Эмульгирование жира — Справочник химика 21
Липаза поджелудочной железы выделяется я малоактивной форме и активируется желчными кислотами. Значение желчных кислот в переваривании жира очень велико. Они являются не только активаторами липазы. Будучи поверхностно-активными веществами, желчные кислоты способствуют. эмульгированию жиров, что уве- [c.184]Нарушения жирового обмена. В жировом обмене велика роль печени. В печени вырабатывается желчь, а, как указывалось выше, желчные кислоты активируют липазу, способствуют эмульгированию жиров, всасыванию жирных кислот и холестерина. Следовательно, заболевания печени, связанные с нарушением секреции желчи, закупорка желчного протока и воспаление желчного пузыря приводят к нарушению обмена липидов. [c.165]
Работа № 72 Эмульгирование жира [c.141]
Расщепление триглицеридов в желудке взрослого человека невелико, но оно в определенной степени облегчает последующее переваривание их в кишечнике.
Поэтому растворы мыл имеют щелочную реакцию, что также способствует эмульгированию жиров. [c.167]
Обезжиривание в щелочных растворах сводится к омылению животных и растительных жиров и эмульгированию жиров различного происхождения.
Основные функции желчи. Эмульсификация. Соли желчных кислот обладают способностью значительно уменьшать поверхностное натяжение. Благодаря этому они осуществляют эмульгирование жиров в кишечнике, растворяют жирные кислоты и нерастворимые в воде мыла. Нейтрализация кислоты. Желчь, pH которой немногим более 7,0, нейтрализует кислый химус, поступающий из желудка, подготавливая его для переваривания в кишечнике.
Экскреция. Желчь-важный носитель экскретируемых желчных кислот и холестерина. Кроме того, она удаляет из организма многие лекарственные вещества, токсины, желчные пигменты и различные неорганические вещества, такие, как медь, цинк и ртуть. Растворение холестерина. Как отмечалось, холестерин, подобно высшим жирным кислотам, представляет собой нерастворимое в воде соединение, которое сохраняется в желчи в растворенном состоянии лишь благодаря присутствию в ней солей желчных кислот и фосфатидилхолина. При недостатке желчных кислот холестерин выпадает в осадок, при этом могут образовываться камни. Обычно камни имеют окрашенное желчным пигментом внутреннее ядро, состоящее из белка. Чаще всего встречаются камни, у которых ядро окружено чередующимися слоями холестерина и билирубината кальция. Такие камни содержат до 80% холестерина. Интенсивное образование камней отмечается при застое желчи и наличии инфекции. При застое желчи встречаются камни, содержащие 90-95% холестерина, а при инфекции могут образовываться камни, состоящие из билирубината кальция.
Велико значение эмульсий в жизни человека. Жиры являются необходимой составной частью питания между тем, они нерастворимы в водной среде, составляющей основу жизнедеятельности организма. Поэтому организм хорошо усваивает только эмульгированные жиры например, молоко, сливки, сметану, сливочное масло. Другие жиры, потребляемые с пищей (растительное масло, животный жир), усваиваются только после перевода их в эмульгированное состояние, вначале в желудке, а затем — в двенадцатиперстной кишке, куда поступает желчь, содержащая холевые кислоты.
Известно далее, что эти щелочи под влиянием воды гидролизуются с частичным образованием свободной едкой щелочи, а гидролиз мыла в присутствии тех же углекислых щелочей ослабевает, даже подавляется Таким образом, процесс образования мыла легко может начаться и также, за счет сдвига равновесия, продолжаться, особенно при обновлении зольных щелоков, нагревании и т.
Как видно из приведенного примера (рис. 7), желчь (собственно соли желчных кислот) имеет большое значение для переваривания даже такого сильно эмульгированного жира, как жир молока. Роль желчи для переваривания других жиров еще важнее, так как, помимо активации липазы, желчь переводит жиры в эмульгированное состояние (а также способствует всасыванию жирных кислот).
Считают, что только комбинация соль желчной кислоты + ненасыщенная жирная кислота + моноглицерид придает необходимую степень эмульгирования жира. Соли желчных кислот резко уменьшают поверхностное натяжение на поверхности раздела жир/вода, благодаря чему они не только облегчают эмульгирование, но и стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию. [c.365]
Практическое применение. Широкое применение нашли соли высших кислот — мыла, — моющее действие которых заключается в эмульгировании жиров и масел и суспендировании мельчайших твердых частичек грязи.
Моющее действие мыльных растворов заключается в эмульгировании жиров и масел и суспендировании мельчайших твердых частичек грязи. Очевидно, что моющее действие будет тем сильнее выражено, чем выше стойкость образующихся эмульсий или суспензий. Стойкость эмульсий зависит главным [c.301]
В желудочном соке содержится небольшое количество липазы, активной в кислой среде и действующей только на предварительно эмульгированные жиры, например, на жиры молока. В результате расщепления образуются глицерин и жирные кислоты. Этот процесс играет особенно большую роль в усвоении жиров молока детьми грудного возраста. Основная масса потребляемого с пищевыми продуктами жира поступает из желудка в тонкие кишки в неэмульгированном виде.
Желчные кислоты. Желчные кислоты, вырабатываемые печенью, играют очень важную роль в пищеварении, способствуя эмульгированию жиров.
В последнее время доказано, что они образуют устойчивые клатратные соединения (см. гл. 4, разд. 8) со многими природными жирными кислотами. Важ-
В поле постоянного тока ускоряются процессы формирования и осаждения коагулированной взвеси, полученной при обработке сульфатом алюминия мутных вод [126] повышается степень очистки воды от органических и неорганических примесей фильтрованием [127, 128] улучшается отделение эмульгированных жиров [129] и водорослей [130, 131]. С увеличением концентрации взвешенных веществ и ростом напряженности электрического поля эффективность обработки воды повышается [126, 130, 132]. [c.276]
Химические методы обработки поверхности включаю обезжиривание, травление, а гакже применение модификаторов ржавчины. Обезжириванием называют процесс растворения или эмульгирования жира и масел с помощью химически активных веществ. Осуществляется промывкой деталей в щелочных растворах, органических растворителях, водных моющих средствах [ 7 ].
Поддерживаемая таким образом слабощелочная среда в растворе моющего средства способствует эмульгированию жиров. [c.291]
РАСТВОРЕНИЕ И ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ ЖИРОВ [c.107]
В желудке жиры и липоиды не подвергаются значительному изменению, так как под влиянием имеющегося в желудке фермента липазы расщепляются только эмульгированные жиры (например, жир молока). Гидролитическое расщепление жиров и жироподобных веществ происходит в кишечнике под влиянием липазы и других ферментов, вырабатываемых поджелудочной железой. Небольшое количество липазы выделяется слизистой оболочкой кишечника и присутствует в кишечном соке. Липаза поджелудочной железы выделяется в малоактивной форме и активируется желчью.
Работа Л о 72. Эмульгирование жира Работа № 73. Влияние желчи и мыла на поверхностное [c.339]
В капиллярной дефектоскопии наиболее успешно используются ультразвуковые колебания промышленных частот на операциях подготовки изделия к контролю, очистке, обезжиривании.
Происходящие при этом ультразвуковые диспергирование и эмульгирование только ускоряют очистку и повышают ее качество. [c.607]Как происходит эмульгирование жиров [c.166]
Гидролитический распад жиров катализируется ферментами липазами, которые содержатся в соке желудка, поджелудочной железы и топкого кишечника. Роль желудочной липазы у взрослого человека весьма невелика, так как фермент катализирует расщепление лишь тонко-диспергированных, предварительно эмульгированных жиров (например, молочного). Значительная роль в переваривании жиров принадлежит липазе поджелудочной железы. Расщепление жироп происходит главным образом в тонком кишечнике. [c.184]
Исследование действия эмульгаторов на жир. В тонком кишечнике гидролизу подвергаются только эмульгированные жиры. Основной эмульгатор -желчтгые кислоты, по опр( деле]пп.1Ми эмульгирующими свойствами обладают к бикарбонаты кишечного и панкреатического соков, белковые вещества и в сравнительно небольшой степени мыла, содержащиеся п полости кишечника.
[c.187]
Если анион мал (К = Н, СНз, СаНб, СзН ), то он нормально растворяется в воде, хотя это и происходит за счет сольватации только карбоксильной части аниона. Если же К — длинная углеводородная цепь, например СхбНзх, С17Н35 и т. п., то такой остаток, как и углеводороды, нерастворим в воде (гидрофобен), в то время как карбоксильная часть аниона сохраняет свою гидрофильность. В силу этой противоположности молекулы мыла концентрируются на поверхности воды, покрывая последнюю лоем, в котором карбоксил-анионы погружены в воду, а жирные радикалы обращены к поверхности. Если на воду налить слой углеводорода или масла, жирные радикалы растворятся в нем и все молекулы мыла будут стремиться разместиться ва поверхности раздела. При этом поверхностное натяжение, являющееся мерой сил, стремящихся сократить поверхность, резко уменьшится. Поверхность раздела возрастет, что может быть достигнуто лишь распределением одной жидкости в другой капельками (эмульгирование). При добавлении мыла к смеси воды и несмешивающейся с ней органической жидкости образуются стабильные эмульсии, что широко применяется в разных областях народного хозяйства.
Таким способом готовят, например, эмульсии высших углеводородов нефтяных фракций для борьбы с вредителями садов. Поскольку загрязнения на теле и белье являются в основном жировыми загрязнениями, нерастворимыми в воде, водой они не отмываются, но при эмульгировании жира в мыльной воде уносятся с струей воды. [c.171]
После того как химус попадает в двенадцатиперстную кишку, прежде всего происходит нейтрализация попавшей в кишечник с пищей соляной кислоты желудочного сока бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соках. Выделяющиеся при разложении бикарбонатов пузырьки углекислого газа способствуют хорошему перемешиванию пищевой кашицы с пищеварительными соками. Одновременно начинается эмульгирование жира. Наиболее мощное эмульгирующее действие на жиры оказывают соли желчных кислот, попадающие в двенадцатиперстную кишку с желчью в виде натриевых солей. Большая часть желчных кислот конъюгирована с глицином или таурином. По химической природе желчные кислоты являются производными холановой кислоты [c.
364]
Все липолитические ферменты являются глобулярными, водорастворимыми белками. Поскольку липиды нерастворимы в воде, гидролиз происходит лишь на поверхности раздела между липидами и водной фазой. В связи с этим скорость реакции в значительной степени определяется тшощадью этой границы раздела и поэтому, чем выше степень эмульгирования жира, чем меньше липидные мицеллы, тем больше величина доступной поверхности. [c.317]
Соли высших кислот, называемые мылами, находят широкое практическое применение. Их моющее действие заключается в эмульгировании жиров и масел и суспендировании мельчайших твердых частичек грязи. Лучше всего удаляют загрязнения растворимые в воде мыла (обычно натриевые и калиеаые соли высших жирных кислот), которые составляют основу туалетного, хозяйственного и технического мыла. Мыла применяются также -для стаби- [c.522]
Желчные кислоты составляют основную часть сухого вещества желчи. Они вырабатываются клетками печени и поступают в желчный пузырь, откуда затем выделяются в кишечник, где играют важную роль в пищеварении.
Будучи поверхностно-активными веществами, стероидные кислоты способствуют эмульгированию жиров и других водонерастворимых частей пищи. Только в виде тонкой эмульсии жиры доступны действию пищеварительных ферментов и способны всасываться кишечником. В случае нарушения процессов биосинтеза и функционирования желчных кислот возникают заболевания печени и желчного пузыря, в частности, желчно-каменная болезнь. При этой патологии из-за ухудшения растворимости холестерина он выпадает в желчном пузыре в виде Тсюрдых оСразований, именуемых желчными камнями. Правда, не все так просто и не все желчные камни состоят из чистого холестерина. Некоторые из них имеют примесь кальциевых солей, желчных пигментов и других веществ. Иногда холестерин составляет лишь меньшую часть этого патологического конгломерата или отсутствует вовсе. Интересно, что урсодезоксихолевая кислота 2.991 способствует растворению желчных камней и исиользуется для лечения желчно-каменной болезни. Таково же действие хенодезоксихолевой кислоты.
[c.275]
Очистка тканей, посуды и т. п. усложняется тем обстоятельством, что существует много разных видов загрязнений. Жиры могут быть удалены экстрагированием растворителями, но этот процесс дорог, связан с потерями,вредностью и пожароопасностью. С незапамятных времен мытье производится водой с добавлением веществ, называемых моющими средствами. Что их главная функция заключается в эмульгировании жира и суспензировании твердых частичек грязи в воде, т. е. в дефлокулирующем действии,— об этом говорит тот факт, что старейшим моющим средством является фуллерова земля, высокодисперсная глина, известная по своему дефлокулирующему действию. Ввиду разнообразия загрязнений, подлежащих удалению, й условий проведения очистительных операций очевидно, что общая оценка относительной эффективности моющих средств невозможна. Однако можно все же стандартизовать условия загрязнения и отмывания, так чтобы относительные результаты испытаний, соответствующие практической ценности моющего средства, могли служить для решения вопросов о применимости в промышленности тех или иных методов.
Пожалуй, лучшим способом является загрязнение ткани в определенных условиях смесью масла, сажи и летучего растворителя и сравнение образцов после тщательного их мытья с применением испытуемых моющих средств и какого-либо стандартного, эффективность которого известна. О важном значении в моющем действии диспергирующей силы говорит тот факт, что способность моющего средства очищать ткани соответствует его способности диспергировать в воде частички сажи, двуокиси марганца, окиси железа и тому подобных веществ. Прямое определение этой диспергирующей силы является, таким образом, вторым важным методом характеристики моющих средств. [c.270]
Жиры обладают довольно большим поверхностным натяжением, которое спбсобствует сливанию их в общую массу. Фермент липаза не может проникнуть в глубь такой массы, а поэтому необходимым условием гидролитического расщепления жиров является их эмульгирование. В состоянии эмульсии поверхность жиров сильно увеличивается, что значительно облегчает и ускоряет действие липаз.
Эмульгирование жиров происходит в тонких кишках. [c.61]
Суровое щерстяное волокно содержит различные примеси и загрязнения, которые затрудняют процесс кращения, ухудщают внещний вид и санитарно-гигиенические свойства изделий из шерсти. К таким примесям относятся остатки шерстяного жира, замасливающие вещества, которые наносят на волокна для улучшения их прядомых свойств, и шлихта. Все эти вещества удаляются в результате промывки шерстяных тканей. Наиболее распространенный способ промывки основан на омылении и эмульгировании жиров и масел. Для этой цели используют натриевые и триэтаноламиновые мыла с добавкой соды и различные синтетические моющие средства. [c.36]
Содержащиеся в желчи соли желчных кислот (холевой, гликохолевой и таурохолевой) представляют поверхностно-активные вещества, которые способны понижать поверхностное натяжение на границе вода — масло или на границе вода — воздух. В случае эмульсии масла в воде введение желчных кислот приводит к тому, что крупные капли, вследствие снижения поверхностного натяжения на границе двух фаз, распадаются на ряд мелких.
Кроме того, пленка желчных кислот, образующаяся на поверхности капелек эмульсии, препятствует их слиянию (структурно-механический фактор стабилизации). Эмульгирование жиров при помощи елчных кислот имеет большое значение для переваривания Их в кишечнике. [c.97]
Электролитическое обезжиривание относится к наиболее эффективным методам очистки поверхности металла. Оно основано на эмульгировании жиров и масел пузырьками газа, выделяющимися на электродах при пропускании постоянного тока на катоде выделяется водород, на а1ноде — кислород. Очищаемые предметы помещают в ванну в качестве одного из электродов, после чего через ванну пропускают постоянный ток. Напряжение между электродами составляет 5—12 В. [c.137]
Переваривание и всасывание жиров. В полости рта происходит только механическое размельчение жиров, так как в слюне нет ферментов, расщепляющих жиры. Размельченные жиры поступают в желудок. В желудочном соке содержится фермент липаза, который расщепляет только эмульгированные жиры (например, молоко) на глицерин и жирные кислоты.
Липаза активна в кислой среде. Неэмульгированные жиры без изменения переходят из желудка в тонкие кишки, где подвергаются сперва эму льгированию, а затем и расщеплению, Эмулынрова- [c.160]
Профилактика заболеваний органов пищеварения | Поликлиника ИВТЭ УрО РАН
ПРОФИЛАКТИКА РАЗВИТИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ ОРГАНОВ ПИЩЕВАРЕНИЯ
В настоящее время, несмотря на очевидные успехи в лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта, в основном благодаря внедрению современных фармакологических средств, сохраняется тенденция к росту функциональной и органической патологии органов пищеварения. По данным литературы распространенность кислотозависимых заболеваний, вирусных гепатитов, поражений органов пищеварения на фоне хронической алкогольной интоксикации и ожирения, а также онкологических заболеваний во всем мире среди взрослого населения за последние годы, особенно в больших городах и промышленных центрах значительно выросла.
В мировой практике известны примеры, доказывающие успехи вторичной профилактики (то есть при уже имеющейся патологии удалось уменьшить количество повторных событий или осложнений данной патологии).
Например, в конце ХХ века в странах Бенилюкса удалось в значительной степени снизить инфицированность населения Helikobakter pilori, что привело к резкому снижению заболеваемости раком желудка. На Тайване, где заболеваемость гепатоцеллюлярной карциномой из-за чрезвычайно высокой инфицированности вирусом гепатита В достигла ужасающих цифр, вакцинация детей привела к снижению частоты рака печени до европейских показателей.
Вторичная профилактика – это не миф, а ранняя диагностика заболеваний при своевременном обращении или профосмотре, выполнении всего комплекса лечебных мероприятий, составленного врачом-специалистом.
Существует ли первичная – базисная (у здоровых лиц, предупреждающая развитие заболевания) профилактика патологии органов пищеварения? Это легко понять, вспомнив основные сведения об анатомо-физиологических особенностях пищеварительной системы.
Пищеварение – сложный комплекс ферментативных и физико-химических процессов усвоения пищи, благодаря которым пищевые вещества, поступившие в ротовую полость и желудочно-кишечный тракт, расщепляются до простых водорастворимых соединений, всасываются в кровь и переносятся в клетки и ткани.
Переработка пищи начинается уже в ротовой полости. Пищевые вещества раздражают (вкусовые, тактильные, температурные) рецепторы языка, импульсы от которых доходят до пищевого центра, расположенного на различных уровнях головного мозга, возбуждение которых рефлекторно активирует секрецию слюнных, желудочных и поджелудочной желез. Слюна выполняет разнообразные функции: она увлажняет и пропитывает сухую пищу, создает благоприятные условия для скольжения пищи по пищеводу, обладает бактерицидными свойствами, содержит ферменты, принимающие участие в переваривании углеводов и расщеплении белков у человека, также обеспечивает во время речи увлажнение слизистой оболочки ротовой полости. Жевательные движения увеличивают воздействие слюны и способствуют быстрейшему формированию пищевого комка, готового к проглатыванию.
Быстрое заглатывание плохо пережеванной пищи отрицательно сказывается на ее обработке и усвояемости и может быть одной из причин заболеваний желудочно-кишечного тракта.
При поступлении пищи в пищевод происходит волнообразное сокращение его мышц, проталкивающее пищевой комок в желудок. Вне приема пищи вход в желудок со стороны пищевода закрыт натянутыми мышечными волокнами (нижний пищеводный сфинктер), но когда пища проходит по пищеводу и растягивает его, вход в желудок рефлекторно открывается. В нормальных условиях после попадания пищи в желудок вход его сразу закрывается, и поэтому содержимое желудка не может попасть обратно в пищевод. Однако при некоторых заболеваниях, получивших широкое распространение в современных условиях, вход в желудок в период переваривания пищи может периодически открываться, и в таких случаях кислое содержимое желудка забрасывается обратно в пищевод (явление, называемое рефлюксом), вызывая различные заболевания пищевода, глотки и даже дыхательных путей , т.к. рефлюктант может достигать трахеи и бронхов. Клиническими проявлениями данного состояния могут быть отрыжка кислым, изжога, горечь, неприятный привкус во рту, осиплость голова, длительный непродуктивный кашель.
Итак, чрезмерное употребление современным человеком рафинированной, жирной, обильной пищи, а также алкоголя и крепких кофе и чая ухудшает работу нижнепищеводного сфинктера, к этому же приводит и привычка питания лежа или за низким столиком, такое же явление бывает при неврозах.
Желудок взрослого человека расположен непосредственно под диафрагмой, максимальный объем полости здорового желудка – около 3л., при пустом желудке он сокращается до 50 мл. Желудочный сок является вторым реактивом после слюны, изливающимся на пищевую массу, основным компонентом которого является соляная кислота. Она выполняет многочисленные функции: кислая реакция желудочного сока вызывает набухание белков, способствует створаживанию молока, обладает способностью уничтожать болезнетворные микробы, попавшие в желудок. С помощью ферментов пепсина и гастриксина, также содержащихся в желудочном соке, происходит расщепление белков на более простые соединения. Клетки желудка также вырабатывают особую слизь (муцин), выполняющую защитную роль, из нее формируется двухслойный барьер, выстилающий внутреннюю поверхность желудка.
тормозящий действие пепсина и нейтрализующий соляную кислоту, защищая слизистую желудка от самопереваривания, а также механических и химических повреждений. Естественными возбудителями деятельности желудочных желез являются пищевые вещества. Секреция желудочных желез хорошо приспособлена к количеству и консистенции пищевых веществ. По мере увеличения объема поступающей в желудок пищи происходит усиление желудочной секреции. Однако это наблюдается только до определенного предела , за которым дальнейшее увеличение пищи уже не влияет на количество сока, так как достигнута максимальная секреторная способность желудка. В таких случаях пища задерживается в желудке, часть ее, не успевшая перевариться, начинает разлагаться. У человека при регулярном приеме пищи вырабатывается устойчивый стереотип секреторной реакции.
Вследствие чего резкое изменение пищевого режима, беспорядочный прием пищи, переедание, еда наспех, голодание, злоупотребление алкоголем, никотином, лекарственными веществами приводят к развитию патологических состояний желудка, сначала функциональных (в виде чрезмерного увеличения или уменьшения секреции и изменения ее состава), а затем органических, проявляющихся развитием гастрита, эрозивных и язвенных поражений слизистой.
Время нахождения пищи в желудке имеет большое значение для последующего всасывания пищевых веществ в тонкой кишке, поскольку желудок является своего рода резервуаром, в котором пищевая кашица разводится до необходимой консистенции. Желудок ограждает тонкую кишку от чрезмерного потока веществ, которые могут нарушить ее нормальную деятельность и изменить состав крови. Кроме того, желудок регулирует поступление воды в тонкую кишку, предупреждая разжижение крови из-за чрезмерно быстрого всасывания воды в кишечнике. Благодаря перистальтическому сокращению мышц желудка происходит механическая обработка и смещение поверхностных слоев размельченного и химически обработанного содержимого желудка к входу в двенадцатиперстную кишку. Пища покидает желудок через 3,5 – 4,5 часа, так что при 3 – 4 разовом питании желудок человека к моменту очередного приема пищи бывает почти или совершенно пуст. После выхода из желудка пищевая кашица подвергается действию ферментов сока поджелудочной железы, желчи и кишечного сока, вырабатываемого железами двенадцати перстной и тонкой кишки.
Пищеварительный сок поджелудочной железы богат ферментами, обеспечивающими переваривание белков, жиров и углеводов. Ферментный состав панкреатического сока «художественно гармонирует» (по выражению И.П. Павлова) с количеством и качеством пищевых веществ, поступающих в тонкую кишку. На секреторную деятельность поджелудочной железы влияют гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников и кора больших полушарий. Так, у человека, находящегося в возбужденном состоянии, наблюдается снижение ферментативной активности поджелудочного сока, а в состоянии покоя – ее повышение.
При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, хронических стрессовых состояниях, при перегрузке пищевого рациона жирами, либо недостаточном содержании белка в пищевом рационе «художественная гармония» исчезает: нарушается способность поджелудочной железы выделять сок соответственно пищевым веществам, поступающим в тонкую кишку.
Печень занимает совершенно особое положение среди всех органов пищеварения.
К ней по воротной вене притекает вся кровь, идущая от желудка, селезенки, поджелудочной железы, тонкого и толстого отделов кишечника. Таким образом, все вещества переработки продуктов пищеварения поступают в печень – главную химическую лабораторию человека, где они подвергаются еще более сложной обработке, а затем по печеночной вене переходят в нижнюю полую вену. В печени происходит обезвреживание ядовитых продуктов распада белка и многих лекарственны соединений, а также продуктов жизнедеятельности микробов, обитающих в толстой кишке. Продукт секреторной деятельности печени – желчь – принимает активное участие в процессе пищеварения – эмульгирует жиры, усиливает действие ферментов поджелудочной железы. Желчь играет важную роль в процессе всасывания каротина, витаминов D, E, K и аминокислот, повышает тонус и усиливает перистальтику кишечника, оказывает угнетающее действие на кишечную микробную флору. Печень участвует практически во всех видах обмена веществ: белковом, жировом, углеводном, пигментном, водном.
В печени образуются холестерин и некоторые гормоны, синтезируются фосфолипиды, включающиеся в состав нервных волокон и нейронов. Печень является главным местом образования гликогена и местом накопления ого запасов, таким образом регулируя, совместно с поджелудочной железой концентрацию глюкозы в крови. Хроническое употребление алкоголя, бесконтрольный прием лекарственных препаратов оказывает прямое токсическое действие на клетки печени, а также метаболические, гормональные, иммунологические, воспалительные повреждения в поджелудочной железе и кишечнике.
Таким образом, полезных для печени доз алкоголя не существует, хотя по некоторым исследованиям, регулярное употребление малых, не токсичных доз этанола (до 15г/сут. для мужчин и до 10 г/сут. для женщин) защищает от развития сердечно-сосудистых заболеваний, особенно в пожилом возрасте.
В тонком кишечнике пищевая кашица перерабатывается под влиянием панкреатического сока и желчи, пропитывающих ее в двенадцатиперстной кишке, а также под влиянием многочисленных ферментов, продуцируемых железами тонкой кишки.
Процесс всасывания происходит на очень большой поверхности, так как слизистая оболочка тонкой кишки образует множество складок, она густо усеяна ворсинками – своеобразными пальцевыми выпячиваниями, что увеличивает всасывательную способность в сотни раз. В толстой кишке заканчивается всасывание воды и происходит формирование каловых масс. Сок толстой кишки характеризуется наличием слизи, в плотной его части содержатся некоторые ферменты. Толстая кишка является местом обильного размножения микроорганизмов, создающих иммунологический барьер по отношению к болезнетворным микроорганизмам. Кишечная флора участвует в конечном разложении компонентов пищеварительных соков и остатков непереваренной пищи, синтезирует ферменты, витамины. Освобождение кишечника от каловых масс обеспечивается активной перистальтикой, которая возникает при раздражении каловыми массами кишечных стенок. При слабой перистальтике пищевые остатки длительно задерживаются в кишках, что может привести к развитию заболеваний органов пищеварения (дисфункции желчного пузыря, развитию геморроя т.
д.). Кроме того, слишком длительное нахождение каловых масс в толстой кишке (т.е. хронический запор) нарушает кишечный «барьер», и стенки кишечника начинают пропускать в кровь не только воду с мелкими молекулами питательных веществ, но и вредные для организма крупные молекулы продуктов гниения и брожения – происходит самоотравление организма. Неправильное питание в сочетании с малоподвижным образом жизни часто приводит к запорам.
В рационе должны содержаться в достаточном количестве продукты, богатые растительной клетчаткой, полезно добавить в рацион прохладные напитки утром натощак, избавляться от вредной привычки подавлять позыв к дефекации (в связи с условиями служебной деятельности) либо самостоятельно применять длительно слабительные или очистительные клизмы.
Все вышеизложенное позволяет коротко обозначить основные принципы первичной профилактики:
— Сбалансированный рацион питания,
— Отказ от курения,
— Отказ от бесконтрольного употребления лекарственных средств,
— Отказ от концентрированного алкоголя,
— Достаточная двигательная активность,
— Своевременное обращение к врачу-специалисту для дообследования и разработки индивидуальной схемы лечения, программы вторичной профилактики при функциональной или обострении хронической органической патологии органов пищеварения.
Будьте здоровы!
Статью подготовил врач-терапевт высшей категории Рябинина Алла Валентиновна
Список использованной литературы:
- Васильева З.А., Любинская С.М., рецензент профессор Левин С.Л. Резервы здоровья. – Москва «Медицина» 1984г.-320с.;
- РМЖ Гастроэнтерология № 20, 2013г. – независимое издание для практикующих врачей;
- Материалы симпозиума «Хронический гастрит. Лечение банального заболевания или путь канцеропревенции?» председатели: Ивашкин В.Т., Аруин Л.И. 2008г.;
- Лопаткина Т.Н. Алкогольная болезнь печени: пособие для врачей – Москва, 2012г. -44с.
Что такое печень?
На протяжении последних двух тысячелетий взгляды на строение и функцию печени претерпели существенные изменения. Но печень всегда воспринималась как орган особого значения. Она была хорошо изучена с анатомической точки зрения еще с древних времен. Отношение человека к печени всегда было почтительное.
Так что же представляет собой этот важный орган?
Печень — это универсальный орган, масса которого составляет 1,2-1,5 кг у взрослого человека, отсутствие его несовместимо с жизнью.
Находится печень в правом подреберье и в норме не выступает за край реберной дуги, состоит из 2-х частей – левой и правой, разделенных между собой связкой, и имеет 4 доли: левую, правую, квадратную и хвостовую. Желчь собирается в правый и левый печеночный протоки. Всю поверхность печени покрывает тонкая капсула, называемая капсулой Глиссона. Аналогичная соединительная ткань составляет как бы корсет (или внутренний поддерживающий каркас) печени, разделяет ее ткань на большое количество маленьких долек и содержит в себе сосуды и нервы.
Печень имеет своеобразную кровеносную систему, которую образно называют чудесной сетью. Особенностью является то, что печень имеет два приносящих кровеносных пути и один — выносящий. Приносящие кровеносные пути это артериальная кровь, которая поступает из общей печеночной артерии и венозная кровь, которая поступает из воротной вены (собирающей ее от непарных органов брюшной полости).
Выносящее венозное русло представлено печеночными венами, которые впадают в нижнюю полую вену. Капиллярное русло представлено синусоидами, в которых циркулирует смешанная кровь.
При этом печень фильтрует, «процеживает» все получаемые при всасывании в кишечнике вещества и разрушает токсины; затем током крови, часть питательных веществ, усваиваясь, откладывается в печени, а часть «очищенных и «обработанных»»питательных веществ распределяются по всему организму через печеночные вены, осуществляющие отток крови от печени.
Печень является как бы сторожем, привратником или барьером между пищеварительным трактом и другими отделами человеческого тела. Печень управляет большими количествами аминокислот, углеводов, липидов, витаминов и вредных веществ, попадающих в организм с пищей и водой.
Помимо кровеносных сосудов у печени имеется разветвленная сеть желчных капилляров и желчных протоков, по которым выработанная в печени желчь поступает в общий желчный проток и накапливается в желчном пузыре, поступая в тонкую кишку по мере необходимости в переваривании жиров.
Функции печени:
Основная функция печени заключается в захвате всех веществ из кишечника с их последующей «обработкой», накоплением и распределением в кровь и желчь. Печень обезвреживает токсины, которые образуются в организме как следствие обменных реакций и «решает» куда складировать или как выводить их. В печени также происходит биотрасформация лекарств, поступающих в организм извне токсических продуктов.
Печень соответствует большому химическому заводу, на котором синтезируется огромное количество веществ.
При этом печень создает полезные питательные вещества, часть из которых, например гликоген, в ней же и накапливаются. Из обильного сырья печень синтезирует необходимые для жизни белки, жировые или углеводные соединения, гормоны. Исходные материалы черпаются из пищи и частично поставляются кишечной флорой.
Печень является важнейшим органом, осуществляющим синтез белков: она синтезирует 12 – 15 г альбумина в сутки. Материалом для образования белков служат аминокислоты, которые могут поступать пищей, образовываться при распаде белков и синтезироваться самим организмом.
Наиболее интенсивный распад белков также происходит в печени.
Печень – основное место образования факторов свертывания крови. Она также выполняет свою роль в обмене липидов.
Одна из важнейших функций печени – образования и секреция желчи, что является активным процессом, протекающим с использованием АТФ. Образование желчи начинается в печеночной клетке – гепатоците, этот процесс продолжается в желчных протоках, их эпителий способен секретировать и реабсорбировать жидкость и электролиты. По желчным протокам желчь поступает в желчный пузырь, далее – при сокращениях желчного пузыря желчь поступает в кишечник. Общий объем выделяемой в сутки желчи колеблется от 250 до 1100мл
Переваривание жиров
Основная роль желчи – участие в переваривании жиров. Печень вырабатывает желчные кислоты, которые эмульгируют жиры, тем самым облегчая их обработку другими ферментами, которые выделяет поджелудочная железа.
Функция накопления
Многие витамины, железо, энергоемкое вещество гликоген откладываются в печеночной ткани (у здоровых людей количество гликогена составляет около 6% веса печени и при больших энергетических затратах может очень быстро переходить в легко усвояемый энергоноситель глюкозу.
При некоторых заболеваниях печени способность к образованию гликогена часто ограничена, и вместо него откладывается жир, что приводит к жировому перерождению органа, которое при длительном течении и без соблюдения диеты, здорового образа жизни и медикаментозной поддержки, может развиться в гепатит.
Способность к восстановлению
Печень обладает удивительным свойством восстановления и заживления (регенерации), как ни один другой орган у человека. Способностью к регенерации печень во многом обязана особенностями своего строения и вышеперечисленными функциями – синтетической, обезвреживающей, накопительной.
Главной функциональной единицей печени является гепатоцит, нормальная печень взрослого человека содержит около 250 биллионов гепатоцитов , гепатоциты составляют около 60% ткани печени. Гепатоциты анастомозируют друг с другом и представляют собой полярные клетки, как и другие клетки, они имеют цитоплазматическую мембрану, В местах акастомозов между гепатоцитами эта мембрана носит название каналикулярной, здесь образуются первые каналикулы и сюда осуществляется секреция желчи.
Второй полюс мембраны называется синусоидальным, так как он обращен к синусоидам. Синусоиды — это видоизмененные капилляры печени, их функция заключается в осуществлении барьера: печеночная ткань — кровь. Синусоиды представлены эндотелиальными клетками, те клетки, которые выполняют опорную функцию, называют простыми, существуют еще активные эндотелиальные клетки, которые способны к фагоцитозу, их называют купферовскими клетками. От гепатоцитов синусоиды отделяются перисинусоидальным пространством Диссе. Необходимо обратить внимание на существование клеток Ито, их называют липоцитами или жиронакапливающими клетками в связи со способностью накапливать липиды, еще их называют фибробластами, т.к. они способны синтезировать соединительную ткань.
Структурно функциональной единицей органа, которая выделяется при ее микроскопическом исследовании, является печеночная долька, которая образована анастомозирующими между собой гепатоцитами, расположенными радиально и сходящимися в печеночной вене.
Условно в дольке различают три зоны: центральную — вокруг печеночной вены (зона 1), промежуточную (зона 2) и периферическую( зона 3)в области портального поля.
Паренхима печени может быть функционально разделена на участки, которые называют ацинусами.
Ацинус это участок паренхимы, осью которого является портальная триада, ограничены ацинусы центральными венами двух смежных печеночных долек. Портальная триада образована терминальной печеночной артериолой, портальной венулой и одним или несколькими желчными протоками. Анастомозирующие гепатоциты называют печеночными балками или трабекулами, между ними располагаются синусоиды, по которым циркулирует смешанная артериально-венозная кровь, поступающая по печеночной артерии и воротной вене. Центр дольки — печеночная вена, на периферии дольки расположено портальное поле. Нормальная структура и функция органа складывается из нормальной структуры и функции клеток, которые его составляют, а если говорить о нормальной функции клеток, то она возможна при условии нормального функционирования всех клеточных структур.
Основные клеточные структуры: митохондрии — силовые установки клетки, которые генерируют энергию, эндоплазматический ретикулум — содержит ферментные системы, участвующие в метаболизме ряда токсических соединений, аппарат Гольджи — основная функция связана с секреторной деятельностью клетки (гликопротеины, полисахариды).
Существует такая важная ультраструктура, без которой погибнет и сама клетка и ее органеллы как мембрана.
Цитоплазматическая мембрана гепатоцита имеет приблизительно такое же строение, как и мембраны других клеток, она имеет трехслойное строение, содержит липиды, гликолипиды, фосфолипиды, белки, она снабжена системой пор для сообщения клетки с внеклеточной жидкостью.
Наш ассортимент ферментных препаратов | Mühlenchemie GmbH & Co. KG
Среди этих белков, обладающих каталитической активностью, есть универсалы, способные справиться с любой задачей. Ферменты применяются в более низкой дозировке по сравнению с другими улучшителями муки, кроме этого, они отличаются очень хорошим соотношением между затратами и эффективностью.
Основные классы ферментов, имеющихся в нашем арсенале:
Амилазы (α-амилазы, β-амилазы, глюкоамилазы)
Амилазы являются наиболее известными и широко используемыми ферментами для обработки муки. Они расщепляют молекулы крахмала, превращая его в источник питания дрожжей. При этом α-амилазы образуют декстрины, которые затем расщепляются β-амилазами и глюкоамилазами до мальтозы или глюкозы. Эти короткоцепочечные редуцирующие сахара участвуют в формировании вкуса и аромата, а также цвета корки хлебобулочных изделий.
Гемицеллюлазы (ксиланазы, пентозаназы)
Пшеничная мука зольностью 0,5 % содержит около 2,5 % пентозанов (гемицеллюлозы). Пентозаны способны поглощать большое количество воды даже в холодном тесте, образуя гель. Ксиланазы (пентозаназы) разрушают структуру геля, что способствует высвобождению воды и снижению вязкости теста, а также они воздействуют на клейковинный каркас, уменьшая упругость и эластичность теста, увеличивая при этом его растяжимость.
Гидролазы эфиров карбоновых кислот (липазы, фосфолипазы, гликолипазы)
Гидролазы эфиров карбоновых кислот преобразуют содержащиеся в муке жиры и жироподобные вещества, а также добавляемые в муку жиры и масла в вещества, обладающие более хорошими эмульгирующими свойствами (моно- и диглицериды). Это положительно влияет на структурные свойства теста, что позволяет снизить дозировку эмульгаторов или вообще обойтись без них.
Протеазы (также называемые протеиназами или пептидазами)
Протеазы расщепляют белки муки, ослабляя клейковинный каркас. Поэтому они в основном используются в производстве печенья, крекеров и вафель. Тесто для печенья и крекеров должно быть хорошо растяжимым и не стягиваться, а для вафель требуется жидкое тесто, в котором все ингредиенты диспергированы до однородной консистенции. Воздействуя на клейковину, протеазы способствуют образованию мягкого и пластичного теста для печенья и крекеров или однородного вафельного теста без комочков, равномерно распределяющегося по поверхности вафельных форм.
Кроме этого, протеазы образуют короткоцепочечные пептиды и аминокислоты, влияющие на формирование цвета, вкуса и аромата готовых изделий.
Оксидазы
Оксидазы, образуя пероксид водорода, укрепляют клейковину, что делает тесто более упругим и стабильным. Поскольку для протекания этой реакции требуется присутствие кислорода, оптимальные условия имеются только на поверхности теста. Среди оксидаз наиболее широко применяется для обработки муки глюкозооксидаза.
Альфа-монолаурин
Альфа-монолаурин: моноглицериды – будущее органических кислот?
Органические кислоты, такие как муравьиная, масляная, яблочная, молочная и другие используются в кормлении животных уже продолжительное время и доказали свою высокую эффективность. Используют их с различными целями: как для снижения кислотосвязывающей способности кормов и повышения усвоения питательных веществ, так и для консервации кормов и антибактериального действия в желудочно-кишечном тракте у животных.
Также, именно органические кислоты в связке с другими добавками, рассматривают в качестве перспективной замены кормовым антибиотикам.
I. Соединения органических кислот, используемые в кормлении животных
Короткоцепочечные жирные кислоты хорошо проникают через клеточные стенки грамотрицательных бактерий (E.coli, Salmonella spp. и другие) и подавляют их рост и развитие, но малоэффективны против грамположительных бактерий, чья толстая клеточная стенка не подвержена действию большинства органических кислот, применяемых в кормах.
Среднецепочечные жирные кислоты (СЦЖК) — каприловая, каприновая и лауриновая кислоты, в отличие от большинства кислот имеют выраженное действие именно на грамположительные микророганизмы (Clostridium spp., Listeria spp., Staphylococcus spp. и другие) поэтому лауриновую кислоту последние годы все чаще используют для борьбы с такими заболеваниями как некротический энтерит у бройлеров и стрептококкоз свиней.
Действие СЦЖК против грамотрицательных бактерий выражено в меньшей степени, поэтому рекомендуется использовать лауриновую/каприловую кислоту в комбинациях с короткоцепочечными органическими кислотами или другими антибактериальными препаратами, например, фитобиотиками.
При всех преимуществах органически кислот в кормлении, они также имеют и недостатки:
1. Коррозийность – органические кислоты приводят к порче оборудования комбикормовых и премиксных заводов.
2. Раздражающее действие – если они дозируются вручную, сотрудникам необходимо использовать маски, перчатки и защитные очки, чтобы избежать повреждения кожи и слизистых.
3. Неприятный вкус и запах для животных – высокие дозировки органических кислот в кормах могут привести к снижению потребления корма, что обязательно отразится на продуктивности.
4. Зависимость от pH – кислоты диссоциируют в зависимости от водородного показателя среды.
Например, константа диссоциации муравьиной кислоты равна 3,75 ед.
pH, то есть эта кислота нейтрализуется в двенадцатиперстной кишке животного и уже не оказывает своего действия в большей части тонкого кишечника и в толстом кишечнике. Для предотвращения разрушения кислот прибегают к различным технологическим ухищрениям, таким как защита кислот жировой капсулой для замедленного высвобождения на всем протяжении ЖКТ как в продукте Менацид 130 и Менацид 330 или защита буферными солями для прохождения желудка без диссоциации, как в продукте Бутирекс С4. Но в любом случае, преимущества органических кислот перевешивают их недостатки и в настоящее время сложно оспорить их эффективность в рационах.
II. Моноглицериды органических кислот
Значительную часть функций органических кислот могут перенять на себя моноглицериды органических кислот. На примере альфа-монолаурина (1-моноглицерид лауриновой кислоты) рассмотрим их строение:
Моноглицериды представляют собой соединение органической кислоты с многоатомным спиртом глицерином.
От чистых органических кислот и их солей моноглицериды выгодно отличаются по многим параметрам:
1. Некоррозийны – из-за отсутствия свободных ионов водорода, моноглицериды не взаимодействуют с металлами или компонентами кормов, то есть не приводят к порче оборудования или снижению питательности комбикорма.
2. Не раздражают слизистые – при ручном дозировании сотрудникам нет необходимости использовать перчатки или респираторы.
3. Нейтральный вкус и запах – введение моноглицеридов в рацион не приводит к снижению потребления корма, нет необходимости скрывать их вкус или запах.
4. Термостабильны – не разрушаются при гранулировании или экструдировании кормов даже при 160 ºС!
5. pH резистентны – моноглицериды не имеют константы диссоциации, то есть не нейтрализуются в желудке и кишечнике и сохраняют свою эффективность на всем протяжении желудочно-кишечного тракта.
Основные минусы чистых органических кислот у моноглицеридов полностью отсутствуют.
При этом, антибактериальный эффект α-монолаурина в 27 раз выше, чем у лауриновой кислоты! Но стоит учитывать то, что моноглицериды из-за особенностей молекулы не способны подкислять содержимое желудка и кишечника, то есть эти соединения эффективно дополняют органические кислоты в рационах, а не заменяют их.
Сравнение антибактериального действия лауриновой кислоты и её α-моноглицерида, МИК, μg/мл
| Компонент | Streptococcus A | Streptococcus B | Corynebacterium | Candida | S.Aureus | S.Epidermis |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Лауриновая к-та | 1,24 | 2,49 | 0,124 | 2,49 | 2,49 | 2,49 |
| Монолаурин | 0,045 | 0,045 | 0,09 | 0,09 | 0,09 | 0,09 |
| Усиление эффекта | 27,6х | 55,3х | 1,4х | 27,7х | 27,7х | 27,7х |
| Hierholzer & Kabara, 1982 | ||||||
III.
Моноглицериды – различия в строении При выборе продукта на основе моноглицеридов стоит обратить внимание на принципиальную разницу между 1-моноглицеридами (альфа-монолгицеридами) и 2-моноглицеридами – разница в их эффективности очень велика, и это в первую очередь связано с особенностями их усвоения. Для того, чтобы разобраться, как эти соединения усваиваются, нужно вспомнить основы усвоения жиров (триглицеридов органических кислот) на примере трилаурина, лауриновая кислота в составе которого обладает некоторым антибактериальным действием:
При переваривании, триглицериды (в т.ч. трилаурин) абсорбируются в виде 2-моноглицеридов и свободных жирных кислот после того, как жир эмульгируется и гидролизуется в процессе переваривания. Переваривание жира начинается с воздействия на него лингвальной и желудочной липазы, которые не нуждаются в присутствии желчных солей. Переваривание жира продолжается в двенадцатиперстной кишке, где образуются мицеллы.
Под воздействием панкреатической липазы в жировых каплях происходит гидролиз триглицеридов с разрывом связей в позициях sn–1 и sn–3 и образованием свободных жирных кислот и 2-моноглицеридов. Высвобожденная в результате этого процесса свободная лауриновая кислота будет обладать определенным антибактериальным действием. Далее желчь, эмульгирует жир, что является необходимым этапом образования мицелл. Колипаза, которая синтезируется поджелудочной железой, способствует перемещению свободных жирных кислот и 2-моноглицеридов из жировой капли в мицеллы.
Всасывание жиров в стенку кишки происходит в большей степени путем пассивной диффузии жирных кислот и 2-моноглицеридов. После всасывания в энтероциты, 2-моноглицериды и свободные жирные кислоты реэтерифицируются с помощью специфических 2-моноглицерид ацилтрансфераз в триглицериды, которые включаются в хиломикроны для их системного распределения.
Как мы видим, в результате переваривания жира в организме образуются 2-монолглицериды, которые не обладают какой-либо антибактериальной активностью! 2-моноглицериды в любом случае будут усваиваться как жир и не будут обладать каким-либо эффектом кроме обеспечения организма энергией.
Метаболизм 1-моноглицеридов (в том числе альфамонолаурина) осуществляется иначе. В просвете кишечника липазы не распознают альфа-моноглицериды как субстрат, то есть не способны разрушить связь между глицерином и кислотой в позиции sn-1, а после всасывания в энтероциты 1(3)-моноглицериды почти не распознаются как субстрат ацилтрансферазы, по этой причине моноглицериды большей частью перенаправляются в портальную вену и циркулируют в токе крови (где альфамонолаурин и оказывает свое антибактериальное и антивиральное действие), пока не будут подвергнуты β-окислению (как и свободные жирные кислоты) в различных тканях.
IV. Механизм антибактериального действия моноглицеридов
Как было упомянуто ранее, 2-моноглицериды не обладают антибактериальным действием, а 1-моноглицериды имеют как антибактериальное, так и противовирусное действие. Это связано с тем, что эти молекулы имеют разную пространственную структуру и из-за этого разные свойства.
Липаза не распознает альфа-монолаурин как жировой субстрат, а многие бактерии используют глицерин в качестве источника энергии, но не способны отличить глицерин от альфа-монолаурина, что также играет роль в его антибактериальном действии.
Механизм действия моноглицеридов среднецепочечных жирных кислот на данный момент полностью не изучен, но известно, что альфа-монолаурин взаимодействует с мембранами грам+ микроорганизмов и посредством этого действия оказывает бактериостатическое и бактерицидное действие. Наличие как минимум 2-х механизмов действия препятствует развитию резистентности к α-монолаурину у микроорганизмов, поэтому эта молекула всерьез рассматривается как альтернатива антибиотикам.
Сравнение антибактериального действия антибиотиков и α-монолаурина, МИК, μg/мл
| Антибиотик | S.Aureus |
S. Aureus BAA-42 MBC |
S.Aureus BAA-14154 MBC |
|---|---|---|---|
| Монолаурин | 1,25 | 2,5 | 15 |
| Ванкомицин | 2,5 | 5 | 30 |
| Пенициллин | 5 | 5 | 35 |
| Стрептомицин | 5 | 5 | 40 |
| Амоксициллин | 5 | 5 | 25 |
| Метициллин | 2,5 | 2,5 | 25 |
Manohar et al. , 2013
|
|||
Schlievert & Peterson (2012) провели обширные исследования, пытаясь вызвать устойчивость Staphylococcus aureus к монолаурину. К большинству антибиотиков этот организм вырабатывает резистентность либо в результате модификации мишени, либо путем приобретения гена, кодирующего белок, который позволяет организму обходить антибактериальное вещество или блокировать его. Несмотря на то, что в течение года стафилококк подвергали действию монолаурина в концентрациях, подавляющих рост, не было зафиксировано ни одного мутанта, у которого бы развилась устойчивость к монолаурину. Точно так же не было выявлено мутантов, у которых была бы повышена продукция веществ, которые инактивируют монолаурин. Полученные этими исследователями данные подтверждают, что существует вероятность наличия нескольких бактериальных мишеней для монолаурина, поэтому возникновение устойчивости маловероятно.
В отличие от большинства антибиотиков, α-монолаурин не имеет одной мишени, а взаимодействует с многими системами передачи сигналов в мембране и нарушает их (рассеивание мембранного потенциала и градиентов pH): в малых концентрациях монолаурина это приводит к подавлению выработки экзотоксинов бактериальных клеток, а при большой концентрации и к гибели патогенов.
Высокая липофильность и сильная эмульгирующая способность моноглицеридов широко применяется в пищевой промышленности. Но эти же свойства обеспечивают и высокую эффективность монолаурина как антибактериального вещества. Из всех среднецепочечных жирных кислот, лауриновая кислота и её производное α-монолаурин обладают самым выраженным антибактериальным эффектом за счет того, что длинна углеродной цепи из 12 молекул углерода лауриновой кислоты равна половине ширины мембранного бислоя. Молекулы монолаурина встраиваются во внешний слой мембран грамположительных бактерий и образуют в нем поры. Этот механизм действия сходен с действием лизоцима, некоторых производных тетрамовых кислот и антибиотика реутерина, который вырабатывается одним из представителей нормофлоры кишечника — Lactobacillus reuteri. По всей видимости, схожесть механизма действия монолаурина с естественными метаболитами нормофлоры и иммунитета организма обеспечивает невосприимчивость большинства лактобактерий к этому соединению (Schlievert et al.
, 2012).
Основная цель применения монолаурина – контроль грам+ патогенов, но на этом его функционал не заканчивается. Он также обладает прямым вирулицидным действием на вирусы с липидной оболочкой, благодаря порообразованию в их липидной оболочке пор, способности препятствовать слиянию вируса с клетками кишечного эпителия, а также благодаря способности монолаурина предотвращать воспаление слизистой оболочки кишечника, необходимое для проникновения некоторых вирусов через поверхность слизистой. Самыми распространенными в животноводстве вирусами с липидной оболочкой можно считать вирусы репродуктивно-респираторного синдрома свиней, вирус гриппа, вирусы болезни Марека, Ньюкасла. Но важно отметить то, что монолаурин не может считаться средством для лечения вирусных заболеваний, он лишь снижает негативные последствия вспышек таких заболеваний (снижение падежа, поддержание продуктивности).
Все вышеупомянутое демонстрирует огромный потенциал α-монолаурина в кормлении в качестве альтернативы многим антибиотикам, а также как средства для профилактики некоторых вирусных заболеваний.
Высокая термостабильность, отсутствие зависимости от pH среды, возможность функционировать как в кишечнике, так и в тканях организма позволяют рассматривать монолаурин в качестве особой, более совершенной формы лауриновой кислоты для обеспечения высокой рентабельности вашего производства.
Компания Мисма является эксклюзивным поставщиком Nova ML (100% альфа-монолаурин) на территории РФ.
Материал подготовлен техническим отделом компании Мисма, сентябрь 2020г.
Ответы | Тема 11. Пищеварительная система. Обмен веществ — Биология, 9 класс
1. Напишите, какие химические изменения происходят с пищей в:
а) ротовой полости — механическая переработка (измельчение, перемешивание, смачивание), частично химическая обработка.
б) желудке — накопление и задержание пищи, смешивание, обеззараживание, расщепление белков и жиров.
2. Выпишите в тетрадь определения понятий.
Желудочный сок — бесцветная жидкость, состоящая из пищеварительных ферментов, слизи и 0,5% раствора HCl.
Пепсин — фермент, превращающий сложные молекулы белка в простые.
Липаза — фермент желудочного сока, расщепляющий жиры.
3. Какие железы принимают участие в процессе переваривания пищи?
Печень, поджелудочная железа, слюнные железы, железы стенок желудка и кишечника.
4. Рассмотрите рисунок. Подпишите органы пищеварительной системы, обозначенные цифрами.
5. Соки каких пищеварительных желез поступают в двенадцатиперстную кишку?
Печень, поджелудочная железа.
6. Какие пищеварительные ферменты содержатся в соке поджелудочной железы? Как они действуют на питательные вещества пищи?
Липазы и стеапсин $→$ жиры; нуклеазы $→$ ДНК и РНК; амилаза $→$ углеводы; протеазы $→$ белки.
7. Перечислите функции печени в пищеварении.
Активизация ферментов тонкой кишки и поджелудочной железы, эмульсия жиров, подщелачивание пищевой каши.
8. Выпишите в тетрадь определения понятий.
Кишечный сок — вещество, выделяемое железами стенок тонкого кишечника.
Желчь — секрет, вырабатываемый клетками печени, эмульгирует жиры.
9. Изучите материал § 40 учебного пособия и ответьте на вопросы.
Каковы функции ворсинок тонкой кишки?
Увеличение площади поверхности, участие в всасывании веществ.
Каков механизм всасывания питательных веществ ворсинками тонкой кишки?
В каждой ворсинке находится микроворсинки, к которым подходит капилляр, и питательные вещества всасываются в кровь.
10. Рассмотрите рисунок. Где происходит всасывание аминокислот, глюкозы, жирных кислот и глицерина? Нужное подчеркните.
11. В каких отделах пищеварительного тракта всасываются вода и минеральные соли?
В толстом кишечнике.
12. Выпишите в тетрадь определение понятия.
Всасывание — перенос веществ из пищеварительного тракта во внутреннюю среду.
Laboratoires Lysedia RevitalAge h30-C-Pure Solution Micellaire
Артикул: В4084
Действие: Очищающий мицеллярный лосьон с витамином С для кожи лица, губ и глаз разработан специально для самой чувствительной кожи.
Средство деликатно и бережно очищает кожу, снимает макияж с лица, губ и глаз. В состав лосьона входит экстракт василька, который успокаивает и снимает раздражение. Уникальное средство для чувствительной кожи произведено на основе мицеллярной технологии. Успокаивает кожу, снимает раздражение и отечность. Текстура лосьона легкая, освежающая. Средство гипоаллергенно.
Состав:
-Василек синий (экстракт) — Цветки содержат дубильные вещества, танины, ксантогликозид, красящее вещество цианин. Оказывает тонизирующее, биостимулирующее и регенерирующее действие на кожу. В составе средств для контура глаз уменьшает отечность, разглаживает мелкие морщины. Регулирует секрецию сальных желез, сужает поры.
-Полисорбат 20 — является эмульгатором с вяжущим, увлажняющим свойствами, солюбилизатор, то есть способствует растворению плохо растворимых веществ. Это сложный эфир, производится из жирных кислот и сорбитола (сахароза, находящаяся в большинстве фруктов). Являясь эфиром имеет гидрофильную головку и липофильный хвост, которые выстраиваясь образуют шар ‐ это и есть мицелла, которая эмульгирует жиры и грязь с поверхности кожи без омыления.
-Аскорбилфосфат натрия — Витамин С ‐ не очень «удобный» косметический ингредиент, так как он легко окисляется. Поэтому в косметических рецептурах обычно применяют не сам витамин С, а его более стабильные производные, которые, попадая в кожу извне, под действием ферментов превращаются в витамин С (вещества‐ предшественники витамина С). Таким предшественником является аскорбилфосфат натрия, одним из важных преимуществ которого является его пролонгированное действие в коже. Аскорбилфосфат натрия (натрий аскорбил‐фосфат) расщепляется в коже под воздействием энзимов.
Витамин С высвобождается и оказывает эффективное воздействие:
— как антиоксидант он защищает клетки от вредного действия свободных радикалов;
— благодаря способности активизировать образование коллагена в дерме, замедляет процесс старения;
— воздействуя на процесс образования меланина, уменьшает гиперпигментацию, возрастные пигментные пятна, осветляет кожу.
-Пантенол — Обладает активностью пантотеновой кислоты (витамин В5). Используется в средствах с заживляющим, увлажняющим и разглаживающим действием.
Применение: Нанести небольшое количество мицеллярного лосьона на ватный тампон и протереть кожу лица, губ и глаз. Применять утром и вечером для полного очищения кожи.
Франция
Жиры и масла: эмульгирование | IFST
Жиры и масла: эмульгирование
Эмульсия может быть определена как смесь маслянистых и водянистых жидкостей.
Чтобы сделать эмульсию, вам понадобится эмульгатор и усилие, такое как взбивание и взбивание, чтобы разбить капли масла и смешать их с водянистой жидкостью.
Есть два типа эмульсий. Первый — когда вода диспергируется в жир / масло (например, масло, маргарин или шоколад), а второй — когда масло / жир диспергируются в воде (например, в молоке, майонезе или заправке для салатов).
Как сформировать эмульсию?
Если вы добавите пару капель масла в воду, вы увидите, что оно не растворяется и не соединяется с водой: масло плавает в воде. Если встряхнуть масло и воду вместе, масло распадется на крошечные капельки и распределится в воде, образуя смесь. Однако смесь нестабильна, и если вы оставите ее на некоторое время, она скоро снова разделится на слои воды и масла.
Для предотвращения разделения смеси могут быть добавлены вещества, называемые эмульгаторами.Они помогают формировать и стабилизировать эмульсии, предотвращая или замедляя разделение воды и жира / масла.
Как работают эмульгаторы?
Молекулы эмульгатора работают, имея гидрофильный конец (водолюбивый) и гидрофобный конец (водоненавистный). Гидрофильный конец молекулы эмульгатора притягивается к воде, а гидрофобный конец притягивается к жиру / маслу. Путем интенсивного перемешивания эмульгатора с водой и жиром / маслом может быть получена стабильная эмульсия.
Обычно используемые эмульгаторы включают яичный желток или горчицу.Эмульсии толще воды или жира / масла, которые они содержат, что является полезным свойством для некоторых продуктов.
Explore
- В четыре стакана или пробирки поместите 2,5 мл уксуса и 2,5 мл масла
- Оставьте один стакан или пробирку в качестве контроля
- В другие стаканы / пробирки добавьте
- 1 г горчичного порошка
- 1 г чесночная паста
- 1 г томатной пасты
- По очереди встряхните каждый из четырех стаканов или трубок и укажите время, используя секундомер, сколько времени нужно, чтобы масло и уксус разделились
- Какие дополнительные ингредиенты делают эмульсию стойкой самый длинный?
- Можете ли вы вспомнить непищевые эмульсии (например, используемые в ванной)?
Дополнительная информация
Эксперименты с эмульсиями
Scottish Food and Drink Federatin (SFDF): видео о эмульсиях
Emulsify — Определение и примеры эмульгирования
Emulsify Определение
Эмульгирование, или эмульгирование чего-либо, определяется как смешивание двух жидкостей, которые обычно не смешиваются, с образованием эмульсии.
Две жидкости могут образовывать разные типы эмульсий в зависимости от того, какая жидкость была диспергирована, в которой одна жидкость является дисперсной фазой, а другая — внешней фазой, которая добавляется в дисперсную фазу. Наша способность к эмульгированию также играет жизненно важную роль в процессе пищеварения человека и происходит в тонком кишечнике, помогая расщеплению жиров.
Различные типы эмульсий
Существует три различных класса эмульсий: обычные, микроэмульсии и наноэмульсии.Они являются продуктом смешения несмешивающихся жидкостей и содержат дисперсную фазу и внешнюю фазу. Их внешний вид мутный из-за рассеяния света и имеет разную степень цвета в зависимости от того, насколько разбавлена эмульсия. Обычные эмульсии можно найти в продуктах повседневной жизни, таких как молоко, майонез и винегреты, и они относительно нестабильны без эмульгатора. Они требуют приложения силы для образования эмульсии и обычно разделяются на две фазы по прошествии некоторого времени.
Микроэмульсии и наноэмульсии определяются размером капель, причем оба имеют размер капель менее 100 нм. Эмульсии кажутся полупрозрачными, поскольку капли очень маленькие и не рассеивают свет, как это делают обычные эмульсии. Микроэмульсии обычно самопроизвольно образуются из молекул масла, смешанных со стабилизатором, например поверхностно-активными веществами, в то время как наноэмульсии могут быть сформированы только с использованием специального оборудования.
Эмульгирование и пищеварение
Эмульгирование играет жизненно важную роль в расщеплении триацилглицериновых жиров (ТАГ) в пищеварении человека.Когда пища достигает желудка, она смешивается с кислыми выделениями, образуя химус. Затем пилорический сфинктер продвигает небольшое количество химуса в двенадцатиперстную кишку тонкой кишки, чтобы продолжить процесс пищеварения. Однако жиры гидрофобны, что означает, что они отталкивают воду и остаются в основном нерастворимыми в тонком кишечнике. Эти жиры могут расщепляться только ферментом липазой с образованием жирных кислот и моноглицеридов для облегчения всасывания, но липаза растворима в воде, поэтому она может разрушать только поверхность жировых шариков.
Именно здесь наша способность к эмульгированию становится жизненно важной для пищеварения. Эмульгирование расщепляет жиры на более мелкие управляемые капли, а свободно плавающие соли желчных кислот и фосфолипиды привлекаются и окружают каждую каплю. Соли желчных кислот и фосфолипиды являются амфипатическими, поэтому имеют как гидрофобные, так и гидрофильные поверхности и могут гарантировать, что большие жировые шарики не могут преобразоваться. Другой белок, называемый колипазой, связывается с поверхностью этих капель эмульсии и помогает рекрутировать липазу и закреплять ее на поверхности капли.Этот процесс эмульгирования уменьшает площадь поверхности липазы для эффективного переваривания жиров.
Нестабильность эмульсии
Эмульгирование смешивает две разные жидкости, которые не смешиваются вместе, и заставляет их смешиваться с силой. Без эмульгатора для стабилизации эмульсии жидкости со временем расслаиваются. Для получения успешной эмульсии она должна оставаться комбинированной без изменения размера капель в течение значительного периода времени.
Существует четыре различных типа нестабильности эмульсий:
- Флокуляция: , когда капли притягиваются друг к другу и самопроизвольно образуют хлопья
- Сливки: , когда капли поднимаются или опускаются в зависимости от плавучести
- Коалесценция: , когда капли сливаются друг с другом, образуя более крупные капли
- Созревание по Оствальду: когда более мелкие капли уменьшаются в размере до тех пор, пока они не исчезнут, а свободные молекулы снова откладываются на более крупные капли
Примеры эмульгирования
Мы эмульгируем жидкости время в повседневной жизни, изнутри человеческого тела, к пищевым продуктам, которые мы потребляем, а также к продуктам, которые мы используем.Кремы, мази и пасты для лекарств или товаров для здоровья производятся из стабилизированных эмульгаторов. Вот несколько примеров, иллюстрирующих важность эмульсий в нашей повседневной жизни:
Эмульсии в продуктах питания
Многие продукты, которые мы регулярно потребляем, состоят из эмульсий; например, чтобы приготовить винегреты для салатов, мы эмульгируем масло и уксус.
Эта эмульсия крайне нестабильна и без постоянного перемешивания будет очень быстро разделиться. Майонез и голландский соусы также являются примерами эмульсий; обе представляют собой эмульсии типа масло в воде с добавлением яичного желтка для стабилизации.Сливочное масло — еще один пример, и оно создается, когда мы превращаем воду в масляный жир.
Эмульгирование в производстве молока
Раньше молоко покупалось и потреблялось в сыром виде, без обработки. В настоящее время для увеличения срока хранения молока в супермаркетах его обрабатывают путем эмульгирования. Молоко состоит из воды, белка и жира, и если его не трогать в течение некоторого времени, оно образует два слоя. Чтобы этого не произошло, сырое молоко гомогенизируется, то есть две несмешивающиеся жидкости объединяются в эмульсию.Сырое молоко под очень высоким давлением пропускается через крошечные отверстия. Это разбивает жир на крошечные частицы, которые равномерно распределяются в воде в молоке.
Микроэмульсии
Микроэмульсии имеют частицы диаметром всего 400-600 нм.
В настоящее время они используются во многих средствах лечения болезней для доставки вакцин или уничтожения микробов. Эти капли соевого масла образуются с использованием детергентов для стабилизации эмульсии и попадают в организм. Поскольку они имеют такой малый диаметр, они увеличивают поверхностное натяжение и сильно притягиваются к другим липидам, заставляя их сливаться.Если эти капли сливаются с мембранами бактерий или вирусов в большом количестве, это вызывает разрыв мембраны, эффективно убивая бактерии / вирус. Это лечение не влияет на большинство клеток или процессов человека, поэтому является относительно специфичным и целевым. Однако это лечение не используется внутривенно, поскольку эти микроэмульсии действительно влияют на эритроциты и сперматозоиды.
Эмульгаторы
Эмульгаторы или эмульгаторы жизненно необходимы, когда мы хотим успешно эмульгировать жидкости.Это вещества, которые помогают стабилизировать эмульсию, позволяя ей оставаться в этой форме в течение значительного количества времени.
Вот некоторые из используемых ими механизмов:- Уменьшение межфазного натяжения: Несмешивающиеся жидкости разделяются друг с другом своим межфазным натяжением и поддерживают как можно меньшую площадь поверхности, соприкасающейся друг с другом. Некоторые эмульгаторы снижают это межфазное натяжение и позволяют жидкостям легко смешиваться.
- Использование теории отталкивания: Некоторые эмульгаторы способны покрывать капли одной фазы и отталкивать другие капли, поэтому они не могут слипаться и образовывать более крупные капли.Это используется в пищеварении.
- Повышение вязкости среды: Некоторые эмульгаторы увеличивают вязкость среды, затрудняя преобразование глобул и их отделение от дисперсной фазы.
Некоторые агенты, используемые для эмульгирования жидкостей, также используются для тушения пожаров, возникших в результате разлива легковоспламеняющейся жидкости. Они улавливают топливо в потоке воды, что предотвращает его горение, эффективно предотвращая горение и распространение огня.
Вот некоторые распространенные эмульгаторы:
- Яичные желтки
- Лецитин — обычно используется во многих различных продуктах питания
- Горчица
- Фосфаты натрия
- Моющие средства
- Эмульгирующий воск
Связанные биологические термины
- Эмульсия — раствор двух несмешивающихся жидкостей, которые были тщательно перемешаны вместе.
- Гидрофобный — Молекула, отталкивающая в присутствии воды.
- Пищеварение — Процесс расщепления пищи в желудочно-кишечном тракте.
- Эмульгатор — вещество, которое помогает стабилизировать эмульсию, предотвращая ее расслоение с течением времени.
Тест
1. Какие из следующих предметов не образовались в процессе эмульгирования?
A. Обезжиренное молоко
B. Сырое молоко
C.
Масло
D. Майонез
Ответ на вопрос № 1
B правильный. Сырое молоко не подвергалось процессу эмульгирования. A получают путем гомогенизации сырого молока, C получают из воды с молочным жиром, а D получают путем смешивания масла и воды.
2. Какие из следующих продуктов не содержат стабилизирующий эмульгатор / эмульгатор?
A. Майонез
B. Мази
C. Микроэмульсии
D. Ни один из вышеперечисленных
Ответ на вопрос № 2
D является правильным. Все продукты A, B и C содержат эмульгаторы, которые помогают им сохранять стабильность и предотвращают разделение несмешивающихся жидкостей. A использует яичный желток, B использует различные химические вещества, а C использует моющие средства.
3. Какое из следующих утверждений неверно?
A.
Уменьшение вязкости среды облегчает стабилизацию эмульсии.
Б. Микроэмульсии нельзя применять внутривенно.
C. Покрытие капель одной фазы эмульгаторами может предотвратить слияние с ней других капель.
D. Для пищеварения требуется эмульгирование жировых шариков, чтобы липаза могла эффективно расщеплять жиры.
Ответ на вопрос № 3
правильный. Снижение вязкости среды фактически затрудняет стабилизацию эмульсии. Увеличение вязкости затрудняет преобразование глобул и их отделение от дисперсной фазы.Микроэмульсии нельзя использовать внутривенно, так как они влияют на эритроциты и сперматозоиды в организме. C — это хорошо известный метод, используемый в процессе пищеварения, а D — верный, поскольку разделение жиров на более мелкие капли позволяет липазе работать с большей площадью поверхности, что облегчает расщепление липидных молекул.
Эмульгатор — обзор
Дестабилизация эмульсий
Эмульгаторы используются в качестве дестабилизирующих агентов во взбиваемых молочных эмульсиях, которые необходимо аэрировать до образования пены, например, смеси для мороженого, мороженого, молочных сливок и начинок.
Функция эмульгаторов в таких эмульсиях заключается не в обеспечении стабильности, а в улучшении взбиваемости, стабильности пены и кремообразности. Это достигается за счет контролируемой дестабилизации жировых шариков под действием сдвига во время процесса взбивания, образуя скопления агрегированных жировых шариков, которые стабилизируют структуру воздушных ячеек.
Процесс дестабилизации инициируется низкой температурой (5–10 ° C), которая способствует кристаллизации жира и частичной десорбции белка с поверхности жировых шариков, снижая вязкоупругость межфазной пленки, что приводит к частичному слиянию жировых шариков.
Реологические свойства поверхностной пленки жировых шариков играют важную роль в физических свойствах эмульсий. Толстая вязкоупругая белковая пленка обеспечивает прочный барьер против частичной коалесценции, тогда как смешанная пленка эмульгатор-белок, приводящая к снижению белковой нагрузки на границе раздела, делает поверхностную пленку менее вязкоупругой и легче разрушается при сдвиге, особенно при низких температурах.
Во время аэрации эмульсии жировые глобулы теряют часть своей защитной поверхностной пленочной мембраны, что увеличивает их гидрофобность и приводит к адсорбции на границе раздела воздух-сыворотка.
В аэрированных эмульсиях (мороженое, взбитые сливки, начинки и т. Д.) Воздушные ячейки покрыты скоплениями частично сросшихся жировых шариков и адсорбированных кристаллов жира вместе с белками, стабилизирующими пену. Стабильность плавления и кремообразность мороженого связаны как с количеством жировых шариков, адсорбированных вокруг воздушных ячеек, так и с образованием кластеров жировых шариков между воздушными ячейками, связывая их вместе в структурную матрицу.
В таблице 6 показаны типы эмульгаторов, обычно используемых в молочных эмульсиях.Часто два или более разных эмульгатора используются в комбинации для получения оптимальных результатов. Представленные типы эмульгаторов не следует рассматривать как полный список, так как другие не упомянутые эмульгаторы также могут быть применимы.
Таблица 6. Применение эмульгаторов в молочных эмульсиях
| Тип эмульсии | Тип соэмульгаторов |
|---|---|
| Молоко рекомбинированное | MAG |
| Сливки (жидкий или сухой кофе) | MAG, DATEM, SSL, сложные эфиры сорбитана, полисорбаты, сложные эфиры сахарозы |
| Молочные десерты | MAG, SSL |
| Мороженое и т. Д. | MAG, полисорбаты, сложные эфиры сахарозы |
| Mousse | MAG, LACTEM |
| Сливки для взбивания (жидкие или порошкообразные) | MAG, LACTEM, PGMS, лецитин, эфиры полисахлороцерина 2, полисахариды | , полиэфиры, SSL66
| Сметана, йогурт | MAG |
| Масло рекомбинированное, сыр | MAG |
DATEM, диацетил-винные эфиры MAG; SSL, стеароиллактилат натрия; LACTEM, сложные эфиры молочной кислоты MAG; МАГ, моноацилглицерины; PGMS, эфиры пропиленгликоля и жирных кислот.
Типы эмульгаторов, используемых в кремах или топпингах на основе растительных жиров, включают моноацилглицерины вместе с их сложными эфирами молочной кислоты или сложными эфирами пропиленгликоля и смесями пальмитиновой / стеариновой кислоты. В жидких кремах, имитирующих молочные продукты, рецептура требует тщательного баланса между белками и эмульгаторами, обеспечивающего стабильность против вспенивания и флокуляции во время транспортировки и хранения и, в то же время, вызывая дестабилизацию под действием сдвига при аэрировании до пены. Поэтому лецитин или анионные эмульгаторы часто используются в сочетании с низкополярными эмульгаторами.Следует отметить, что дестабилизирующее действие ненасыщенных моноацилглицеринов (например, глицеринмоноолеина) значительно сильнее, чем у насыщенных моноацилглицеринов (например, глицеринмоностеарина).
Выбор эмульгатора для конкретной пищевой эмульсии часто регулируется местными законами о пищевых продуктах в сочетании с предпочтениями потребителей в отношении текстуры, вкусовых ощущений или внешнего вида.
Стандарты качества пищевых продуктов (например, мороженого) варьируются от страны к стране и, таким образом, заставляют производителя выполнять эти требования с помощью различных рецептур, включая тип эмульгаторов.
Среди широкого диапазона эмульгаторов, доступных для пищевой промышленности, для конкретного применения можно использовать множество различных типов с одинаково хорошими результатами. Однако при переходе с одного типа эмульгатора на другой часто требуется некоторое изменение состава.
приготовление водно-масляной смеси
Апрель 2014 г.
Прочитав эту статью, вы поймете:
- Основы эмульсий;
- , как составители рецептур выбирают, какой эмульгатор использовать для конкретной эмульсии;
- , как эмульгаторы используются в пищевых продуктах, нутрицевтиках, товарах личной и домашней гигиены, промышленных смазках, экологических технологиях, биотопливе и других областях.
Несмешиваемость масла и воды послужила основой для пословицы «Нефть и вода не смешиваются» и других выражений, отражающих общую несовместимость двух сущностей, таких как «Мой коллега и я подобны маслу и воде».
Тем не менее, в наших домах есть многочисленные примеры продуктов, в которых масло и вода — смешиваются: майонез, молоко, заправки для салатов, лосьон для рук и кондиционер для волос, и это лишь некоторые из них. Эти примеры представляют собой эмульсии, которые представляют собой стабильные смеси крошечных капель одной несмешивающейся жидкости в другой, что стало возможным благодаря химическим веществам, называемым эмульгаторами.
Как работают эмульсии и эмульгаторы
Простые эмульсии представляют собой либо масляную суспензию в водной фазе (мас. / Мас.), Либо водную суспензию в масле (мас. / Мас.). Молоко является примером эмульсии масло / вода, в которой жирная фаза или сливки образуют крошечные капли в обезжиренном молоке или водной фазе. Напротив, маргарин представляет собой эмульсию без масла, содержащую капли воды или обезжиренного молока в смеси растительных масел и жира. В обоих случаях необходимы эмульгаторы для предотвращения слипания взвешенных капель и разрушения эмульсии.
Любой, кто приготовил простую заправку для салата из масла и уксуса, знает, что достаточно встряхнуть или взбить, чтобы приготовить временную эмульсию. Однако в отсутствие эмульгаторов эта нестабильная эмульсия распадается в течение нескольких минут, и масло образует слой поверх уксуса. На протяжении веков повара добавляли натуральные эмульгаторы, такие как яичный желток, горчица или мед, чтобы предотвратить это расслоение. Сегодня доступно большое количество натуральных и синтетических эмульгаторов для различных областей, в которых они получают выгоду, включая продукты питания, нутрицевтики, бытовую и личную гигиену, биотопливо, очистку окружающей среды и промышленные смазочные материалы.
Эмульгаторы работают, образуя физические барьеры, которые не позволяют каплям слипаться. Тип поверхностно-активного вещества (см. Врезку), эмульгаторы содержат как гидрофильную (водолюбивую или полярную) головную группу, так и гидрофобный (маслолюбивый или неполярный) хвост. Таким образом, эмульгаторы привлекают как полярные, так и неполярные соединения.
При добавлении к эмульсии масло / вода эмульгаторы окружают каплю масла своими неполярными хвостами, заходящими в масло, а их группы полярных головок обращены к воде (рис.1). Для эмульсии типа «вода в масле» ориентация эмульгатора обратная: неполярные хвосты выходят наружу в масляную фазу, в то время как группы полярных головок указывают в каплю воды. Таким образом, эмульгаторы снижают межфазное натяжение между масляной и водной фазами, стабилизируя капли и предотвращая их слипание.
Эмульгаторы могут быть катионными (положительно заряженная полярная головная группа), анионными (отрицательно заряженная головная группа) или неионными (незаряженная головная группа). Когда заряженные эмульгаторы покрывают капли в эмульсии масло / вода, положительные или отрицательные заряды на внешней стороне капель масла электростатически отталкиваются друг от друга, помогая держать капли разделенными.Неионные эмульгаторы обычно имеют большие объемные группы головок, которые направлены в сторону от капли масла.
Эти полярные головные группы сталкиваются и запутываются с головными группами на других каплях воды, стерически препятствуя соединению капель. Тип используемого эмульгатора зависит от области применения: катионные эмульгаторы обычно используются в растворах с низким или нейтральным pH, а анионные эмульгаторы — в щелочных растворах. Неионные эмульгаторы можно использовать отдельно или в комбинации с заряженными эмульгаторами для повышения стабильности эмульсии.
Как правильно выбрать эмульгатор
Как разработчики продуктов выбирают, какой эмульгатор использовать для конкретной эмульсии? Может помочь расчет гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) эмульгатора или комбинации эмульгаторов. В идеальной эмульсии эмульгатор одинаково притягивается к водной и масляной фазам. Если весы наклонены в любом направлении, эмульгатор может потерять контакт с фазой, к которой он менее притягивается, что приведет к разрушению эмульсии.
Различные эмульгаторы имеют разные значения ГЛБ, что позволяет прогнозировать их способность стабилизировать различные виды эмульсий (рис.
2). Шкала HLB находится в диапазоне от 0 до 20, где 10 соответствует эмульгатору, который одинаково притягивается к воде и маслу. Эмульгаторы со значением HLB более 10 более гидрофильны и, следовательно, лучше стабилизируют эмульсии типа масло / вода. Напротив, эмульгаторы со значением HLB менее 10 являются более гидрофобными и, следовательно, лучше подходят для эмульсий типа «вода в масле».
Кроме того, разные масла имеют разные требования к HLB.Например, эмульсии растительного масла нуждаются в эмульгаторе с ГЛБ 7–8, тогда как необходимое значение ГЛБ для образования стабильной эмульсии касторового масла составляет 14. Сопоставление значения ГЛБ эмульгатора со значением ГЛБ масла позволяет разработчикам рецептур значительно повысить его. их шансы на получение стабильной эмульсии.
По словам Джорджа Смита, технического директора по Северной и Южной Америке компании Huntsman Performance Products в Вудлендсе, штат Техас, США, комбинация эмульгаторов обычно работает лучше, чем любой отдельный эмульгатор.
«Например, если вы пытаетесь приготовить эмульсию минерального масла, HLB для минерального масла составляет 10», — говорит он. «Итак, вы выберете пару эмульгаторов, один с HLB выше 10, а другой с HLB ниже 10. Когда вы их объедините, среднее значение будет около 10».
Система HLB, которая работает в основном с неионными эмульгаторами, существует с 1954 года. В 1970-х годах была представлена система гидрофильно-липофильных различий (HLD). Система HLD работает как с ионными, так и с неионными поверхностно-активными веществами, и она может лучше учитывать подробные характеристики конкретной эмульсии, такие как соленость, тип нефти, концентрация поверхностно-активного вещества и температура.
Уравнение HLD включает члены для концентрации соли, «маслянистости» масла (эффективного числа алкановых углеродов) и характеристической кривизны (Cc) эмульгатора. Значение Cc эмульгатора отражает, предпочитает ли эмульгатор изгибаться вокруг капли масла в воде (отрицательный Cc) или изгибаться вокруг капли воды в эмульсии в / м (положительный Cc).
Например, очень гидрофильный эмульгатор, лаурелсульфат натрия, имеет Cc, равный –2,3, тогда как очень гидрофобный эмульгатор, диоктилсульфосукцинат, имеет Cc, равный 2.6. Cc для комбинаций эмульгаторов представляет собой средневзвешенное значение для каждого эмульгатора. Шкала HLD центрируется на 0, что соответствует оптимальной эмульсии. Существуют онлайн-калькуляторы для оптимизации HLD для конкретной эмульсии (например, www.stevenabbott.co.uk/HLD-NAC.html).
Макро- и микроэмульсии
Разработчики рецептур все чаще заинтересованы в создании микроэмульсий, которые обладают большей стабильностью, чем обычные макроэмульсии. Как следует из названия, микроэмульсии имеют меньший размер капель, чем обычные эмульсии, что делает их более прозрачными, чем непрозрачными.В отличие от макроэмульсий, микроэмульсии термодинамически стабильны. «Через некоторое время макроэмульсия распадается на водную и масляную фазы», - говорит Дэвид Сабатини, заместитель директора Института прикладных исследований поверхностно-активных веществ при Университете Оклахомы, Норман, США.
«Но время не является фактором того, как долго микроэмульсия будет оставаться в своем текущем состоянии». Кроме того, если изменение температуры вызывает разрушение эмульсии, микроэмульсия самопроизвольно восстанавливается, когда температура возвращается к исходному значению.В отличие от макроэмульсии для повторного появления требуется подводимая энергия.
Микроэмульсии производятся иначе, чем макроэмульсии. Макроэмульсии требуют интенсивного перемешивания. Поскольку микроэмульсии являются термодинамически стабильной конечной точкой, к которой естественным образом движется система, они, как правило, не требуют интенсивного перемешивания. Однако разработчики рецептур часто используют легкое перемешивание для равномерного распределения компонентов и ускорения процесса образования микроэмульсии.
По сравнению с макроэмульсиями, для микроэмульсий требуется больше поверхностно-активного вещества.«Стабильность во времени указывает на микроэмульсии, но потребность в поверхностно-активных веществах может указывать в пользу макроэмульсий», — говорит Сабатини.
«Может оказаться, что 3 или 6 месяцев — это достаточный срок для вашего заявления, и время не может быть фактором в этой ситуации». Например, по его словам, пищевые продукты часто портятся до того, как разрушается макроэмульсия.
Благодаря своей замечательной стабильности, микроэмульсии находят применение в различных областях, таких как средства личной гигиены, химикаты на нефтяных месторождениях и медицина.«Концепции макроэмульсий существуют на протяжении веков, но передовые концепции микроэмульсий существуют только два-три десятилетия назад», — говорит Сабатини. «Интерес к микроэмульсиям растет, потому что мы только начинаем понимать их возможности».
Продукты
Многие популярные продукты питания представляют собой эмульсии, включая майонез, заправки для салатов, соусы, такие как голландский, шоколад и мороженое. Лецитин, смесь природных фосфолипидов, широко используется в пищевой промышленности для создания эмульсий типа масло / вода.Во всем мире большая часть коммерческого лецитина производится из соевого масла.
Яичный желток, традиционный эмульгатор для майонеза и соусов, также содержит лецитин. Другими распространенными эмульгаторами в пищевых продуктах являются белки, сложные эфиры жирных кислот, стеароилактилат натрия, а также моно- и диглицериды.
Создание пищевых эмульсий может быть сложной задачей, поскольку «продукты питания представляют собой сложные системы, в которых взаимодействует множество различных ингредиентов», — говорит Джон Неддерсен, старший научный сотрудник по жирам, маслам и эмульгаторам в компании DuPont Nutrition and Health, базирующейся в New Century, Канзас, США.«Хотя такие рекомендации, как шкала HLB, могут помочь, большую часть времени требуется опыт и эксперименты, чтобы найти оптимальный выбор эмульгаторов и норм использования». Неддерсен отмечает, что переработка может быть еще одной проблемой при работе с пищевыми эмульсиями. «Компания может использовать одну формулу в нескольких местах и видеть разные результаты на разных заводах», — говорит он. Эти различия могут возникать из-за, казалось бы, незначительных изменений в условиях растений.
DuPont продает широкий ассортимент эмульгаторов, в том числе линию Panodan ® DATEM (сложный эфир диацетилвинной кислоты и моноглицеридов) специально для хлебобулочных изделий и линию Cremodan ® для мороженого и других замороженных десертов.В качестве альтернативы лецитину в шоколаде и других кондитерских изделиях DuPont предлагает Grindsted ® CITREM, эфир лимонной кислоты. Этот эмульгатор может заменить соевый лецитин, который недавно подвергся критике, особенно в Европе, потому что большинство соевых культур, выращиваемых на экспорт (особенно в США, Бразилии и Аргентине), генетически модифицированы. Негенетически модифицированная соя стоит дорого и в дефиците. Таким образом, CITREM может оказаться привлекательной альтернативой для кондитеров, которые хотят избегать ингредиентов, изготовленных из генетически модифицированной сои.
Устойчивые источники пальмового масла также стали проблемой для клиентов, поскольку появились сообщения о том, что развитие плантаций пальмового масла вредит окружающей среде и угрожает исчезающим видам дикой природы в Малайзии и Индонезии, откуда происходит большая часть пальмового масла.
В результате DuPont представила линейку эмульгаторов на основе пальмовых и непальмовых масел из экологически чистых источников. К 2015 году DuPont обязалась поставлять 100% пальмового масла с плантаций, сертифицированных Круглым столом по экологически безопасному использованию пальмового масла (RSPO).
Эмульсии с пониженным содержанием жира — еще одна горячая тема для пищевой промышленности. Когда жир удаляется из пищи, чтобы сделать ее обезжиренной или обезжиренной, часто страдают вкус, внешний вид и текстура. Д. Джулиан МакКлементс, профессор физико-химии Массачусетского университета в Амхерсте, США, говорит, что есть несколько способов, с помощью которых эмульсии или эмульгаторы могут помочь снизить содержание жира в продуктах питания. Например, исследователи могут структурировать эмульсии вода-в-масле-в-воде (в / м / в). «Вы можете удалить часть жира из капель и заменить его водой», — говорит он.
Другой подход, называемый гетероагрегацией, заключается в смешивании капель масла, покрытых эмульгаторами противоположного заряда.
«Мы смешиваем положительную и отрицательную капли вместе, и они образуют гелевую сеть», — говорит МакКлементс. «Полученная эмульсия имеет очень высокую вязкость и низкое содержание жира и имитирует некоторые характеристики продукта с высоким содержанием жира».
Биологически активные добавки
Исследователи изучают эмульсии как средства доставки витаминов, добавок и других нутрицевтиков.Лаборатория МакКлементса использовала эмульсии для инкапсуляции витамина Е, каротиноидов, омега-3 жирных кислот, куркумина, коэнзима Q 10 и других биологически активных соединений. В конце концов, он хотел бы включить такие нутрицевтики в функциональные продукты.
«Одна из наших целей — повысить стабильность активных соединений, которые инкапсулированы в эмульсиях в пищевых частицах», — говорит МакКлементс. «Мы также хотели бы контролировать их судьбу в желудочно-кишечном тракте, когда они перевариваются.”
В дополнение к обычным эмульсиям лаборатория McClements производит более сложные эмульсии, такие как наноэмульсии, твердые липидные наночастицы, наполненные частицы гидрогеля (рис.
3) и многослойные эмульсии. Различные типы эмульсий могут иметь разные применения. «Некоторые из них могут защитить компоненты от химического разложения, некоторые могут доставлять соединения в толстую кишку, а некоторые могут контролировать выделение аромата», — говорит МакКлементс. «Таким образом, у вас должна быть своя система доставки для каждого приложения.”
Многослойные эмульсии состоят из капель масла, покрытых эмульгатором, плюс один или несколько слоев биополимера, диспергированных в водном растворе. Эмульгатор обычно электрически заряжен, а полимерный слой (слои) имеет противоположные заряды, которые притягивают их к поверхности капли масла.
Согласно МакКлементсу, многослойные эмульсии имеют тенденцию иметь лучшую физическую стабильность, чем однослойные эмульсии из-за колебаний pH, ионной силы, температуры, замораживания и оттаивания, а также обезвоживания.Кроме того, исследователи могут создавать многослойные эмульсии, чтобы контролировать их распад в желудочно-кишечном тракте.
«Вы можете сделать их так, чтобы они переваривались очень быстро, как обычная эмульсия, или вы можете сделать их так, чтобы они пошли дальше по желудочно-кишечному тракту», — говорит он. «Последнее может быть полезно, если вы хотите доставить что-то в толстую кишку или пытаетесь контролировать чувство насыщения, отправляя непереваренные соединения дальше по желудочно-кишечному тракту».
Личная гигиена
Большинство средств личной гигиены, включая лосьоны, кремы, шампуни и кондиционеры, являются эмульсиями.Обычные эмульгаторы для продуктов личной гигиены включают этоксилированные спирты, карбоксилаты, изетионат натрия, моностеарат глицерина, цетиловый спирт, стеариловый спирт и силиконовые эмульгаторы, такие как диметиконы.
«Сейчас тенденция состоит в том, что большинство людей хотели бы использовать эмульгатор, основанный на растительном сырье, а не на нефтехимических продуктах», — говорит Смит. Синтетические эмульгаторы, такие как этоксилированные спирты и их аналоги природного происхождения, имеют идентичные структуры, характеристики и биоразложение.
«Цена колеблется в зависимости от цены на косточковое пальмовое масло в Малайзии и цены на этилен в Северной Америке», — говорит Смит. «На данный момент я думаю, что у нефтехимии есть преимущество, но она меняется каждые два-три года».
Хуан Матеу, технический директор JEEN International в Фэрфилде, Нью-Джерси, США, говорит, что в последние годы произошел отход от синтетических этоксилированных спиртов из-за опасений по поводу остаточного 1,4-диоксана, предполагаемого канцерогена, который -продукт при их изготовлении.Глюкозиды природного происхождения были предложены в качестве замены для некоторых приложений. Однако «пока рано говорить о возможности замены этоксилированных спиртов», — говорит Матеу. «Есть некоторые эмульсии, которые можно приготовить с глюкозидами, но по большей части весь мир все еще использует этоксилаты».
В 2009 году JEEN International запустила свою линию эмульгаторов холодного процесса Jeesperse, которая позволяет разработчикам рецептур создавать эмульсии, содержащие парафиновые вещества, при температуре окружающей среды (25–30 ° C).
Многие распространенные эмульгаторы в продуктах личной гигиены, такие как цетиловый спирт и моностеарат глицерина, представляют собой воски с относительно высокими температурами плавления (до 165 ° C). До Jeesperse производителям приходилось нагревать эмульгаторы в масляной фазе, чтобы расплавить их, а затем добавлять расплавленный эмульгатор в водную фазу и охлаждать эмульсию с контролируемой скоростью до комнатной температуры. Напротив, Jeesperse позволяет приготовить эмульсию в одном котле при комнатной температуре, что приводит к значительной экономии денег и времени.
Секретными ингредиентами продуктов Jeesperse являются полиэлектролиты, такие как полиакрилат натрия. Полиэлектролиты — это полярные молекулы, которые могут вызывать полярность неполярных восков, позволяя им растворяться в холодной воде (полярный растворитель). Матеу говорит, что в лаборатории он может приготовить эмульсию холодным способом примерно за 20 минут, в отличие от нескольких часов смешивания, нагревания и охлаждения при обычном процессе.
«С эстетической точки зрения продукт такой же — на ощупь он такой же и выглядит одинаково — так почему бы и нет?» он говорит.
Короткое видео, демонстрирующее холодный процесс приготовления лосьона с эмульгатором Jeesperse.
Уход на дому
Многие бытовые чистящие средства и моющие средства для стирки содержат поверхностно-активные вещества, которые эмульгируют маслянистые частицы грязи, чтобы их можно было разбавить и смыть. Этоксилированные спирты — распространенный ингредиент моющих средств для стирки. Многие моющие средства содержат смесь неионных и анионных эмульгаторов для удаления пятен с текстильных изделий.
По словам Сабатини, удаление с тканей триглицеридов, таких как жиры, жир бекона и растительные масла, является особенно сложной задачей.Его лаборатория показала, что расширенные поверхностно-активные вещества, которые представляют собой поверхностно-активные вещества с группами промежуточной полярности (например, оксид полипропилена и оксид полиэтилена), вставленные между гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом, эффективны при удалении этих типов масляных пятен.
Промышленные смазочные материалы
Жидкости для металлообработки и другие промышленные смазочные материалы обычно представляют собой эмульсии масла в воде. Эмульгаторы позволяют мастерам по металлу использовать как смазывающие свойства масел, так и охлаждающие свойства воды.Анионные и неионные эмульгаторы часто используются вместе в жидкостях для металлообработки. Катионные эмульгаторы используются редко, поскольку они нестабильны в щелочных растворах (pH 8–9,5), необходимых для жидкостей для металлообработки.
Экологические технологии
Эмульсии и микроэмульсии применялись в экологических технологиях, таких как восстановление недр и производство биотоплива. Например, при разливе нефти или газа нефть застревает в порах почвы и горных пород. Лаборатория Сабатини разработала микроэмульсии, не содержащие спирта, которые помогают удалять нефтяные загрязнения из недр экологически чистым способом.«Масло задерживается в порах из-за межфазного натяжения между водой и маслом», — говорит Сабатини. «Если мы сможем снизить это межфазное натяжение с помощью эмульгаторов, мы сможем увеличить скорость очистки от загрязнений».
В 1997 году Сабатини и несколько его коллег основали компанию Surbec Environmental, LLC для внедрения этой технологии. С тех пор Surbec помог с экологической очисткой нескольких объектов в Соединенных Штатах и за рубежом. Примеры включают заправочную станцию с негерметичным подземным резервуаром и военный объект, загрязненный авиационным топливом.
Сабатини также применил свои исследования эмульсий для более эффективного производства биотоплива. Биодизельное топливо — это растительное масло, такое как соевое масло, которое было химически модифицировано в результате реакции переэтерификации для снижения его вязкости. «Что касается горения, вам не нужно модифицировать растительное масло. Вы можете использовать растительное масло в дизельном двигателе, и оно будет хорошо работать без каких-либо модификаций », — говорит Сабатини. «Просто у растительного масла проблемы с вязкостью, особенно при более низких температурах.”
Как оказалось, микроэмульгирование растительных масел может снизить вязкость без необходимости проведения реакции переэтерификации. Это сэкономит время и позволит использовать больше сырья в качестве топлива. Однако Сабатини отмечает, что исследования все еще находятся на начальной стадии.
Хотя люди производят эмульсии сотни, если не тысячи лет, мы только сейчас начинаем ценить их разнообразное применение во многих областях. Сложные эмульсии, такие как микроэмульсии и многослойные эмульсии, обещают еще больше расширить спектр применений, особенно в новых областях, таких как производство функциональных продуктов питания и биодизельное топливо.Вот если бы мы могли найти эмульгатор для этого трудного сотрудника.
Лаура Кэссидей — внештатный научный писатель и редактор из Хадсона, Колорадо, США. Имеет докторскую степень. по биохимии из Высшей школы Мэйо, с которым можно связаться по адресу [email protected] .
Боковая панель
В чем разница?
Термины поверхностно-активное вещество, эмульгатор и детергент часто используются как синонимы, но между ними есть различия.
Поверхностно-активное вещество — самый широкий термин: как эмульгаторы, так и детергенты являются поверхностно-активными веществами.Поверхностно-активные вещества, или поверхностно-активные вещества , представляют собой соединения, которые снижают поверхностное натяжение между двумя жидкостями или между жидкостью и твердым телом. Поверхностно-активные вещества являются амфифильными, что означает, что они содержат гидрофильные (водолюбивые) группы голов и гидрофобные (ненавидящие воду или маслолюбивые) хвосты. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на границе раздела между маслом и водой, тем самым снижая поверхностное натяжение.
Эмульгатор — это поверхностно-активное вещество, стабилизирующее эмульсии. Эмульгаторы покрывают капли внутри эмульсии и предотвращают их слияние или слипание.
Моющее средство — это поверхностно-активное вещество, обладающее очищающими свойствами в разбавленных растворах.
Также иногда путают термины эмульсия, суспензия и пена.
Эмульсия представляет собой смесь двух или более жидкостей с эмульгатором или без него, которые обычно не смешиваются. Одна из жидкостей, «дисперсная фаза», образует капли в другой жидкости, «непрерывной фазе».
Суспензия представляет собой твердое вещество, диспергированное в жидкости.Частицы достаточно большие для осаждения.
Пена — это вещество, в котором пузырьки газа взвешены в жидкости.
Боковая панель
Основные моменты технической сессии суспензии, эмульсии и пены
Вы можете узнать о последних разработках в области суспензий, эмульсий и пен, посетив совместную техническую сессию по этим темам на предстоящей ежегодной конференции и выставке AOCS 2014 в Сан-Антонио , Техас, США. Заседание, которое состоится в среду, 7 мая, с 13: 55–5.м., будет включать широкий спектр технических тем — от производства продуктов с пониженным содержанием жира путем контролируемой агрегации липидных капель до рецептуры смесей липопептидных биосурфактантов для диспергирования разливов нефти в морской воде.
Сессия совместно спонсируется подразделениями AOCS по технологии пищевых продуктов (EAT) и поверхностно-активными веществами и моющими средствами (S&D) и внесена в список в программе как EAT 5.0 и S&D 5.1. Полный список презентаций.
Техника эмульгирования
Хотя молекулярная гастрономия появилась только в конце 1900-х годов, эта техника восходит к 1674 году.Во французской кулинарной книге записан рецепт Beurre de Provence, также известного как Aioli, предшественника майонеза, который представляет собой эмульсию. Такие смеси, также известные как коллоиды, содержат частицы, которые не могут быть растворены, а остаются во взвешенном состоянии из-за различных свойств используемых ингредиентов.
Содержание Что такое эмульсия? Верхняя частьОбщеизвестно, что несмешивающиеся вещества, такие как масло и вода, не смешиваются из-за разницы в химических свойствах.Никакое жесткое встряхивание или перемешивание не позволит таким веществам соединиться. Однако в мире молекулярной гастрономии и модернистской кулинарии можно превратить гетерогенные вещества в гомогенное соединение с помощью эмульсии.
Этот метод может включать использование твердых, жидких или газообразных частиц. Во многих случаях на кухне смесь воды и масла вызывает коллоид. В случае масла и воды одна из этих двух жидкостей становится основой, а другая — дисперсией.
Конечный продукт эмульсии может отличаться в зависимости от того, какое вещество становится диспергированным. Два основных типа эмульсий включают масло в воде и противоположный тип эмульсии вода в масле. Когда масло растворяется в воде, конечный продукт может быть чем-то вроде голландского соуса или майонеза. С другой стороны, когда вода распыляется, обычным результатом является масло или винегрет.
Эмульсия может образовываться спонтанно или чаще в результате движения, известного как «сила сдвига», такого как встряхивание или перемешивание.Движение является важной частью процесса для многих эмульсий, поскольку именно оно диспергирует молекулы в основном веществе. Эмульгирующие агенты также могут использоваться для стабилизации коллоида, связывая жидкости вместе. В случаях, когда эмульсия не стабилизируется, компоненты могут снова разделиться позже.
Использование эмульсии в кухне ТопУчитывая разнообразные свойства многих ингредиентов, используемых на кухне, эмульсия пригодится для самых разных целей.Жир и вода — это обычные продукты, которые используются во многих блюдах, а также в основных компонентах кулинарии. Эмульсия масла в воде может использоваться при производстве кремов, соусов, айоли, молока, заправок, сыра и многого другого. С другой стороны, эмульсия воды в масле может привести к получению винегретов, маргарина, масла, спредов и прочего.
Помимо способности «связывать» несмешивающиеся вещества, такие как масло и вода, эмульсии также могут гарантировать создание гомогенных смесей. В результате этого можно придать больший срок годности различным пищевым продуктам.Помимо этого, он также позволяет производить креативные продукты питания.
Текстура и улучшенный вкус также могут быть созданы с помощью эмульсии. Часто жидкости, которые смешиваются, объединяются и образуют различную консистенцию, от мягкой до твердой и гладкой. В некоторых случаях эмульсия может использоваться для аэрации жидкостей с образованием пузырьков воздуха и пены в пище. Пена улавливает аромат ингредиентов, добавляя к вкусу, не придавая никакой тяжести или подавляя базовые ароматы.
Процесс эмульсии также может применяться в кулинарии для загущения некоторых жидкостей. Обычные жидкие вещества поступают в организм, поскольку жир и вода сочетаются с другими ингредиентами. В результате жидкости затвердевают, и им можно придать форму.
Как работают эмульгаторыИз-за несмешиваемости жира и воды их соединение приводит к поверхностному натяжению. Оба вещества сохранят свои характеристики, заставляя их разделяться, не смешиваясь свободно.Оба вещества естественным образом выстраиваются так, что они группируются вместе с похожими молекулами и как можно меньше соприкасаются с разными молекулами.
Как упоминалось ранее, включение несмешивающихся веществ, таких как жир и вода, требует использования сдвига в форме различных движений, таких как перемешивание, перемешивание и взбивание. Часто для этого требуется венчик или деревянная ложка.
Это движение помогает разбить вещества на более мелкие частицы с момента соприкосновения венчика или деревянной ложки с ингредиентами.Чем больше движение, тем меньше становятся частицы. Распад веществ на более мелкие частицы позволит им двигаться менее свободно, так как частицы забиваются.
Поскольку эти вещества смешиваются вместе, их можно найти в двух разных фазах, известных как дисперсная фаза и непрерывная фаза .Дисперсная фаза относится к частицам, которые разрушились и стали взвешенными. Непрерывная фаза — это то, что называется удерживающим веществом.Количество веществ определяет, какое из них станет дисперсным, а какое — непрерывным.
Следует отметить, что чем больше дисперсная фаза, тем больше вероятность разделения веществ. Слишком маленькое пространство между частицами может привести к их соприкосновению и повторному соединению.
Потеря подвижности также может в конечном итоге привести к разрушению эмульсии. Для стабилизации этого можно использовать и эмульгирующий агент. Агент действует путем покрытия диспергированных частиц поверхностно-активным веществом, которое увеличивает кинетическую стабильность.
Следует отметить, что эмульсии чувствительны как к теплу, так и к холоду. Под воздействием повышенного тепла молекулы стремятся двигаться быстрее и могут коллоидироваться друг с другом. С другой стороны, воздействие холода может вызвать быстрое охлаждение и образование кристаллов, которые проникают сквозь эмульгаторы при нагревании. Оба они вызовут разрушение и разделение веществ.
Общие ингредиенты, используемые для эмульсий ВерхТермины «эмульгаторы» и «стабилизаторы» часто используются в кулинарии как синонимы.Пищевые эмульгаторы можно разделить на две разные категории.
Натуральные эмульгаторы . Получено из клеток растений и животных. Они представлены в виде гидратированных липофильных коллоидов. Примерами стабилизаторов, взятых из растений, являются агар-агар, ксанатановая камедь, горчица, мед и гуаровая камедь. Эмульгаторы животного происхождения могут быть в виде белков, таких как яйца и соевые бобы, которые оба содержат лецитин. Еще одно производное животного происхождения — холестерин.
Полусинтетические эмульгаторы .Это ингредиенты, которые встречаются в природе, но проходят обработку. Их часто получают из натуральных жиров и масел. Их примеры включают метилцеллюлозу и карбоксиметилцеллюлозу, которые являются производными целлюлозы. Лецитин естественным образом содержится во многих продуктах питания и может быть извлечен. Полусинтетические эмульгаторы нетоксичны и часто работают лучше, чем натуральные стабилизаторы. Они также менее подвержены росту бактерий.
Рецепты эмульсии Айоли — это просто майонез, приготовленный из чеснока и оливкового масла.В этом рецепте используется погружной блендер, чтобы сделать процесс очень легким, и в результате получается легкое погружение для овощей или намазка на хлеб и тосты. Это популярное дополнение к любой вечеринке! Этот рецепт сочетает в себе лайм и имбирь — два отличных ингредиента, которые отлично сочетаются с ярким вкусом стейка из вырезки су-вид. Мне нравится добавлять текстуру и яркость блюду, смешивая их в соусе в стиле винегрета, который поливают хрустящей капустой и перцем.В этом рецепте ароматы лука-шалота, лимона и эстрагона добавляются в уксус, а затем получается легкий и яркий винегрет. Такое сочетание придает рыбе несколько базовых слоев аромата. Если хотите, сделайте из него густой соус с ксантановой камедью! Настоянные уксусы — отличный способ добавить тонкий вкус винегретам и соусам. При приготовлении собственного су-вид можно сократить процесс инфузии до нескольких часов, а не недель или месяцев.Я люблю использовать этот освежающий малиновый винегрет для салата из шпината или в качестве соуса к белой рыбе. Этот рецепт станет отличным дополнением к кростини для любой вечеринки, особенно если некоторые посетители могут не любить приключения! Он похож на более традиционное блюдо, но имеет тонкий модернистский оттенок. Если украсить пюре из белой фасоли цедрой лимона, блюдо станет еще более ярким. Лосось су-вид — нежное, мягкое мясо, не похожее ни на что, приготовленное традиционным способом.Я сочетаю его с острым перцем халапеньо и су-яблоками, чтобы получилось терпкое и насыщенное блюдо. Спаржа Sous vide похожа на бланшированную спаржу, но имеет более сильный вкус и немного более твердую текстуру. Если только спаржа не очень густая, ей нужно лишь короткое время приготовления. В этом рецепте стейка с тремя наконечниками су-вид в полной мере используется богатый мясной нарез, он смягчается с помощью процесса су-вид и дополняется экзотическим салатом из фенхеля, апельсина и оливок. Хлопья глицерина обычно используются для стабилизации эмульсий и для загущения или вспенивания масел.В отличие от многих ингредиентов, их нужно растворять в масле, а не в воде. Это эмульгаторы с высокой стабильностью, состоящие из моноглицерида и диглицерида, взятых из жиров глицерина и жирных кислот. Это простой модернистский винегрет, в котором для его усиления и сгущения используются ксантановая камедь и лецитин. Мне очень нравится сладкий кленовый сироп с острым бальзамическим уксусом. Хорошо сочетается с салатами, особенно с ягодами. Вы также можете добавить еще немного ксантановой камеди и использовать винегрет в качестве соуса к рыбе или курице.Соевый лецитин — модернистский ингредиент, используемый для стабилизации эмульсий и пен. Его обычно используют для создания «аэрозолей» и других легких пен.Эта статья принадлежит мне, Джейсону Логсдону. Я — предприимчивый домашний повар и профессиональный блоггер, который любит пробовать что-то новое, особенно когда дело касается кулинарии. Я исследовал все, от sous vide и сифонов для взбивания до скороварок и паяльных ламп; создавали пенки, гели и шарики; делали выдержанные в бочках коктейли и варили пиво.Я также написал 10 кулинарных книг по модернистской кулинарии и су-вид, и я веду веб-сайт AmazingFoodMadeEasy.com.
Если да, присоединяйтесь к более чем 19 000 человек, которые получают мой эксклюзивный информационный бюллетень, и получите БЕСПЛАТНУЮ КОПИЮ моей распечатанной модернистской шпаргалки по ингредиентам.
Просто нажмите зеленую кнопку внизу!
Начать!
Спасибо за регистрацию! Я с нетерпением жду возможности отправить вам рецепты, ссылки, эксклюзивный контент и предложения, которые вы не найдете больше нигде на сайте, и я также пришлю вам бесплатную копию моей модернистской шпаргалки по ингредиентам!
Введите свое имя и адрес электронной почты ниже, и увидимся внутри!
Спасибо за регистрацию! Я с нетерпением жду возможности провести вас через процесс знакомства с су-видео с удивительными статьями, рецептами, а также советами и приемами, которые вы можете использовать, чтобы произвести впечатление на своих друзей и семью, снова и снова готовя потрясающую еду!
Введите свое имя и адрес электронной почты ниже, и увидимся внутри!
Поглощение липидов
Поглощение липидов
Основная масса пищевых липидов — это нейтральный жир или триглицерид, состоящий из глицериновой основы, каждый углерод которой связан с жирной кислотой.Пищевые продукты обычно также содержат фосфолипиды, стерины, такие как холестерин, и многие второстепенные липиды, включая жирорастворимые витамины. Наконец, содержимое тонкого кишечника содержит липиды из отшелушенных эпителиальных клеток и значительный холестерин, поступающий с желчью.
Для абсорбции триглицерида должны происходить два процесса:
- Крупные агрегаты диетических триглицеридов, которые практически нерастворимы в водной среде, необходимо физически расщеплять и удерживать во взвешенном состоянии — процесс, называемый эмульгированием.
- Молекулы триглицеридов должны ферментативно перевариваться с образованием моноглицеридов и жирных кислот, которые могут эффективно диффундировать или транспортироваться в энтероцит
Ключевыми участниками этих двух преобразований являются желчных кислот и липаза поджелудочной железы , обе из которых смешаны с химусом и действуют в просвете тонкой кишки. Желчные кислоты также необходимы для растворения других липидов, включая холестерин.
Эмульгирование, гидролиз и образование мицелл
Желчные кислоты играют свою первую важную роль в ассимиляции липидов, способствуя эмульгированию.Как производные холестерина, желчные кислоты имеют как гидрофильные, так и гидрофобные домены (т.е. они являются амфипатическими). Под воздействием большого агрегата триглицерида гидрофобные части желчных кислот интеркалируются в липид, а гидрофильные домены остаются на поверхности. Такое покрытие желчными кислотами способствует разрушению крупных агрегатов или капель на более мелкие и мелкие капли. | |
Гидролиз триглицерида до моноглицерида и свободных жирных кислот осуществляется преимущественно липазой поджелудочной железы.Активность этого фермента заключается в урезании жирных кислот в положениях 1 и 3 триглицерида, в результате чего остаются две свободные жирные кислоты и 2-моноглицерид. Лекарство орлистат (ксеникал), которое продвигается для лечения ожирения, действует путем ингибирования липазы поджелудочной железы, тем самым уменьшая переваривание и всасывание жира в тонком кишечнике. Липаза — это водорастворимый фермент, и, проявив немного воображения, легко понять, почему эмульгирование является необходимой прелюдией к его эффективному действию.Вскоре после еды липаза присутствует в тонком кишечнике в довольно больших количествах, но может действовать только на поверхности капель триглиеридов. Для данного объема липида, чем меньше размер капель, тем больше площадь поверхности, а это означает, что большее количество молекул липазы может работать. | |
Поскольку моноглицериды и жирные кислоты высвобождаются под действием липазы, они сохраняют свою связь с желчными кислотами и образуют комплекс с другими липидами с образованием структур, называемых мицеллами .Мицеллы представляют собой небольшие агрегаты (4-8 нм в диаметре) смешанных липидов и желчных кислот, взвешенных в пищеварительном тракте. При перемешивании пищи мицеллы сталкиваются с щеточной каймой энтероцитов тонкого кишечника, и липиды, включая моноглицериды и жирные кислоты, захватываются эпителиальными клетками. |
Всасывание и перенос в кровь
Основные продукты переваривания липидов — жирные кислоты и 2-моноглицериды — проникают в энтероцит путем простой диффузии через плазматическую мембрану.Значительная часть жирных кислот также попадает в энтероцит через специфический белок-переносчик жирных кислот в мембране.
Липиды переносятся из энтероцитов в кровь по механизму, явно отличному от того, что мы видели для моносахаридов и аминокислот.
Попав внутрь энтероцита, жирные кислоты и моноглицериды транспортируются в эндоплазматический ретикулум, где они используются для синтеза триглиеридов. Начиная с эндоплазматического ретикулума и заканчивая Гольджи, триглицерид упакован с холестерином, липопротеинами и другими липидами в частицы, называемые хиломикронами . Помните, где это происходит — в абсорбирующих энтероцитах тонкой кишки.
Хиломикроны вытесняются из Гольджи в экзоцитотические пузырьки, которые транспортируются в базолатеральную часть энтероцита. Везикулы сливаются с плазматической мембраной и подвергаются экзоцитозу, сбрасывая хиломикроны в пространство за пределами клеток.
Поскольку хиломикроны являются частицами, практически все шаги на этом пути можно визуализировать с помощью электронного микроскопа, как демонстрирует монтаж изображений ниже.
Транспортировка липидов в кровоток также отличается от того, что происходит с сахарами и аминокислотами. Вместо того, чтобы абсорбироваться непосредственно в капиллярную кровь, хиломикроны сначала транспортируются в лимфатический сосуд, который проникает в каждую ворсинку, называемую центральным млечным сосудом . До недавнего времени было непонятно, как большие хиломикроны попадают в млечные железы. Оказывается, есть участки молочной железы, в которых эндотелиальные клетки удерживаются вместе с помощью специализированных «кнопочных соединений», которые намного более проницаемы для хиломикронов, чем нормальные клеточные соединения.Лимфа, богатая хиломикронами, затем стекает в лимфатическую систему, которая быстро поступает в кровь. Хиломикроны, передающиеся с кровью, быстро разбираются, и составляющие их липиды используются по всему телу.
Когда абсорбируется большое количество хиломикронов, лимфа, оттекающая из тонкой кишки, кажется молочной, а лимфатические сосуды хорошо видны. На изображении ниже брюшного содержимого койота тонкие белые линии (стрелки) представляют собой лимфатические сосуды кишечника, заполненные хиломикронами.Эта лимфа проходит через брыжеечные лимфатические узлы (ЛУ), а затем в более крупные лимфатические узлы.
Другой важный липид, который всасывается в тонком кишечнике, — это холестерин. Гомеостатический холестерин является результатом баланса синтеза холестерина, абсорбции пищевого холестерина и выведения холестерина с желчью. Много лет назад было показано, что холестерин, но не растительные стерины, легко всасывается в кишечнике. Совсем недавно был идентифицирован специфический транспортный белок (NPC1L1), который переносит холестерин из просвета кишечника в энтероцит.Оттуда большая часть холестерина этерифицируется, включается в хиломикроны и перемещается в кровь с помощью механизмов, описанных выше.
Если вы хотите подтвердить для себя хотя бы некоторые из описанных выше процессов, вам следует провести следующий эксперимент:
- Съешьте чашку жирных сливок или мешок картофеля фри быстрого приготовления.
- Сделайте что-нибудь продуктивное, например, учебу в течение 30 минут.
- Возьмите образец крови у себя (достаточно капиллярной трубки) — используйте антикоагулянт, чтобы предотвратить свертывание.
- Центрифугируйте образец крови для разделения клеток и плазмы.
Когда вы исследуете свою плазму, она будет выглядеть отчетливо молочной из-за присутствия миллиардов светоотражающих хиломикронов (состояние называется липемия ). Если вам нужен дополнительный балл, продолжайте забор крови каждые 15 минут, пока плазма не очистится, а затем нанесите результаты на миллиметровую бумагу. В качестве альтернативы вы можете просто изучить изображение справа, чтобы увидеть, как выглядит сыворотка собаки после нескольких часов голодания по сравнению с липемической сывороткой, собранной вскоре после приема корма для щенков.
Обновлено в мае 2019 г. Отправляйте комментарии по адресу [email protected]
VII. Липиды, пищеварение — Руководство по принципам питания животных
Эта глава представляет собой введение в различные процессы, которые участвуют в переваривании липидов у однокамерных и жвачных животных.
Новые термины
Желчь
Биогидрирование
Хиломикрон
Эмульгирование
Мицеллы
Липаза поджелудочной железы
Цели раздела
- Обсудить переваривание липидов у сельскохозяйственных животных
- Обсудить биогидрирование и образование конъюгированной линолевой кислоты у жвачных животных
Животные с однокамерным желудком
Процесс пищеварения включает расщепление липидных молекул на более мелкие, которые в конечном итоге всасываются в кровь.Липиды не растворяются в воде, которая является водной средой пищеварительного тракта (липиды гидрофобны). Следовательно, первым шагом в переваривании липидов является их растворение в воде. Как? Посредством процесса, называемого эмульгированием, или диспергированием липидов в мелких каплях.
Эмульгирование — это диспергирование липидов в мелких каплях.
Пищевые липиды (в основном триглицериды), попадая в тонкий кишечник, эмульгируются желчной солью (также называемой желчной кислотой), высвобождаемой из желчного пузыря.Соль желчных кислот действует как детергент (благодаря своим группам ОН и СООН), а большие молекулы липидов образуют более мелкие липидные капли, окруженные слоем желчи. Эмульгированные липиды подвергаются действию фермента липазы поджелудочной железы и превращаются в жирные кислоты, моноглицериды и глицерин.
Продукты переваривания липидов собраны в мицеллы. Это временные комбинации желчных солей, жирных кислот, моноглицеридов и других жирорастворимых веществ, таких как витамины и холестерин. Мицеллы растворимы в воде и позволяют продуктам переваривания липидов переноситься на поверхность тонкого кишечника для всасывания.В месте абсорбции мицелла разрушается, и желчная соль возвращается в кишечник для продолжения процессов эмульгирования ( рециркуляция желчных солей, ). Компоненты всасываются в тонкий кишечник путем пассивной диффузии. Короче говоря, способность образовывать мицеллы и присутствие желчной соли очень важны для переваривания липидов, а ее недостаток может повлиять на усвояемость. Например, насыщенные жирные кислоты менее эффективны, чем ненасыщенные жирные кислоты, в образовании мицелл.Таким образом, смесь насыщенных и ненасыщенных жирных кислот используется в рационах животных.
Мицеллы и хиломикроны — это временные соединения, образующиеся при абсорбции липидов.
Попав внутрь кишечной клетки (или энтероцита), моноглицериды и жирные кислоты повторно этерифицируются и вместе со свободным и этерифицированным холестерином, липопротеинами и фосфолипидами собираются в хиломикрона . Хиломикроны секретируются в лимфатическую систему.
Жвачные животные
У жвачных животных содержание липидов в рационе низкое (менее 5%) и происходит из различных источников, таких как трава, листья, масличные семена или злаки.Липиды листьев или травы — это в основном галактолипиды, фосфолипиды, воски, пигменты и эфирные масла, а липиды масличных семян или зерна — в основном триглицериды.
В рубце нет эмульгатора или фермента липазы поджелудочной железы. Вместо этого существуют микробы рубца, продуцирующие микробные липазы. Когда пищевые липиды попадают в рубец, начальной стадией является гидролиз сложноэфирных связей в триглицеридах, фосфолипидах и гликолипидах. Гидролиз пищевых липидов осуществляется микробными липазами, которые высвобождают глицерин и жирные кислоты (свободные жирные кислоты) из липидной основы.Глицерин легко метаболизируется бактериями рубца с образованием пропионовой кислоты. Кормление дополнительным жиром увеличивает долю пропионовой кислоты (одной из летучих жирных кислот или ЛЖК) и соотношение пропионат: ацетат у жвачных животных. Гидролиз — необходимое условие для следующего шага.
Липиды подвергаются гидролизу, биогидрированию и образованию конъюгированных жирных кислот в рубце.
Почему биогидрирование?
Слишком много ненасыщенных жирных кислот может быть токсичным для микробов рубца.
Биогидрогенизация ненасыщенных жирных кислот — вторая важная трансформация, которую пищевые липиды могут претерпеть в рубце.Жирные кислоты с двойными связями изменяются микробами с образованием более стабильных жирных кислот. Жирные кислоты, такие как линолевая кислота, превращаются в «конъюгированные» жирные кислоты (например, конъюгированная линолевая кислота или CLA), в которых двойные связи не разделены метиленовыми (Ch3) группами. Положение двойных связей изменяется, и жирные кислоты превращаются в более стабильные «транс-жиры». Некоторые нечетные (например, C19: 0) жирные кислоты и жирные кислоты с разветвленной цепью также образуются во время этого процесса. Например, линолевая кислота (C18: 2 n-6), где двойные связи находятся в цис-положении (цис9-цис12), на этой стадии превращения превращается в несколько изомеров CLA.
Переваривание липидов в тонкой кишке жвачных очень похоже на переваривание липидов у животных с однокамерным желудком. Двумя ключевыми секрециями, обеспечивающими этот процесс, являются желчь и сок поджелудочной железы. Эти выделения позволяют липидам образовывать мицеллы для абсорбции. Желчь поставляет соли желчи, сок и ферменты поджелудочной железы. Эти соединения десорбируют жирные кислоты с частиц корма и бактерий, обеспечивая образование мицелл. После образования мицеллы облегчают перенос нерастворимых в воде липидов через кишечные эпителиальные клетки тощей кишки, где абсорбируются жирные кислоты.В эпителиальных клетках кишечника жирные кислоты реэтерифицируются в триглицериды, а затем упаковываются в хиломикроны для транспортировки лимфой в кровь.
Ключевые точки
- Переваривание жиров в основном происходит в тонком кишечнике.
- Соли желчных кислот эмульгируют жир, а липаза поджелудочной железы гидролизует их с высвобождением жирных кислот и глицерина.
- Мицеллы — это временные соединения, образующиеся в процессе переваривания и абсорбции жира.
- Мицеллы растворимы в воде и позволяют транспортировать продукты переваривания липидов к поверхности тонкого кишечника для всасывания.
- В месте абсорбции мицелла разрушается, и компоненты абсорбируются в тонком кишечнике путем пассивной диффузии.
- Желчная соль возвращается в кишечник для продолжения процессов эмульгирования.
- Повторное использование желчной соли для переваривания жиров называется переработкой желчной соли.
- У жвачных животных липиды подвергаются гидролизу, биогидрированию и образованию конъюгированных жирных кислот в рубце.
- Все эти процессы выполняются для выживания микробов рубца, потому что слишком много ненасыщенных жирных кислот может навредить выживанию микробов.
- Во время биогидрирования образуются несколько промежуточных трансжирных кислот. Конъюгированная линолевая кислота (CLA) является примером такого промежуточного соединения.
- Переваривание липидов в тонкой кишке жвачных очень похоже на переваривание липидов у животных с однокамерным желудком.
- Хиломикроны — это временные соединения (например, мицеллы), образующиеся во время абсорбции липидов.
Контрольные вопросы
- Что подразумевается под биогидрированием?
- Приведите пример конъюгированной жирной кислоты.
- Какие основные соединения участвуют в переваривании и всасывании жиров, откуда эти соединения берутся и каковы их основные функции?
- Чем мицеллы отличаются от хиломикрона?
- Чем коровы отличаются от свиней перевариванием и абсорбцией жира при потреблении кормов, содержащих масло канолы?
Leave A Comment