Окраска жиров от желтой до красной с различными промежуточными оттенками обусловлена наличием в них каротиноидов. Каротиноиды всегда содержатся в зеленых и желтых частях растений, а также во многих масличных семенах. В животных жирах их содержание зависит от состава корма животных и незначительно по величине.
В настоящее время известно около 100 каротиноидов. Их подразделяют на собственно углеводородные соединения, называемые каротинами, и кислородсодержащие производные (спирты, альдегиды, карбоновые кислоты и др.), которые объединяют под общим названием ксантофилов.
В молекулах каротиноидов находится цепь атомов с длинной системой сопряженных двойных связей и рядом ответвлений в виде метильных групп. Примером может служить строение молекулы b-каротина:
CH3 CH3 CH3 CH3
C C
CH2 C CH (CH C CH CH2) (CH CH C CH)2 CH C CH2
CH3 CH3
CH2 C CH3 C CH2
CH2 CH2
Желтый каротиноид желтка куриного яйца называют лутеином (C40H54(OH)2), в кукурузе найден каротиноид зеексантин (C40H54(OH)2).[ ]
Вещества, обуславливающие вкус и запах жиров.
Вкус и запах жиров определяют путем дегустации. Жир очень долго сохраняет свои специфические запах и вкус, если не происходит контакта с окислителями и биохимическими агентами. Это обусловлено большой абсорбционной способностью ацилглицеринов. Они легко поглощают и удерживают пары летучих веществ. Из-за этой способности жир, хранящийся рядом с веществами, имеющими свой запах, легко приобретает его.
Вкус и запах жиров обусловлены смесью большого числа веществ, принадлежащим к различным классам органических соединений. К ним относятся терпены, насыщенные и ненасыщенные альдегиды и кетоны, летучие жирные кислоты, сложные эфиры и др.[ ]
|
|
Таблица 2.4. Функции различных липидов, не относящихся к жирам или маслам. [ ]
Воска.
Используются у растений и животных в качестве
водоотталкивающего покрытия;
Образуют дополнительный защитный слой на
эпидермисе некоторых органов растений,
например листьев, плодов и семян;
покрывают кожу, шерсть и перья;
входят в состав наружного скелета насекомых.
Из воска пчелы строят соты.
Фосфолипиды.
Компоненты мембран.
Стероиды.
Желчные кислоты входят в состав желчи;
Половые гормоны.
Холестерол (отсутствует у растений)
Витамин D
Сердечные гликозиды
Некоторые другие гормоны (кортизон).
Терпены.
Вещества, обуславливающие аромат эфирных масел
растений (ментол у мяты, камфора)
Гиббереллины - ростовые вещества растений
Фитол, входит в состав хлорофилла
Каротиноиды - фотосинтетические ферменты
Натуральный каучук - линейный полимер изопрена.
Липопротеины.
Входят в состав мембран
В форме липопротеинов переносятся с кровью и
лимфой липиды, т. е. липопротеины - это
транспортная форма липидов.
|
Гликолипиды.
Компоненты клеточных мембран, а также компоненты
мембран хлоропластов.
 |
Карбоновые кислоты.
В жирах обнаружено свыше четырехсот карбоновых кислот различного строения, однако большинство из них присутствует в очень незначительном количестве. Наиболее распространенные в жирах кислоты (основные кислоты жиров) содержат от 12 до 18 атомов углерода. Они часто называются жирными кислотами. В состав многих жиров входят в небольшом количестве низкомолекулярные кислоты (С2 - С10). Кислоты с числом атомов углерода выше 24 присутствуют в восках. Основные кислоты, содержащиеся в природных жирах, приведены в таблице 2.5:
|
|
Таблица 2.5. Важнейшие жирные кислоты, выделенные из природных жиров.
| Кислота | число атомов углерода в цепи | Формула |
Предельные (жирные) кислоты
| арахиновая | C20 | CH3(CH2)18COOH |
| бегеновая | С22 | CH3(CH2)20COOH |
| каприловая | C8 | CH3(CH2)6COOH |
| каприновая | C10 | CH3(CH2)8COOH |
| капроновая | C6 | CH3(CH2)4COOH |
| лауриновая | C12 | CH3(CH2)10COOH |
| милиссиновая | С30 | CH3(CH2)28COOH |
| миристиновая | C14 | CH3(CH2)12COOH |
| монтановая | С28 | CH3(CH2)26COOH |
| пальмитиновая | C16 | CH3(CH2)14COOH |
| стеариновая | C18 | CH3(CH2)16COOH |
| церотиновая | С26 | CH3(CH2)24COOH |
Непредельные кислоты
| арахидоновая | С20 | CH3(CH2)3 (CH2 CH CH)2 (CH2)7COOH |
| линолевая | C18 | CH3(CH2)4CH CHCH2CH CH(CH2)7COOH |
| линоленовая | C18 | CH3CH2CH CHCH2CH CHCH2CH CH(CH2)7COOH |
| олеиновая | C18 | CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOH |
| элеостеариновая | C18 | CH3(CH2)3CH CHCH CHCH CH(CH2)7COOH |
| эруковая | C22 | CH3(CH2)7CH CH(CH2)11COOH |
Оксикислоты
| рицинолевая | С18 | CH3(CH2)5-CHOH-CH2-CH CH-(CH2)7COOH |
Циклические кислоты
      чаллидгровая
| С18 | (CH2)12COOH |
Из непредельных кислот, содержащихся в природных жирах, наиболее распространена олеиновая кислота. Во многих жирах она составляет больше половины от общей массы кислот и лишь в немногих жирах ее содержится меньше 10 %; олеиновая кислота присутствует во всех исследованных жирах. Линолевая и линоленовая кислоты присутствуют в значительных количествах в растительных маслах, для животных организмов они являются незаменимыми кислотами. В жирах животных присутствует арахидоновая кислота, содержащая четыре двойные связи, в жирах рыб и морских животных обнаружены кислоты с пятью, шестью и более двойными связями. [ ] Большинство ненасыщенных кислот липидов имеет цис- конфигурацию, двойные связи у них изолированы или разделены метиленовой группой (-CH2-). Кислоты, включающие окси-, кето-, эпоксигруппы, в большинстве природных объектов встречаются в незначительных количествах (исключение - рицинолевая кислота, содержание которой в касторовом масле достигает 85 %).
|
|
Из предельных кислот очень широко распространена пальмитиновая кислота. Она присутствует во всех жирах, причем в некоторых ее содержание превышает 10 - 15 % от общего содержания кислот. Широко распространены стеариновая и миристиновая кислоты. Стеариновая кислота содержится в больших количествах (25 % и более) в запасных жирах некоторых млекопитающих (в овечьем жире) и в жирах некоторых тропических растений, например в масле какао.
Принято разделять кислоты, содержащиеся в жирах, на две категории: главные и второстепенные кислоты. Главными считаются кислоты, содержание которых в жире превышает 10 %.[ ]
Большинство жиров содержат две или три главные кислоты и некоторые другие кислоты в меньшем количестве. Все кислоты распределены таким образом, что образуется по возможности большее число смешанных глицеридов («принцип равномерного распределения»). Иными словами, каждая молекула глицерида стремится к более гетерогенному составу. Например, масло какао содержащее в качестве основных кислот пальмитиновую, стеариновую и олеиновую в примерно равном молярном соотношении, состоит в большей степени из олеопальмитостеарина, тогда как трипальмитин, тристеарин и триолеин содержатся в незначительных количествах.
Липиды микроорганизмов.
В клетках микроорганизмов липиды выполняют самые различные биологические функции. Они входят в состав клеточных мембран, митохондрий, хлоропластов и других органелл. Липопротеиновые комплексы играют важную роль в процессах метаболизма. С ними в значительной степени связаны активный перенос различных веществ через пограничные мембраны и распределение этих веществ внутри клетки.
С составом липидов во многом связаны такие свойства микроорганизмов как термотолерантность и термофильность, кислотоустойчивость, вирулентность и другие признаки. Кроме того в микроорганизмах липиды могут выполнять функцию запасных продуктов. К таковым относится поли-b-гидроксимасляная кислота, образуемая многими бактериями, и триацилглицерины, накапливаемые в больших количествах некоторыми дрожжами и другими представителями грибов.
Систематическое изучение липидов микроорганизмов началось с исследований дрожжей немецкими учеными Нэгели и Левом в 1878 г. Общее количество липидов микроорганизмов колеблется от 0,2 до 10 % от абсолютно сухих веществ клетки. Однако в условиях, благоприятных для накопления этих продуктов метаболизма, содержание липидов может достигать 60-70 %. Способностью к такому «сверхсинтезу» липидов обладают лишь некоторые представители микроорганизмов. Некоторые виды приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6. Максимальное содержание липидов у некоторых микроорганизмов.
| микроорганизм | липиды по отн. к сухому веществу клеток, % |
| Actinomyces albaduncus | 42-57 |
| Alcaligenes eutrophus | 40-60 |
| Blaceslea trispora | 54-56 |
| Cryptococcus terricolus | 65-70 |
| Lipomyces lipoferus | 50-63 |
| Mycobacterium smegmatic | 35-36 |
Cостав липидов различных микроорганизмов очень неодинаков. У бактерий, как правило, много фосфолипидов. Микобактерии содержат значительное количество восков. Жирные кислоты у эубактерий обычно содержат от 10 до 20 атомов углерода (преимущественно 15-19). Микобактерии, коринебактерии и нокардии содержат в составе липидов кроме обычных кислот, своеобразные, характерные только для этих микроорганизмов миколовые кислоты, представляющие собой высокомолекулярные b-гидроксикислоты с длинной алифатической цепью в a-положении.
ЖКС липидов мицелиальных грибов во многом идентичен составу растительных масел. В связи с этим грибные липиды могут найти применение в различных отраслях народного хозяйства (сельское хозяйство, лакокрасочная промышленность, производство медицинских препаратов). В последние годы среди мицелиальных грибов обнаружены высокоактивные продуценты арахидоновой кислоты и разработан способ ее трансформации в некоторые биологически активные вещества.
Некоторые виды дрожжей и мицелиальных грибов обладают способностью образовывать внеклеточные липиды. Их состав и причины образования до конца не изучены. Фракционный состав внутренних липидов некоторых видов дрожжей приведен в таблице.
Таблица 2.7. Состав дрожжевых липидов.
| фракция | Lipomyces starkeyi | Lipomyces lipoferus | Sporobolomyces roseus |
| фосфолипиды | 2,2 | 4,3 | 3,3 |
| стерины | 2,5 | 5,3 | 3,7 |
| моно- и диацилглицерины | 4,6 | 5,7 | 4,8 |
| св. жирные кислоты | 16,4 | 2,6 | 10,1 |
| триацилглицерины | 71,4 | 78,1 | 72,2 |
| стерин. эфиры, воска | 1,2 | 1,7 | 2,1 |
Как видно из таблицы, среди отдельных фракций дрожжевых липидов наибольший удельный вес занимают триацилглицерины. Аналогичный фракционный состав имеют липиды мицелиальных грибов и водорослей.
Из разных микроорганизмов дрожжи обладают рядом свойств (быстрота роста, нетребовательность к составу среды и т. д.), позволяющих рассматривать их как наиболее перспективный на ближайшее время источник промышленного получения липидов. В качестве продуцентов липидов можно также использовать мицелиальные грибы и микроформы водорослей. Известный интерес (как источники специфических жирных кислот, фосфолипидов и восков) представляют бактериальные продуценты.