Просто о ферментах. Почему они так полезны?: читать начало книги онлайн

Вот, например, несмотря на расхожее мнение, что в животных жирах нет ненасыщенных жирных кислот, иногда они не только присутствуют, но даже и лидируют по содержанию. Вот, например, основные остатки (первые 5 из 170!) жирных кислот, входящие в состав молочного жира:

• олеиновая;

• пальмитиновая;

• миристиновая;

• стеариновая;

• линолевая.

Из них ненасыщенные первая и последняя, и суммарно они составляют более трети от общего содержания жирных кислот.

И напротив, в пальмовом масле примерно поровну остатков насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, что позволяет его разделить (фракционировать) на условно твердое (пальмовый стеарин, используется потом в мыловарении, например) и жидкое (пальмовый олеин). Не путайте с пальмоядровым маслом, в котором остатков насыщенных жирных кислот уже 80 %, что больше, чем в молочном жире! Вот такое растительное маслице.

Справедливо будет также рассказать о самых классических примерах жиров – твердом животном жире, в котором только в небольшом количестве присутствуют остатки ненасыщенных жирных кислот. Например, в свином жире (сале) их доля лишь 6 %. И напротив, в оливковом масле максимально высокая доля содержания остатков ненасыщенной олеиновой кислоты. Это омега‑9 ненасыщенная кислота, что указывает на наличие двойной связи между 9‑м и 10‑м, если считать с конца, атомами углерода.

Внимательный читатель наверняка уже обратил внимание на слово «омега» в прошлом абзаце. Да, омега – настоящий Фигаро нашего времени, или, как говорила мама дяди Федора из Простоквашино его «и там, и тут передают». Вокруг этой омеги уже буквально сложился целый сонм легенд. Для химика же это группа полиненасыщенных (то есть содержащих несколько двойных связей) жирных кислот, которые входят в состав некоторых жиров.

Вы уже немного знакомы с омега‑9 жирными кислотами, также широко известны омега‑3 и омега‑6 жирные кислоты. Омега‑3 входят в состав преимущественно животных жиров, например рыбьего жира. В скромном количестве они также содержатся в некоторых водорослях. Омега‑6, напротив, содержатся преимущественно в растительных маслах (льняное, рапсовое, кунжутное масло).

Исследования влияния омега‑3 жирных кислот на организм человека длятся с 30‑х годов XX века, и до сих пор не были получены однозначные ответы. Длительные исследования особенностей коренных народов Севера, в частности, гренландских инуитов, позволили выявить связь между диетой, богатой жирной рыбой, и низким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Самыми известными омега‑3 жирными кислотами являются докозагексаеновая (ДГК) и эйкозапентаеновая кислоты (ЭПК). Они являются незаменимыми для человека (синтезировать сами мы их не можем) и играют важную роль в поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы и развитии мозга. Так, ООН установила норму потребления ДГК для беременных женщин – не менее 200 мг в день. ДГК и ЭПК мы должны получать из пищи в достаточном количестве, при этом ни отечественные клинические рекомендации, ни американский Food and Drug Administration[3] к 2023 году не обозначили четкие нормы потребления каждой из этих жирных кислот. Рекомендовано употреблять в пищу не реже двух раз в неделю рыбу – предполагают, что такого количества будет достаточно. Также омега‑3 жирными кислотами богаты, например, семена льна, которые могут быть более доступны обывателю, нежели жирная морская рыба.

При всех достоинствах жиров животных, особенно из рыбы, проще и дешевле получать жиры растительные. Обычно они жидкие, но интересно отметить, что ученые уже более 100 лет назад научились из жидких масел растительного происхождения получать твердые. Чтобы разобраться в этой технологии, узнать, что же такое маргарин и чем все же опасны трансжиры, давайте познакомимся с процессом гидрирования.

Как вы уже знаете, в ненасыщенных жирных кислотах присутствуют двойные связи между атомами углерода. При этом содержание атомов водорода в них ниже, чем в насыщенных жирных кислотах. Для превращения жидких жиров, богатых остатками ненасыщенных жирных кислот, в твердые, близкие по свойству к животным жирам, нужно добавить в молекулу атомы водорода, при этом двойная связь между атомами углерода превращается в одинарную, «как у всех». Процесс присоединения водорода к ненасыщенным остаткам жирных кислот в жирах называется гидрогенизация (от hydrogen – водород). Это сравнительно старая технология, ее основы были заложены еще в 1902году химиками Вильгельмом Норманом и Сергеем Фокиным, а применена на практике эта технология была в Российской империи еще в 1908 году.

Гидрогенизируют в основном подсолнечное, хлопковое, соевое масло – дешевое сырье и получают продукты, напоминающие животный жир (сало или сливочное масло – называют саломас). Гидрогенизация требует использования никелевых, никель-медных, металлокерамических и прочих катализаторов, веществ, которые будут ускорять химическую реакцию. Помимо целевого процесса гидрирования, например превращения линолевой кислоты в олеиновую, а затем в стеариновую, может протекать и побочный процесс, такой как образование тех самых трансжиров. Здесь также происходит разрушение молекулы триглицерида и последующая реакция между жирными кислотами и металлами катализатора. Попросту говоря, омыление – делали масло, получили мыло.

Таким образом, в типичном процессе гидрогенизации растительного масла до твердого жира «саломаса» накапливается много побочных продуктов, в том числе грозных трансжиров. В составе продуктов, содержащих гидрогенизированные жиры (а значит, и трансжиры), обязательно указывается либо «гидрогенизированные жиры», либо жир «кондитерский, кулинарный, фритюрный», либо «маргарин».

Хотя справедливости ради маргарином называют и полностью гидрированные жиры, в которых никаких двойных связей уже нет. За дешевизну его часто используют в производстве бюджетных кондитерских изделий (печенья, булок, тортов) и глубокопереработанных продуктов (сосисок и колбас, блюд во фритюре).

Витамины

Помимо белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот в организме в небольшом количестве присутствуют молекулы, без которых жизнь наша будет либо совершенно чахлой, либо вовсе не будет существовать. За способность дарить полноценную жизнь эта группа веществ получила название витамины.

Впервые этот термин предложил польско-американский химик Казимир Функ, который исследовал биологически активные вещества. Строго говоря, витамины – это вещества-биорегуляторы, необходимые лишь в небольших количествах для нормальной жизнедеятельности организма. Организм Homo Sapiens не может синтезировать витамины без дополнительных внешних факторов (например, ультрафиолетовое воздействие для витамина D), так что они должны поступать с пищей.

Но человечеству в неявной форме витамины были известны давно. Так, в древнем Китае была описана болезнь «бери-бери», связанная с тяжелой невропатией. Выяснилось, что лучшим лечением этой болезни был отвар рисовой шелухи. Эти опыты систематически провел и описал в конце XIX века Христиан Эйкман в рамках своей экспедиции на остров Ява. В 1906 году он сформулировал вывод о том, что неочищенный рис содержит особый «фактор». Сегодня мы знаем, что болезнь «бери-бери» вызвана грубым дефицитом витамина В₁, а многие необработанные злаки, в том числе бурый рис, содержат большое количество этого витамина.

В 1880 году русский врач-педиатр Николай Иванович Лунин провел эксперимент на мышах, разделив их на две группы. Первая группа получала коровье молоко, а вторая – смесь питательных веществ, известных к тому времени: белков, жиров, углеводов и некоторых солей. Через некоторое время мыши из второй группы начали болеть и умирать, в то время как мыши из первой группы оставались здоровыми. Лунин предположил, что в молоке есть «что-то еще», но что именно – выяснить не успел.

Спустя почти 50 лет интенсивной работы многих ученых по всему миру стала ясна важность адекватного потребления витаминов и гармоничного функционирования всех биологических процессов. В 1929 году Эйкман совместно с британцем Хопкинсом получит Нобелевскую премию по физиологии за «Вклад в открытие витаминов» и «За открытие витаминов, стимулирующих процессы роста» соответственно.

На сегодняшний день мы насчитываем 13 витаминов. Первым из них был витамин А, выделенный в 1913 году из рыбьей печени. А последний, витамин В9, он же фолиевая кислота, открыт в 1941 году – и снова в печени. Получается, все витамины были открыты за крайне малое время с точки зрения науки. В течение XX века некоторые вещества, например холин, были исключены из списка витаминов – они встречаются в организме в гораздо большем количестве, нежели истинные витамины, и выполняют функции не только биорегуляторов.

Те, что остались, делятся на две группы: жирорастворимые и водорастворимые. К первой группе относятся витамины А, Е, D и К, а ко второй группе относят 8 витаминов группы B, а также витамин С.

С точки зрения химии жирорастворимые витамины представляют собой гидрофобные вещества, которые вовсе не хотят растворятся в воде. Их надо употреблять с жирными продуктами.

То же самое касается витамина Е, который широко представлен в растительных продуктах, особенно семечках. Витамин Е был открыт как антистерильный фактор в опытах на крысах. Самки, которые получали рацион, бедный витамином Е, оказались неспособны обзавестись потомством.

Биологическая роль витамина E заключается в защите мембран клеток от окисления, поддержании процессов клеточного дыхания и регуляции менструального цикла у женщин и сперматогенеза у мужчин. Воистину, витамин, дарящий жизнь, и содержится он только в растительных продуктах. В животных (даже в самой замечательной жирной рыбе) его нет вовсе.

Витамин К получил свое название от немецкого слова Koagulationsvitamin – витамин, способствующий коагуляции (или свертыванию крови).

[3] Food and Drug Administration (сокращ. FDA) – управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов