Aleksandra Krzywania                                                                                                 

Dietetyka

Tłuszcze naturalne

Tłuszcze są naturalnymi związkami organicznymi zbudowanymi z atomów węgla, tlenu i wodoru o bardzo zróżnicowanej budowie i własnościach. Wspólną ich cechą jest to, że łatwo rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, np. w eterze etylowym i naftowym, w chloroformie, benzenie, acetonie, natomiast nie rozpuszczają się w wodzie.

Budowa chemiczna różnych związków tłuszczowych była podstawą do ich uporządkowania. Podzielono je na tłuszcze proste i tłuszcze złożone.

Lipidy proste składają się wyłącznie z węgla, wodoru i tlenu. Do tłuszczów prostych zaliczane są estry glicerolu i kwasów tłuszczowych, czyli triglicerydy lub inaczej triacyloglicerole. Należą do tej grupy także woski, które również są estrami, ale wyższych kwasów tłuszczowych i alkoholi innych niż glicerol. Lipidy złożone oprócz węgla, wodoru i tlenu zawierają inne związki, jak kwas fosforowy (fosfolipidy), zasady azotowe, cukry (glikolipidy),kwas siarkowy (sulfolipidy) lub aminoalkohole. Do lipidów zaliczane są także sterole i izoprenoidy, które różnią się budową chemiczną od pozostałych lipidów, ale podobnie jak wszystkie lipidy rozpuszczają się w rozpuszczalnikach tłuszczowych.

              Tłuszcze naturalne są wieloskładnikową mieszaniną różnych lipidów, w której triacyloglicerole są podstawowym lecz nie jedynym składnikiem.

Podział

Niema jednolitych kryteriów podziału tłuszczów – ze względu na ich różnorodność. Od dawna tłuszcze dzielono ze względu na ich konsystencję w temperaturze pokojowej.

Tłuszcze stałe są zwane tłuszczami, natomiast ciekłe – olejami – te zwyczajowe nazwy utrzymują się do dzisiaj.

Stosuje się również podział tłuszczów naturalnych wg ich pochodzenia, np. tłuszcze roślinne, tłuszcze zwierzęce (zwierząt lądowych, morskich), tłuszcze mleczne, lub wg dominującego w nich kwasu tłuszczowego np. tłuszcze z zawartością kwasu laurynowego, oleinowego, linolowego lub innego.

Nie wszystkie tłuszcze naturalne mogą być wykorzystane jako składnik pożywienia, dlatego dzielimy je na jadalne i techniczne, ale podział ten nie jest jednoznaczny, ponieważ tłuszcze z grupy jadalnych mogą być użyte do celów technicznych i odwrotnie.

Można również dzielić tłuszcze (oleje) także na podstawie ich zdolności do wysychania tzn. przemiany cienkiej warstwy w stan stały pod wpływem tlenu na : nie schnące (o dużej zawartości kwasów nienasyconych i monoenowych), półschnące (o przeważającej zawartości kwasu linolowego) i schnące (z duża zawartością kwasu linolowego).

Tłuszcze naturalne, które w wyniku różnych zabiegów technologicznych zostają przekształcone w nowe tłuszcze lub produkty tłuszczowe, zwane są tłuszczami modyfikowanymi  (np. tłuszcze uwodornione, przeestryfikowane, emulsje tłuszczowe).

Skład naturalnych tłuszczów

Skład kwasów tłuszczowych naturalnych triacylogliceroli znacznie się zmienia. Poszczególne rodzaje tłuszczów charakteryzują się określonym składem.

Ogólnie biorąc, w tłuszczach roślinnych przeważają kwasy nienasycone a w tłuszczach zwierzęcych nasycone.

W składzie kwasów tłuszczowych tłuszczów zapasowych wyższych zwierząt lądowych występują prawie wyłącznie 16- i 18- węglowe kw. tłuszczowe .

Z kwasów tłuszczowych nienasyconych, obecnych głównie w tłuszczach naturalnych pochodzenia roślinnego, należy wymienić kwas oleinowy, dwunienasycony kwas linolowy i trójnienasycony kwas linolenowy.
Natomiast najczęściej spotykane w żywności kwasy nasycone to: palmitynowy i stearynowy.

Oprócz triglicerydów i tłuszczów złożonych we wszystkich tłuszczach pożywienia znajdują się inne składniki nazywane frakcją niezmydlającą, ponieważ nie ulegają one procesowi zmydlania pod wpływem alkalii. Największy udział w tej frakcji tłuszczów mają związki sterolowe do których należy cholesterol. Jest to związek charakterystyczny dla tłuszczów zwierzęcych, w tłuszczach roślinnych cholesterolu prawie niema, natomiast są w nich obecne sterole roślinne.

Pochodzenie i otrzymywanie

Ogólnie biorąc, tłuszcze właściwe dzielimy na tłuszcze roślinne i zwierzęce. Różnica, między tłuszczem roślinnym a zwierzęcym polega głównie na ich składzie chemicznym, z którego wynikają różnice we właściwościach fizycznych i chemicznych. Tłuszcze zwierzęce (z wyjątkiem tranu rybiego) zawierają głównie glicerydy kwasów tłuszczowych nasyconych, podczas gdy tłuszcze roślinne - glicerydy kwasów tłuszczowych nienasyconych.

Należy jednak zdawać sobie sprawę z tego, że tłuszcze jako produkty naturalne zawsze zawierają w stanie związanym pewną ilość kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych, z przewagą nasyconych w tłuszczach zwierzęcych, a nienasyconych w roślinnych. Tłuszcze powstają w reakcji biosyntezy zarówno u roślin jak i zwierząt. U zwierząt gromadzą się w tkankach, a szczególnie w tkance podskórnej, w fałdach jamy brzusznej, w okolicach nerek i w wątrobie. Tłuszcz znajduje się zawsze w mleku ssaków; w mleku krów zawiera przeciętnie 3-4% tłuszczu.
     W roślinach tłuszcze występują głównie w nasionach, a także w liściach i korzeniach. Największe ilości tłuszczu roślinnego zawierają nasiona roślin oleistych - rzepaku, lnu, konopi, soi, słonecznika, a również pestki dyni i arbuzów.
              Tłuszcze znajdują się również:

-          w warzywach i owocach, lecz zawierają ich bardzo małą ilość od 0,1 do 0,4%

-          w nasionach roślin strączkowych, np. w soi i orzechach arachidowych jest ich dużo więcej bo aż około 40%

-          w orzechach np. włoskich do 51%

-          w produktach zbożowych np. owies i kukurydza do 5%

Tajemnice produkcji olejów

Pierwszym etapem produkcji olejów jest ich wyodrębnianie z surowca.

Prowadzi się je przez: wytłaczanie lub ekstrakcję rozpuszczalnikami chemicznymi albo też przez jednoczesne stosowanie obydwu procesów: wytłaczania i ekstrakcji. Obecnie najczęściej do otrzymywania olejów z nasion stosuje się wstępne tłoczenie, a następnie ekstrakcję rozpuszczalnikami.

Tłoczenie na zimno jest najwcześniej stosowanym sposobem otrzymywania tłuszczów roślinnych. Stosuje się do tego prasy ślimakowe, surowiec przed tłoczeniem oleju musi być dokładnie oczyszczony, a następnie wysuszony w temp. 32-38 °C. Konieczne jest także jego dokładne rozdrobnienie i tzw. kondycjonowanie, podczas którego poddaje się go działaniu temp 85-90°C przez około 39 min. – ten proces ma na celu ułatwienie wydobycia oleju. Po takich zabiegach można już przeprowadzić tłoczenie. Oleje najlepszej jakości można uzyskać poprzez tłoczenie na zimno czyli w niskich temperaturach – lecz niekiedy trzeba podwyższyć ciśnienie do 160 MPa co z kolei powoduje wzrost temp i pogarsza jakość oleju.

              Olej z surowców oleistych podczas tłoczenia jest poddawany oczyszczaniu za pomocą specjalnych sit, następnie wykonywana jest sedymentacja i wirowanie. Po tych operacjach powstaje czysty olej, oczyszczony bez prowadzenia rafinacji metodami chemicznymi. Taki olej ma niezmienioną, naturalną zawartość substancji zapobiegających utlenianiu witamin: A i E oraz fosfolipidów. Jest również zachowana struktura nienasyconych kwasów tłuszczowych.

Takie oleje można kupić np. w sklepach ze zdrową żywnością lecz ich cena jest zwykle wysoka ze względu na ich drogą produkcję.

              Kolejnym sposobem otrzymywania oleju jest metoda ekstrakcyjna. Ma ona celu zwiększenie ilości oleju z surowca i przyśpieszenie procesu produkcji.

Surowiec pozostały po wstępnym tłoczeniu poddaje się procesowi ekstrakcji ciągłej, podczas której poddany jest działaniu rozpuszczalników chemicznych. Jako rozpuszczalnik ułatwiający wydobycie tłuszczów z nasion najczęściej stosuje się heksan lub benzynę ekstrakcyjną, po procesie ekstrakcji z wydobytego oleju usuwany jest rozpuszczalnik poprzez odparowywanie w temp. około 120°C. Obecnie ekstrakcję olejów prowadzi się z pominięciem wstępnego tłoczenia.

              Oleje otrzymane metoda ekstrakcyjną muszą być poddane procesowi rafinacji, czyli oczyszczania. Proces ten przeprowadza się po to, aby z oleju surowego uzyskać produkt czysty, zdatny do spożycia. Podczas rafinacji usuwane są zanieczyszczenia pochodzące z opakowań i środków transportu. Pozbawione są także kwasów tłuszczowych, steroli roślinnych, barwników, prowitamin i witamin A, E, alkoholi i wosków.

Wirowanie – usunięcie substancji fosfolipidowych i substancji śluzowych poprzez ogrzanie w temp 60-70°C, dodanie kwasu fosforowego i wodorotlenku sodowego , następnie taki olej jest przemywany kilkakrotnie gorącą wodą i każdorazowo odwirowywany.

Wymrażanie (winteryzacja) - polega na suszeniu tego oleju pod obniżonym ciśnieniem, w niektórych olejach dodatkowo usuwane są woski powodujące ich mętnienie (m.in. ze słonecznikowego).

Kolejną czynnością jest usuwanie barwników przechodzących do olejów z roślin, w tym celu do wysuszonego oleju dodaje się tzw. ziemi bielącej i węgla aktywnego, które absorbują chlorofile oraz karotenoidy, następnie oddziela się te substancje na specjalnych filtrach ciśnieniowych za pomocą pras filtracyjnych – tak oczyszczony olej kierowany jest do ostatniej operacji.

              Deodoryzacja (odwonienie) – podczas tego zabiegu usuwa się substancje nadające tłuszczom przykry lub silny swoisty zapach i smak, proces ten polega na ogrzaniu oleju do temp. 200-240°C, pod obniżonym ciśnieniem i równoczesnym wtrysku pary wodnej przegrzanej do temp. 300-320°C – substancje zapachowo smakowe są lotne więc w ten sposób są usuwane z oleju. Później następuje schładzanie i filtrowanie, gotowy produkt jest dostarczany do rozlewni, gdzie się go pakuje po czym trafia na półki sklepowe.

Tłuszcze – przegląd, występowanie, budowa i funkcje

TŁUSZCZE, inaczej lipidy, stanowią bardzo niejednorodną grupę nierozpuszczalnych w wodzie, ale rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych cząsteczek. Lipidy stanowią obok białek i cukrów, fundament struktury komórki, a także najbardziej efektywny materiał energetyczny. W grupie tej wyróżnia się lipidy proste, złożone i pochodne lipidowe, takie jak sterole i karotenoidy.

Podział lipidów:

1 Lipidy proste:

stanowią rozpuszczalnik dla wielu substancji nie mogących rozpuszczać się w wodzie, choćby niektórych spośród witamin. Wymienia się wśród nich

1. tłuszcze właściwe (trójglicerydy), dogodny materiał zapasowy, energetyczny i izolacyjny w tkankach zwierząt
2. woski - zapewniające ochronę przed zbyt silna utratą wody przez parowanie i owadami
3. estry kwasów tłuszczowych

2. Lipidy złożone

- fosfolipidy - fundament struktury błon plazmatycznych

- glikolipidy - wchodzące w skład rdzenia kręgowego i białej substancji mózgu

3. Sterydy (steroidy)

- sterole - istotny składnik zwierzęcych błon, chodzi tu zwłaszcza o cholesterol, początkowy element szlaków syntezy innych steroidów, jak kwasy żółciowe i hormony kory nadnercza i gruczołów płciowych, a także witaminy z grupy D. Cholesterol umacnia strukturę błon, w stanie chorobowym może się akumulować prowadząc do powstawania kamieni żółciowych i wywiązywania się miażdżycy (złogi cholesterolu na ścianach naczyń). Dopuszczalny poziom całkowitego cholesterolu we krwi to 5,2 mmol/l krwi, poziom wyższy grozi wspomnianą miażdżycą.

- witamina D - zwiększa efektywność wchłaniania wapnia w jelitach, jest absolutnie konieczna do zachowania odpowiedniej struktury kości

- hormony sterydowe - biorą udział w regulacji różnorakich procesów zachodzących podczas przemiany materii i nie tylko (estrogen, progesteron, testosteron)

- sole kwasów żółciowych - znacznie ułatwiają trawienie tłuszczów (produkowane w wątrobie i woreczku żółciowym)

Rodzaje kwasów tłuszczowych:

- nienasycone - pomiędzy niektórymi atomami węgla występuje wiązanie podwójne, forma ciekła

- nasycone - tylko pojedyncze wiązania między atomami węgla, stały stan skupienia

Inny podział tłuszczów:

- JADALNE

mieszaniny glicerydów, kwasów tłuszczowych, innych tłuszczów (mniejsze ilości) oraz niektórych witamin. Forma naturalna bądź przetworzona. Stanowią istotny, bogaty w energię element ludzkiej diety. Mogą występować w formie stałej (masło, smalec, margaryna) lub ciekłej (olej). Są wysokokaloryczną częścią pokarmów, ich wartość odżywcza uwarunkowana jest składem kwasów tłuszczowych. Kluczowe znaczenie w prawidłowym odżywianiu mają tak zwane niezbędne, nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT).

Wśród zwierzęcych tłuszczów jadalnych wymienić należy: łój, smalec, masło, oleje zwierzęce (np. tran), natomiast roślinnymi są oleje roślinne, produkowane z nasion bądź owoców roślin oleistych.

- OBOJĘTNE - najbardziej efektywna pod względem energetycznym forma zapasowa.

Cząstka kwasu tłuszczowego tworzona jest przez cząsteczki trójwęglowego alkoholu z grupą hydroksylową przy każdym z atomów węgla, czyli glicerolu i od jednego do trzech łańcuchów kwasu tłuszczowego, zawierającego grupę -COOH (karboksylową). W tym typie tłuszczów występuje około trzydziestu różnych kwasów tłuszczowych.

Podstawowe funkcje tłuszczowców:

- ważne źródło zapasowe energii chemicznej

- istotne hormony

- elementy budulcowe błon biologicznych (fosfolipidy)

- źródło energii