаком которых является присутствие в молекулах остатка фосфорной кислоты.

Содержание работы

1 Общие сведение о фосфолипидах……………………………………………. 5

2 Методы получения фосфолипидов…………………………………………. 9

2.2 Метод ферментативного катализа фосфолипазой А2…………………. 9

3 Эмульгаторы на основе лецитинов………………………………………..12

4 Пищевая добавка E322 – Лецитин (Е322)…………………………………. 15

5 Биологически активные добавки на основе фосфолипидов………………. 17

Список использованных источников…………………………………………. 22

Содержимое работы - 2 файла

Курсовая по пищевой химии.docx

В данной работе были рассмотрены общие сведения о фосфолипидах, их свойства и роль в организме человека, применение в пищевой промышленности; основной и альтернативный методы выделения фосфолипидов; эмульгаторы, пищевые добавки и биологически активные добавки на основе фосфолипидов.

Содержание

Введение………………………………………………………… ………………. 4

1 Общие сведение о фосфолипидах… …………………………………………. 5

2 Методы получения фосфолипидов… ………………………………………. 9

2.2 Метод ферментативного катализа фосфолипазой А2……………… …. 9

3 Эмульгаторы на основе лецитинов………………………………………..12

4 Пищевая добавка E322 – Лецитин (Е322)…………………………………. 15

5 Биологически активные добавки на основе фосфолипидов………………. 17

Список использованных источников…………………………………………. 22

Вместе с белками и углеводами фосфолипиды участвуют в построении клеточных мембран и субклеточных структур (органелл), выполняя роль несущих конструкций мембран, регулируя поступление в клетку разнообразных веществ и другие биохимические процессы клетки. Количество и состав фосфолипидов влияют на технологию переработки масел и качество получаемых продуктов. При хранении масел они выпадают в виде легко разлагающегося осадка, который затрудняет ряд технологических операций по переработке масла. Поэтому фосфолипиды выделяют из масла путём гидратации.

Выделенные в качестве самостоятельных продуктов из растительных масел фосфолипиды широко используются как эмульгаторы в хлебопекарной и кондитерской промышленности, при производстве маргариновой продукции, а так же лечебных препаратов.

1 Общие сведение о фосфолипидах

Фосфолипиды – сложные липиды, молекулы которых построены из остатков спиртов (глицерина, сфингозина), высокомолекулярных жирных кислот, ортофосфорной кислоты (H₃PO₄), а также содержат азотистые основания (чаще всего холин – [HO – CH₂ – CH₂ – N + (CH₃)₃] OH – или этаноламин – HO – CH₂ – CH₂ – NH₂), остатки аминокислот и некоторых других соединений. Общие формулы фосфолипидов содержащих остатки глицерина и сфингозина имеет следующий вид:

где R, R' – углеводородные радикалы;

Ацильные глицерофосфолипиды, в зависимости от компонента Х, подразделяются:

X = –H – фосфатиды;

X = –CH₂ – CH₂ – + NH₃ – фосфатидилэтаноламин или кефалин;

X = –CH₂ – CH₂ – N + – (CH₃)₃ – фосфатидилхолин или лецитин;

X = –CH₂ – CH COOH – + NH₃ – фосфатидилсерин;

X = –CH – CHOH – CH₂OH – CH₂CH (NH₂) COOH – фосфатидилинозит.

Фосфатиды имеют наиболее простое строение из ацильных глицерофосфолипидов и широко распространены в природе.

Фосфатидилэтаноламины представляют собой ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток этаноламина НО–CH₂–CH₂–NH_2. Их содержание в фосфолипидах масличных семян и животных тканях достигает 20-25%.

Фосфатидилхолины представляют собой ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток аминоспирта холина [HO–CH₂–CH₂ – + N(CH₃)₃](OH) – . В организме человека являются участниками иммунного процесса. Их содержание в фосфолипидах масличных семян и животных достигает 30-50%.

Фосфатидилсерины представляют собой ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток аминокислоты серина HO–CH₂–CH(NH₂) –COOH. В тканях живых организмов фосфатидилсерины присутствуют в виде солей калия, натрия и магния.

Фосфатидилинозиты представляют собой ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток циклического спирта – инозита, из восьми возможных изомеров которого в фосфатидилинозитах обнаружена только одна форма – миоинозит.

Сфинголипиды широко представлены в живом организме, участвуют в построении мембран, в сложных процессах, связанных с нервной деятельностью животных.

Рисунок 1 - Схема наиболее вероятной структуры фосфолипидов.

Построенные таким образом амфифильные (обладающие двойным сродством) молекулы липидов легко ориентируются. Гидрофобные хвосты стараются попасть в масляную фазу, гидрофильные группы создают границу раздела между водой и гидрофобной фазой.

В маслах фосфолипиды в зависимости от концентрации могут присутствовать в виде индивидуальных молекул, а также в виде групп ассоциированных молекул – мицелл (рисунок 2).При низкой концентрации получаются сферические мицеллы, в которых полярные части молекул образуют внешний слой, а гидрофобные – внутренний; при повышенной концентрации мицеллы группируются в длинные цилиндры. При дальнейшем росте концентрации образуется сферический тип жидкокристаллической структуры – ламеллярная (слоистая), состоящая из бимолекулярных слоев липидов, разделенных слоями воды. Последующее объединение мицелл приводит к выпадению их в виде осадка (фосфатидная эмульсия, "ФУЗ").

Рисунок 2 - Структура мицелл фосфолипидов в жировой и водной фазах и ориентация фосфолипидов на поверхности разделов фаз: сферические (а) и пластинчатые (б) мицеллы фосфолипидов в жире; ориентация отдельных молекул (в) и монослоя фосфолипидов (г) на границе раздела фаз жир (масло)–вода;·сферические (д) и пластинчатые (е) мицеллы фосфолипидов в воде

Эта особенность фосфолипидов используется для их выделения. Особенности перехода одной структуры в другую определяются не только концентрацией фосфолипидов, но и их составом, температурой и т. д.

Чистые фосфолипиды - это белые воскоподобные вещества, желтеющие на воздухе в результате окисления кислородом, хорошо растворимы в маслах и неполярных растворах.

Продукты содержащие фосфолипиды: больше всего фосфолипидов в яйце (3,4 %),относительно много их в зерне бобовых (0,3–0,9 %), нерафинированных растительных маслах (1–2 %). При хранении нерафинированного масла фосфолипиды выпадают в осадок. При рафинировании растительных масел содержание фосфолипидов в них снижается до (0,1–0,2 %). Содержание фосфолипидов в экстракционном масле (1,31%). Много фосфолипидов содержится в сыром мясе (около 0,8 %), птице (0,5–2,5 %). Есть они в сливочном масле (0,3–0,4%), рыбе (0,3–2,4 %), хлебе (0,3 %), картофеле (около 0,3 % в сумме с гликолипидами). В большинстве овощей и фруктов содержится меньше 0,1 % фосфолипидов.

2 Методы получения фосфолипидов

2.1 Метод гидратации

Природные фософлипиды, такие как фосфатиды и фосфатидный концентрат, получают из растительных масел в процессе их гидратации. К маслу добавляют небольшое количество воды для образования мицелл, которые осаждаются в виде осадков.

Гидратация - это процесс удаления из сырых растительных масел фосфолипидов. Фосфолипиды являются жироподобными веществами и обладают высокой биологической ценностью. Содержание фосфолипидов в растительных маслах зависит от их вида, способа получения и составляет от 0,2 до 4,5%. Они находятся в масле в растворенном состоянии, однако, при хранении масел фосфолипиды теряют растворимость, в результате масло мутнеет, образуется осадок. В основе метода гидратации лежит способность фосфолипидов присоединять воду и образовывать нерастворимые в воде гидратированные фосфолипиды, которые выпадают в осадок. Количество воды, необходимое для гидратации масла, зависит от вида масла и составляет от 0,5 до 6%. При проведении гидратации непрерывным способом в сырое масло с температурой 45 - 50 °С вводят воду в смесителе эжекционного типа. Затем увлажненное масло подают в коагулятор, в котором при перемешивании образуется осадок гидратированных фосфолипидов. Масло отделяется от осадка (гидрофуза) в отстойниках непрерывного действия. Гидратированное масло подвергается сушке в вакуум-сушильных аппаратах при температуре 85 - 90 С 0 до влажности 0,05%. В гидратированных маслах содержание фосфолипидов не превышает 0,2 - 0,3%. При гидратации помимо удаления фосфолипидов несколько уменьшается кислотное число масел, улучшается их цветность, удаляются белки, углеводы и твердые частицы. Отделенный от масла гидрофуз сушат и получают пищевой фосфатидный концентрат, который используют при производстве маргарина, в хлебопечении и т. д.

2.2 Метод ферментативного катализа фосфолипазой А2

С целью усовершенствования технологии получения растительных фосфолипидов была исследована возможность использования методов ферментативного катализа для повышения выхода фосфолипидов и их функционально-технологических свойств. 1

Таблица 1. Влияние ферментативного катализа фосфолипидов на степень их выделения из масла

Фосфолипиды - белые воскообразные вещества, хорошо растворимые в органических растворителях - эфире, бензоле, хлороформе. На воздухе они быстро окисляются и темнеют. От жиров фосфолипиды отличаются наличием в их молекулах фосфатной группы, к которой сложноэфирной связью присоединяется азотистое или другое соединение. Строение фосфолипидов можно представить следующей формулой:

В этой формуле R₁ и R₂ – радикалы жирных кислот, а R₃ – остаток азотистого или другого соединения.

В состав фосфолипидов чаще всего входят пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая кислоты, причём ненасыщенная кислота связана со вторым углеродным атомом глицеринового остатка.

Молекулы фосфолипидов обладают заметно выраженной полярностью. Углеводородные радикалы жирных кислот представляют гидрофобную часть молекулы, а остатки азотистых соединений, глицерина, спирта инозита проявляют гидрофильные свойства, вследствие чего в водном растворе и на границе двух фаз они приобретают определённую ориентацию.

Благодаря этим свойствам фосфолипиды играют важную роль в формировании структуры клеточных мембран. В составе мембран они находятся в соединении с белками в виде липопротеидов и могут участвовать в регуляторных процессах. Как поверхностноактивные вещества фосфо-липиды используются в качестве эмульгаторов при изготовлении кондитерских изделий. Они улучшают хлебопекарные свойства пшеничной муки.

В семенах растений фосфолипиды откладываются в качестве запасных веществ, повышая таким образом их пищевую и кормовую ценность. В зерновках злаковых растений содержание фосфолипидов составляет 0,2-0,6%, а в семенах масличных и бобовых культур - 1-2%, в зародышах различных семян - 1,5-3%.

Простейшими фосфолипидами следует считать фосфатидные кислоты, которые представляют собой диацилглицерины, соединённые слож-ноэфирной связью с остатком ортофосфорной кислоты:

Фосфатидные кислоты содержатся в растениях в небольших количествах, так как являются промежуточными продуктами липидного обмена. Они найдены в зародышах семян и в листьях растений в виде солей с катионами кальция, калия и магния.

Значительно больше синтезируется в растениях фосфолипидов, имеющих остатки этаноламина и холина, их соответственно называют фосфатидилэтаноламинами и фосфатидилхолинами. Они входят в состав клеточных мембран и откладываются в семенах в качестве запасных веществ. Фосфатидилэтаноламины и фосфатидилхолины образуют смеси близких по свойствам липидов, различающихся остатками жирных кислот.

В составе митохондриальных и хлоропластных мембран содержатся фосфолипиды, у которых к фосфатидной кислоте сложноэфирной связью присоединяется остаток аминокислоты серина или глицерина, их называют соответственно фосфатидилсеринами и фосфатидилглицеринами.

Фосфатидилглицерины составляют почти половину от всех липидов хлоропластных мембран и в их молекулах находятся остатки транс-изомера ненасыщенной гексадеценовой кислоты:

В клеточных мембранах многих растений и некоторых водорослей обнаружены фосфолипиды, у которых с фосфатидной кислотой связаны остатки моносахаридов (глюкозы, галактозы, арабинозы), а также одного из изомеров циклического спирта инозита – миоинозита.

С участием миоинозита и указанных моносахаридов могут синтезироваться более сложные фосфолипиды, у которых между миоинозитом и одним из моносахаридов образуется гликозидная связь, а миоинозит полученного гликозида через остаток ортофосфорной кислоты присоединяется к какому-либо фосфолипиду (чаще всего к фосфати-дилэтаноламину).

В этой формуле R₁ и R₂ – радикалы жирных кислот, а R₃ – остаток азотистого или другого соединения.

Читайте также: