Процесс эмульгирования – как происходит образование эмульсии веществ, белков и жиров

Эмульгирование как процесс лежит в основе создания многих современных материалов, применяемых в различных отраслях промышленности

В природе встречается много жидкостей, которые не смешиваются. До определенного времени это создавало трудности. Например, когда необходимо было смешать несмешиваемые компоненты для получения косметического средства с полезными свойствами. После появления особых веществ эту проблему удалось решить.

Что такое эмульгирование

Эмульгирование — процесс смешивания двух или более несмешиваемых жидкостей (обычно масла и воды). Это позволяет получить эмульсию – смесь двух взаимно нерастворимых жидкостей. В ней одна жидкость находится в виде капель в другой жидкости.

Чтобы запустить процесс образования эмульсии, требуется эмульгатор — вещество, которое может уменьшить поверхностное натяжение между двумя жидкостями, помочь им смешаться. Эмульгатор обычно добавляют в одну из жидкостей, затем взбивают и перемешивают с другой, чтобы создать стабильную эмульсию.

Эмульгированием жиров называют процесс соединения молекулы жира с молекулой воды за счет присутствия связывающего агента — эмульгатора. Эмульгирование жиров позволяет получить стабильный продукт. Он не расслаивается при хранении и тепловой обработке.

Области применения эмульсий

Эмульсии использует:

  • Косметическая промышленность. Применяются в качестве одного из ингредиентов для производства кремов, лосьонов, шампуней, другой косметики.
  • Фарм. промышленность. Используются при изготовлении мазей, капель, других медицинских препаратов.
  • Пищевая промышленность. Применяются в пищевой промышленности для создания различных продуктов — майонеза, других соусов, желе и др.
  • Нефтехимическая промышленность. Используются для производства масел, смазок, топлива.
  • Строительная промышленность. Применяются в производстве битумных материалов, красок и лаков, других строительных материалов.

Также эмульсии используются при производстве текстильных материалов, бумаги, красок, пигментов и др. Они применяются в научных исследованиях и в лабораторных условиях для различных целей, например, для изучения свойств материалов или для создания новых материалов с определенными свойствами.

Применение в приготовлении ароматических эмульсий

Эмульсии бывают масляно-водными (МВЭ) или водно-масляными (ВМЭ). Все зависит от того, какой компонент является дисперсной фазой (то есть находится в виде мелких капель или частиц в другом компоненте).

При приготовлении ароматических эмульсий применяется:

  • Стеарат кальция (кальциевый стеарат) — это химическое соединение, соль кальция и стеариновой кислоты. Он широко используется в промышленности в качестве пластификатора, стабилизатора, эмульгатора. В приготовлении ароматических эмульсий стеарат кальция P может использоваться как эмульгатор — вещество, которое помогает смешать два несмешиваемых компонента.
    Стеарат кальция P может применяться при изготовлении стабильной МВЭ или ВМЭ благодаря эмульгирующим свойствам. Он помогает разбить масло или воду на мелкие капельки, которые остаются равномерно распределенными в другом компоненте. Без эмульгатора масло и вода быстро разделялись бы или отделялись друг от друга, что могло бы привести к несовместимости или неэффективности продукта.
  • Стеарат цинка P — это соль цинка и стеариновой кислоты. Он обладает высокой степенью гидрофобности. Это позволяет ему легко запускать процесс образования эмульсии. Часто используется в косметических и фарм. продуктах в качестве эмульгатора, стабилизатора, загустителя. Позволяет создавать кремообразные и мазеобразные продукты.
Таблица 1. Основные области применения солей стеариновой кислоты
 Вещество  Формула  Используемые в промышленности свойства  Области применения
 Стеарат кальция      Ca(C17H35COO)2       эмульгатор
     пластификатор
     стабилизатор 		Производство ароматических эмульсий
Пищевая промышленность    
 Стеарат цинка  Zn4O (O2CR)6       высокая гидрофобность
     эмульгатор
     стабилизатор
     загуститель 		Косметическая промышленность
Фармацевтическая промышленность    

Применение в приготовлении пищевых эмульсий

В пищевой промышленности также нередко применяется эмульгирование жиров.

Это процесс смешивания жиров с водой или другой жидкостью, образующий эмульсию. Жиры не растворимы в воде, поэтому для их смешивания с водой требуется эмульгатор. Он помогает стабилизировать жировую эмульсию, разбивая жир на мельчайшие капельки, предотвращая их слипание.

Эмульгаторы бывают природными и искусственными. Природным эмульгатором является, например, лецитин, который диспергирует молекулы жира в водных растворах белков и углеводов. Его добавляют в хлеб, маргарин, пирожные, печенье и шоколад. Искусственные эмульгаторы также добавляются в продукты питания, такие как майонез, соусы, молочные напитки.

В числе таких веществ – стеарат кальция P. Он широко применяется в пищевой промышленности в качестве эмульгатора, стабилизатора, антиоксиданта. Он добавляется в пищевые эмульсии для того, чтобы улучшить их текстуру, увеличить стабильность, продлить срок хранения. Стеарат кальция получают по реакции стеариновой кислоты с кальцием. Это безопасный продукт при употреблении в разумных количествах.

В числе плюсов использования стеарата кальция P в качестве эмульгатора:

  • Улучшает текстуру продуктов. Обладает способностью улучшать текстуру продуктов, таких как конфеты, печенье и маргарин. Он добавляет гладкость и кремовость, делая продукты более приятными в использовании.
  • Повышает стабильность. Используется для увеличения стабильности продуктов. Предотвращает разделение различных компонентов, таких как вода и масло, в продуктах, что делает их более однородными и способными сохранять потребительские качества длительное время.
  • Облегчает производство. Повышает смешиваемость ингредиентов и облегчает обработку продуктов.
  • Выгоден. Это доступный ингредиент и может быть использован в малых количествах, что делает его выгодным для производства пищевых продуктов.

Однако, как и в случае с любыми другими пищевыми добавками, стеарат кальция должен использоваться с осторожностью и соблюдением рекомендованных дозировок, чтобы предотвратить негативные последствия для здоровья.

Применение в приготовлении технологических эмульсий

Применение эмульгаторов в приготовлении технологических эмульсий преследует несколько основных целей:

  • Улучшение стабильности. Добавление эмульгаторов помогает предотвратить разделение жидкостей, образующих эмульсию, сохранить ее стабильность в течение длительного времени.
  • Улучшение текучести, растворимости. Они помогают улучшить текучесть и растворимость ингредиентов, которые добавляются в эмульсию, путем образования мельчайших капель жидкости. Это улучшает их распределение, смешивание.

Например, в производстве красок эмульгирование используется для получения продукции на водной основе или на основе растворителей. Такие ЛКП легко наносятся на поверхность и обеспечивают высокое качество покрытия. Эмульгаторы, такие как стеарат кальция или лецитин, добавляются в краску для стабилизации эмульсии и предотвращения ее разделения на компоненты.

Эмульгирование также позволяет улучшить свойства красок, таких как вязкость, устойчивость к растворителям, термическая стабильность и долговечность.

Это в свою очередь позволяет увеличить время хранения ЛКМ и снизить стоимость производства.

Применение в приготовлении топливных эмульсий

Эмульгаторы могут использоваться в приготовлении топливных эмульсий для улучшения смешивания топлива и воды. Топливные эмульсии используются в промышленности и транспортном секторе в качестве альтернативного и экологически более чистого вида топлива.

У топливных эмульсий немало плюсов по сравнению с обычным топливом. Например, они способствуют более полному сгоранию топлива, что снижает количество выбросов оксидов азота и других вредных веществ в атмосферу. Кроме того, использование топливных эмульсий может уменьшить затраты на топливо благодаря более эффективному использованию его энергии.

Эмульгаторы, используемые в топливных эмульсиях, обычно выбираются на основе своей способности обеспечивать стабильность определенного топлива, совместимости с ним. Бывают синтетическими и натуральными.

Устройства для производства эмульсий

Существует немало устройств для производства эмульсий, которые могут использоваться в зависимости от конкретной задачи, требуемых характеристик продукта. В их числе:

  • Эмульгаторы-миксеры. Это устройства, которые используются для смешивания жидкостей разных плотностей, создания эмульсии. Они бывают разных размеров и мощности. Подходят для производства разных эмульсий.
  • Вихревые мельницы. Применяются при замешивании эмульсий методом сильного вихревого движения. Они подходят для создания эмульсий с высокой стабильностью, долгим сроком хранения.
  • Ультразвуковые эмульгаторы. Это устройства, которые используют ультразвуковые волны для приготовления эмульсий. Они подходят для производства различных эмульсий для косметических продуктов, лекарственных средств, продуктов питания.
  • Гомогенизаторы. Применяются при приготовлении эмульсий путем применения высокого давления. Они подходят для производства эмульсий с высокой стабильностью, однородностью.
  • Статические мешалки. Используются для приготовления эмульсий путем пропуска жидкости через специальные поверхности. Эти поверхности создают турбулентность и сильное перемешивание жидкостей, что способствует эмульгированию.

Кроме того, существуют механические и смешивающие устройства, такие как вихретоки, винтовые мешалки, роторные статоры. В них также происходит эмульгирование, позволяющее получить эмульсию с заданными параметрами.

Роль эмульгаторов

Эмульгаторы играют важную роль в пищевой, косметической промышленности, а также многих других отраслях. Как уже отмечалось, они представляют собой вещества, которые помогают смешивать несмешиваемые жидкости, такие как масло и вода.

В пищевой промышленности эмульгаторы используются для стабилизации продуктов, таких как майонез, сливочное масло, молочные напитки, соусы. Они помогают сохранять текстуру, вкус и аппетитный внешний вид продукта, предотвращая разделение его компонентов.

В косметической промышленности эмульгаторы применяются при изготовлении кремов, лосьонов, шампуней, других продуктов. Они помогают объединить масла и воду, что делает продукты удобными в использовании.

Некоторые эмульгаторы могут также служить консервантами, улучшая срок годности продукта, добавками для улучшения вкуса, текстуры. Однако некоторые эмульгаторы могут быть вредны для здоровья, если употребляются в больших количествах. Поэтому нужно следить за дозировкой, использовать только разрешенные вещества.

Этапы эмульгирования

Этапы эмульгирования зависят от типа эмульсии, используемых компонентов и метода.

Основные этапы эмульгирования:

  • Подготовка компонентов. Жидкости, которые будут смешиваться, должны быть подготовлены. Это может включать нагревание, охлаждение или добавление различных добавок, таких как стабилизаторы для улучшения стабильности эмульсии.
  • Разрушение фазы. Одна из фаз должна быть разрушена в мельчайшие капли, чтобы увеличить площадь контакта между двумя фазами. Это может быть достигнуто механическим перемешиванием, с помощью ультразвукового обработчика или с помощью других методов.
  • Смешивание. Разрушенные капли должны быть равномерно распределены в другой жидкости. Это достигается с помощью механического перемешивания до тех пор, пока капли не будут равномерно распределены в жидкости.
  • Стабилизация. Чтобы предотвратить слияние капель, нужно добавить стабилизаторы, которые помогают сохранить эмульсию стабильной долгое время. Стабилизаторы могут быть эмульгаторами, поверхностно-активными веществами или другими добавками.
  • Улучшение характеристик. Можно выполнить дополнительные действия для улучшения характеристик эмульсии, такие как изменение pH, добавление ароматизаторов или красителей.

На эффективность процесса эмульгирования оказывает больше влияние качество эмульгаторов. Например, некоторые эмульгаторы могут быть менее эффективными при смешивании некоторых жидкостей, что требует использования более высоких концентраций эмульгирующих веществ. Кроме того, качество эмульгаторов может влиять на стабильность эмульсии — хорошие эмульгаторы обеспечивают стабильность эмульсии на протяжении более длительного времени.

44. Эмульгирование жира. Эмульгаторы. Физико-химические свойства, обеспечивающие процесс.

Эмульгирование жиров.

Поступающие в составе липидов жиры составляют 90%. Действию водорастворимых ферментов они подвергнутся не могут, поэтому действию панкреатической липазы предшествует эмульгирование. Эмульгирование (смешивание жиров в воде) – происходит в тонком кишечнике под действием солей желчных кислот (представляют собой амфифильное соединение, то есть имеют и лиофильнкю часть и гидрофильную). Желчные кислоты снижают поверхностное натяжение и превращают большую каплю жира во множество мелких. Подобное дробление увеличивает площадь поверхности фазы жир/вода, что ускоряет гидролиз жира панкреатической липазой.

46. Смотри 49.

47. Белки сыворотки крови. Функция. Содержание. Диагностическое значение результатов лабораторного исследования. Белки острой фазы.

Физико-химические свойства крови.

Плазма (48-63%) состоит из

  1. Плазмы крови (90-93%)

  2. Сухой остаток (7-10%)

Форменные элементы крови (37-52%)

Эритроциты, лейкоциты, тромбоциты

Для выделения сыворотки необходим стабилизатор, в качестве которого используют либо цитрат натрия, либо щавелевокислый калий. В результате действия стабилизатора, тромб не образуется из-за связывания ионов Са.

Жесткая константа – 65-85 г. Белка.

Функции белков крови

  1. Поддержание pHв пределах 7.38-7.42 (буферная функция).

  2. Альбумин преальбумин, тироксинсвязывающий белок, ретинолсвязывающий белок, транскобаламиды, транстиретин, транскортин, трансферрин церуллоплазмин, гемопексин, гаптоглобин, липопротеины выполняют транспортную функцию.

  3. Определяют вязкость крови, а значит гемодинамику в организме.

  4. Резерв аминокислот в организме.

  5. Иммуноглобулины, белки свертывающей системы крови, альфа-1-антитрипсин выполняют защитную функцию.

Методом электрофореза (на ацетилцеллюлозе) удается выявить 5 фракций.

  1. Альбумины (55-65%)

  2. Альфа-1-глобулины (2-4%)

  3. Альфа-2-глобулины (6-12%)

  4. Бета-глобулины (8-12%)

  5. Гамма-глобулины (12-22%)

Классификация белков плазмы крови.

Транстиретин (преальбумин) – тироксинсвязывающий альбумин, это белок острой фазы, может связывать ретинол, тироксин, трийодтиронин. Появление этого белка наблюдается при циррозах, гепатитах, нефротическом синдроме. Содержание 0.18-0.37 г/л.

Альбумин – Молекулярная масса 69 кДа, концентрация 40-50 г/л, в сутки синтезируется 12 граммов, содержит множество дикарбоновых кислот и способностью удерживать анионы (Са, Cu, Zn). В плазме 40% представлено альбумином и определяет осмотический объем на 75-80%. В межклеточной жидкости 60% (меньше чем в крови из-за объема межклеточной жидкости).

При понижении концентрации альбумина в крови, происходит снижение почечного кровотока, активируется ренин-ангиотензин-альдостерон система и обеспечивается восстановление объема крови, если этого не происходит, то смещается равновесие и образуется отек из-за перераспределения альбумина в межклеточную жидкость вместе с оставшимися ионами Na, которые удерживают воду. Снижение альбумина может возникать из-за цирроза печени, катаболических реакциях, ожогах, сепсисах. Понижение альбумина вызывает повышение проницаемости стенок капилляров и понижению АД, в результате которого может развиться шок.

Альбумин – важнейший транспортный белок, осуществляет транспорт желчных кислот, билирубина, стероидов, йодтиронинов, лекарственные вещества (сульфаниламиды, барбитураты, салицилаты).

Глобулины. Хуже растворимы в воде, имеют более высокую молекулярную массу.

Фракция Альфа-1-глобулины.

Альфа-1-антитрипсин – концентрация 2.5 г/л. Ингибирует ряд протеаз, в частности эластазу, которая разрушает легочную ткань (при недостатке А-1Антитрипсина развивается эмфизема, гепатит). Снижает активность протеиназ (трипсин, химотрипсин, калликреин, плазмин). Содержание белка повышается при травмах и заболеваниях.

Альфа-1- кислый гликопротеин – тормозит активность протеолитических ферментов, концентрация 0.2-0.4 г/л, уровень падает при поражениях печени, опухолях, воспалениях, беременности.

Альфа-1-гликопротеин – частвует в транспорте тестостерона и прогестерона. Возрастает в острую фазу заболеваний печени (цирроз печени). Концентрация 0.5-1.4 г/л.

Альфа-1-фетопротеин – белок обнаруживающийся в плазме плода, который образуется в печени и желточном мешке. Способен связывать эстрогены от избыточного их влияния на плод. Имеет место для диагностики рака печени и яичка, так как опухолевые клетки начинают его продуцировать.

Фракция Альфа-2-глобулины.

Гаптоглобин – белок, экономящий железо и щадящий почки (с) Галян С.Л. Образует скомплекс со свободным гемоглобином, который не способен фильтроваться через почечную капсулу из-за высокой молекулярной массы. Является белком острой фазы и его снижение имеет место в гемолитической анемии. Концентрация белка 0-0.35 г/л.

Альфа-2-макроглобулин – цинкосодержащий гликопротеин с огромной молекулярной массой (820 кДа), содержание в плазме 2-3 г/л. Ингибирует трипсин, химотрипсин, тромбин, калликреин, плазмин. Содержание увеличивается при циррозе, нефротическом синдроме. Уменьшается при сахарном диабете.

Церрулоплазмин – медьсодержащий белок. Окисляет двухвалентное железо до трёхвалентного для его дальнейшего транспорта трансферрином. Синтез увеличивается при беременности, остром воспалении, холестазе, артрите, хроническом гепатите. Концентрация 0.25-0.45 г/л.

Фракция Бета-глобулинов.

Трансферрин – гликопротеид, самый главный транспортер трехвалентного железа. Содержание увеличивается при беременностях, железодефицитных анемиях. Снижается при циррозах, нефротическом синдроме, отравлении железом, белковом голодании. Концентрация 1.6-2.8 г/л.

Гемопексин – связывает и транспортирует гем в клетки ретикулоэндотелиальной системы. Содержание падает при гемолитической анемии, нефротическом синдроме. Увеличивается при воспалении. Концентрация 0.85 г/л.

Белки Гамма-фракции.

Синтезируются в ответ на попадание антигенов в организм и обладают определённой специализацией. Выделяют пять классов А, Е, G,D,M.

Иммуноглобулины G– 75% от общего числа иммуноглобулинов, эффективно связывают и инактивируют чужеродные частицы и микроорганизмы, а также единственный класс, который проникает через плацентарный барьер и способен защищать плод в утробном периоде.

Иммуноглобулины A– содержатся в секрете желез и препятствуют проникновению чужеродных веществ в организм.

Иммуноглобулины Е – содержатся на поверхности тучных клеток и ответственны за выполнение аллергических реакциях. Гипо- и гиперпродукция вызывает болезни типа бронхиальной астмы, крапивницы, белковых тел Бенс-Джонса.

Иммуноглобулины М – образуют пентамеры (форма снежинки), обнаруживаются на ранних стадиях иммунного ответа.

Иммуноглобулины D– выполняют роль рецепторов у И-лимфоцитов. Функция до конца не выяснена.

Белки острой фазы – это белки, содержание которых увеличивается во время воспалительных процессов, травмах, ожогах, инфаркте миокарда.

Основной индуктор синтеза таких белков – интерлейкин-1, освобождающийся из мононуклеарных фагоцитов. К белкам острой фазы относят С-реактивный белок (СРБ, взаимодействует с С-полисахаридами пневмококков), альфа-1-антитрипсин (инактивирует некоторые протеазы), гаптоглобин, альфа-1-кислый гликопротеин, фибриноген.

Общие сведения об эмульгировании — AP Biology

Все ресурсы AP Biology

10 диагностических тестов 419 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept

AP Biology Help » Системная физиология » Пищеварительная система » Пищеварительная физиология » Общие сведения об эмульгировании

Пациент поступил в больницу с сильной болью в животе. Сканирование показывает, что в желчном пузыре есть несколько камней, и один блокирует пузырный проток.

Какая из следующих молекул будет неадекватно абсорбироваться при обструкции желчного пузыря?

Возможные ответы:

Моносахариды

Все типы молекул будут плохо усваиваться

Жирные кислоты

Аминокислоты

Правильный ответ: 900 14

Жирные кислоты

Объяснение:

Желчный пузырь важен из-за его хранения и выделения желчи во время пищеварения. Желчь играет важную роль в эмульгировании (или расщеплении) неполярных жиров в водной жидкости тонкой кишки. Обструкция пузырного протока приведет к тому, что желчь не сможет достичь тонкой кишки, а триглицериды не смогут должным образом эмульгироваться и всасываться.

Сообщить об ошибке

Где хранится желчь, когда пищеварение не происходит?

Возможные ответы:

Надпочечники

Почки

Приложение

Селезенка

Желчный пузырь

Правильный ответ:

Желчный пузырь

Объяснение:

Печень вырабатывает желчь, которая проходит по желчному протоку и попадает в тонкую кишку, особенно в двенадцатиперстную кишку. Когда проток закрыт, желчь возвращается и накапливается в желчном пузыре. Как только проток открыт, когда тонкая кишка ощущает присутствие пищи, желчный пузырь выделяет желчь для эмульгирования жиров во время пищеварения.

Сообщить об ошибке

Что из следующего НЕ играет роли в эмульгировании пищевых липидов?

Возможные ответы:

Липаза

Желчные соли

Моторика тонкого кишечника

Фосфолипиды

Правильный ответ: 90 005

Липаза

Объяснение:

И соли желчных кислот, и фосфолипиды выделяются из желчных протоков в верхний отдел тонкой кишки (двенадцатиперстную кишку) для эмульгирования липидов. Обе они амфипатические молекулы, что означает, что они имеют неполярные/липофильные концы, которые могут связываться с липидами, и полярные/гидрофильные концы, которые могут связываться с водой, эмульгируя таким образом липиды, с которыми они контактируют.

Поскольку эти соединения выделяются из одного протока, моторика тонкого кишечника позволяет им смешиваться с содержимым тонкого кишечника и эмульгировать больше липидов, чем они могли бы в неподвижной среде. Моторика тонкого кишечника также помогает разрушать большие глобулы пищевого жира.

После эмульгирования пищевой жир может быть расщеплен липазой, но сама по себе липаза не способствует эмульгированию.

Сообщить об ошибке

Какой орган хранит соединение, отвечающее за эмульгирование липидов в процессе пищеварения?

Возможные ответы:

Тонкая кишка

Поджелудочная железа

Печень

Желчный пузырь

Правильный ответ:

9000 4 Желчный пузырь

Объяснение:

Жиры обычно состоят из неполярных липидов, что делает их гидрофобными и нерастворимыми. Чтобы переваривать жиры, они должны быть сгруппированы вместе, чтобы увеличить площадь их поверхности и обеспечить взаимодействие ферментов, переваривание и всасывание.

Эмульгирование жиров — это процесс увеличения площади поверхности жиров в тонком кишечнике путем их группирования в небольшие скопления. За это отвечает желчь, жидкость, вырабатываемая печенью и хранящаяся в желчном пузыре. Фактическое переваривание жиров затем осуществляется липазой, ферментом поджелудочной железы. Затем переваренные липиды транспортируются в млечные железы микроворсинок для транспортировки через лимфатическую систему перед попаданием в кровь.

Сообщить об ошибке

Желчь вырабатывается в __________, хранится в __________ и выделяется в __________.

Возможные ответы:

печень. . . желчный пузырь . . . толстая кишка

желчный пузырь. . . желчный пузырь . . . тонкий кишечник

печень . . . желчный пузырь . . . тонкая кишка

почки. . . желчный пузырь . . . тонкая кишка

Правильный ответ:

печень . . . желчный пузырь . . . тонкая кишка

Объяснение:

Печень отвечает за синтез желчных солей; эти соли переносятся в желчный пузырь в виде желчи. В желчном пузыре накапливается желчь, которая затем выделяется в тонкую кишку. Желчь способствует пищеварению, разрушая большие жировые шарики, процесс, известный как эмульгирование. Жиры нерастворимы в воде, поэтому эмульгирование обеспечивает панкреатическую липазу большей площадью поверхности, на которую она действует.

Ни селезенка, ни толстая кишка не являются релевантными ответами на это предложение. Толстая кишка помогает удалять непереваренные отходы из организма, поглощает воду из отходов и производит/усваивает витамины (благодаря колониям полезных бактерий, которые живут в толстой кишке). Селезенка — это орган, отвечающий за фильтрацию крови и размещение лейкоцитов; он не участвует в пищеварении.

Сообщить об ошибке

Соли желчных кислот являются амфипатическими и необходимы для всасывания жиров. Какое из следующих питательных веществ будет трудно усваиваться у пациента с неспособностью выделять соли желчных кислот в желудок?

I. Витамин А

II. Витамин В

III. Витамин С

Возможные ответы:

I и III

I и II

Только II

Все эти

Только I

Правильно ответ:

Только я

Объяснение:

Соль желчных кислот эмульгирует жир в хиломикроны, чтобы обеспечить их всасывание. Из вариантов только витамин А является жирорастворимым. Витамины B и C водорастворимы.

Сообщить об ошибке

Соли желчных кислот эмульгируют пищевые жиры, разбивая их на более мелкие кластеры и создавая молекулу, называемую __________.

Возможные ответы:

кластер

хиломикрон

глобула

болюс

мицелла

Правильный ответ:

мицелла

Объяснение:

Соли желчных кислот окружают капельки жира, образуя мицеллы. Эти мицеллы более доступны для ферментов, способных расщеплять их дальше. Хиломикроны представляют собой липопротеины, играющие важную роль в транспорте и метаболизме липидов.

Сообщить об ошибке

Соли желчных кислот делают капли жира более доступными для фермента __________.

Возможные ответы:

пепсин

химотрипсин

трипсин

липаза языка

липаза поджелудочной железы

900 12 Правильный ответ:

панкреатическая липаза

Объяснение:

После того как большие жировые скопления расщепляются солями желчных кислот и превращаются в более мелкие мицеллы, липаза поджелудочной железы имеет большую площадь поверхности для доступа к жирам. Ферменты способны достигать капельки жира через промежутки между солями желчи. Жиры еще не эмульгируются желчью во рту, поэтому лингвальная липаза действует перед желчью, гидролизуя длинноцепочечные углеводороды. Другие варианты ответа — протеазы.

Сообщить об ошибке

Уведомление об авторских правах

Все ресурсы AP Biology

10 Диагностические тесты 419 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept

Функциональность жиров в эмульгированных пищевых продуктах

артикул

19

АКЦИИ

Опубликовано: 28 октября 2015 г. | Джефф Талбот, толстый консультант |

Эмульсия представляет собой тонкую дисперсию капель жидкости в другой непрерывной жидкой фазе, в которой капли не смешиваются или не растворяются. С точки зрения пищевых продуктов две фазы обычно представляют собой масла и воду. Пищевые эмульсии, как правило, принимают одну из двух форм: либо масло в воде (М/В), т.е. сливок и майонеза или воды в масле (W/O), напр. масло и спреды – хотя возможны и более сложные дуплексные эмульсии, такие как вода в масле в воде (В/М/В) и противоположная ей эмульсия масло в воде в масле (М/В/М). Проще говоря, вода есть вода, но масла могут различаться по своим свойствам и функциональности, так какое же масло лучше всего использовать для конкретной пищевой эмульсии? В этой статье будут описаны основные свойства жиров, которые играют роль в этом выборе, и будет обсуждено их значение в пищевых эмульсиях.

Функциональные характеристики масел и жиров

Масла и жиры представляют собой триглицериды или триацилглицерины и сложные эфиры глицерина с тремя группами жирных кислот. В значительной степени именно типы жирных кислот и их положение на глицериновом остове определяют важные функциональные свойства жиров. С точки зрения функциональности жиров в эмульгированных пищевых продуктах важны три параметра:

  • физические характеристики, особенно кристаллизация и плавление
  • пищевые характеристики
  • стабильность при хранении, особенно устойчивость к окислению и гидролизу

Физические характеристики

Жирные кислоты в триглицеридах различаются по трем основным параметрам: длина цепи (количество атомов углерода), количество ненасыщенных двойных связей в углеродной цепи, а также расположение этих двойных связей в конфигурации цис или транс . Увеличение длины цепи увеличивает температуру плавления. Увеличение степени ненасыщенности снижает температуру плавления. Изменение цис двойных связей в соответствующие транс двойные связи увеличивает температуру плавления. Эти общие эффекты жирных кислот также распространяются на триглицериды, так что жир, богатый насыщенными соединениями с более длинной цепью, является твердым при комнатной температуре, в то время как жир, богатый цис -ненасыщенными жирами, обычно является жидким при комнатной температуре. Тот, в котором цис- двойные связи были преобразованы в транс- двойные связи путем частичного гидрирования, имеет более высокую температуру плавления, чем исходное масло.

Для разных продуктов потребуются разные профили плавления. Например, жиры, используемые в маргаринах, предназначенных для намазывания в холодильнике, потребуют более мягких, легкоплавких, более ненасыщенных масел, чем жиры, используемые в маргаринах для выпечки, где требуется определенное количество твердого жира при температуре смешивания (обычно 20–25 °C), чтобы получить правильная текстура в конечном продукте. Большинство жиров должны плавиться при температуре ниже температуры рта, но возможно и даже желательно, чтобы жиры, используемые в высушенных распылением эмульсиях, таких как сливки для супа, имели более высокие температуры плавления.

Питательные характеристики

Хотя все жиры имеют примерно одинаковую энергетическую ценность, разные жирные кислоты по-разному влияют на уровень холестерина в крови. Трансжирные кислоты снижают уровень «хорошего» холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) и повышают уровень «плохого» холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) 1 . Это основная причина, по которой они в значительной степени удалены из сегодняшних продуктов. Насыщенные жирные кислоты вызывают оба типа, но когда-то их тоже демонизировали, недавние исследования 2 указывает на то, что они являются более приемлемой частью нашего рациона, поскольку увеличение уровня холестерина ЛПВП уравновешивает увеличение уровня холестерина ЛПНП. Цис -ненасыщенные жирные кислоты снижают уровень холестерина ЛПНП и повышают уровень холестерина ЛПВП, поэтому они хороши в обоих отношениях, но, поскольку они также легкоплавки и обычно жидкие, они не могут составлять основу продуктов, которым нужна структура. Поэтому часто приходится идти на компромисс между потребностями в питании и физической функциональностью.

Стабильность при хранении

Существуют две основные реакции, вызывающие прогорклость или ухудшение вкуса/запаха жиров. Это окисление и гидролиз, один из которых связан с кислородом как основной причиной разложения, а другой с участием воды. Окислительная деградация является проблемой для всех жиров, независимо от того, находятся ли они в эмульсии или нет. Если они находятся в контакте с воздухом (даже внутри упаковки), они со временем начнут окисляться. Обычно существует индукционный период, во время которого происходит очень мало окисления, но затем, как только окисление начинается, оно проходит очень быстро. Окисление включает образование свободных радикалов; на стадии инициации окисления из одной из цепей жирных кислот удаляется свободный радикал водорода. Наиболее подвержены этому атомы водорода в метиленовой группе рядом с двойной углерод-углеродной связью.

Это означает, что цис -мононенасыщенные жирные кислоты с большей вероятностью (в 10 раз более вероятно) окисляются, чем насыщенные жирные кислоты, и что цис -полиненасыщенные жирные кислоты в 100-150 раз более склонны к окислению, поскольку они имеют один или две метиленовые группы между двумя двойными углерод-углеродными связями. Таким образом, степень ненасыщенности играет большую роль в определении масел, которые следует использовать исключительно для минимизации окислительного распада. Одна из причин, по которой существует индукционный период, в течение которого окисление не происходит, заключается в том, что любые присутствующие антиоксиданты (а обычно в масле естественным образом присутствуют некоторые токоферолы) преимущественно реагируют со свободными радикалами, которые образуются, прежде чем они разрушатся дальше. Действительно, именно расщепление продуктов на этой первой стадии окисления вызывает неприятный привкус. Сначала образуются гидропероксиды, которые далее распадаются на альдегиды и кетоны. Именно они придают прогорклость окисленным жирам. Высоконенасыщенные масла, такие как подсолнечное, соевое, рапсовое и особенно рыбий жир, особенно склонны к окислению, если они не защищены каким-либо образом.

Гидролиз — это другая реакция. Гидролиз происходит, когда и масло, и вода присутствуют вместе, как в пищевых эмульсиях, но реакция обычно требует присутствия фермента липазы для катализа реакции. Во время реакции вода атакует эфирную связь между группой жирной кислоты и глицериновым остовом триглицерида, разрывая молекулу жирной кислоты и оставляя диглицерид. Дальнейший гидролиз может удалить больше молекул жирной кислоты, превращая диглицерид в моноглицерид и, в конечном итоге, в глицерин. Основная проблема с гидролизом возникает, когда жир, богатый лауриновой кислотой (С12), такой как пальмоядровое или кокосовое масло, находится в жировой фазе эмульсии. Когда свободная лауриновая кислота образуется таким образом, она быстро проявляется в виде мыльного привкуса. Пороговый уровень лауриновой кислоты, необходимый для такого мыльного вкуса, может составлять всего 0,07% 9.0013 3 . Для немолочных аналогов эмульгированных молочных продуктов довольно часто используют жировые фазы, богатые такими лауриновыми жирами, поэтому важно учитывать эту проблему при определении масла для таких продуктов.

Использование жиров в эмульгированных продуктах

Молочные аналоги

Возможно, наиболее распространенной формой переработанной пищевой эмульсии является та, которая соответствует той или иной форме молочного продукта. Это может быть само молоко, сливки (особенно во взбитых начинках) и сливочное масло. Полножирное молоко содержит около 4% жира. В качестве альтернативы можно производить молоко с добавлением растительного жира. Они часто используются в небольших одноразовых упаковках для общественного питания и производятся путем гомогенизации обезжиренного молока и растительного масла. Раньше в наполненном молоке использовалось кокосовое масло, но в последнее время из пищевых соображений стали использовать ненасыщенные растительные масла. Они также могут быть получены в виде порошка путем распылительной сушки. Если содержание жира повышено, их можно использовать вместо сливок в качестве порошковых отбеливателей для кофе. В этом случае эмульсия растительного жира, обезжиренного молока, сахаров, эмульгаторов и ингредиентов, таких как казеинат натрия, высушивается распылением с образованием порошка, который впоследствии можно восстановить. В таком процессе используются высокие температуры и поток воздуха, поэтому в жировой фазе требуется высокая устойчивость к окислению. После распылительной сушки порошки упаковываются, часто в большие мешки, которые затем штабелируются и укладываются на поддоны. Поэтому важно, чтобы жир быстро затвердевал до достаточно высокого содержания твердого жира, чтобы свести к минимуму степень агрегации, которая затем может произойти. Основными используемыми жирами являются пальмоядровый стеарин или полностью гидрогенизированные (т. е. транс — не содержит) косточкового пальмового масла для оптовых отбеливателей или кокосового масла или пальмового масла и пальмовых фракций для розничных отбеливателей.

Молочные начинки обычно получают путем взбивания двойных сливок. Во время этого процесса молочный жир соединяется с образованием непрерывной фазы, которая может содержать до 50% включенного воздуха. Немолочные альтернативы снова сделаны из растительных жиров, обезжиренного молока, сахара и эмульгаторов. Они могут производить взбитые начинки с гораздо большей стабильностью, чем при использовании двойных сливок. Хотя эмульгатор играет роль в этом, выбор жира также важен для получения более высокого содержания твердого жира и большей площади кристаллов, чем может быть достигнуто при использовании молочного жира. Кокосовое масло и пальмоядровое масло часто используются. Кэмпбелл и Морли, например, описывают немолочный топпинг на основе 22,5 % кокосового масла, 22,5 % пальмоядрового масла, 1 % казеината натрия и 3 % порошковой пахты 9. 0013 4 . Чтобы отойти от богатых лауриновой кислотой жиров, таких как эти, с их потенциальными сопутствующими проблемами гидролитического мыльного прогорклости, типы жиров, часто используемые в эквивалентах какао-масла, также использовались в немолочных начинках. Типы жиров, часто используемые во всем этом наборе немолочных аналогов, обобщены в Таблице 1 (стр. 00).

Маргарины и спреды

Во многом это также немолочные аналоги сливочного масла и, как и сливочное масло, представляют собой эмульсии вода-в-масле. Маргарин обычно содержит около 80% общего жира; спреды имеют более низкий уровень жира, обычно 60% или 40%. Жировая фаза часто представляет собой смесь жидкого ненасыщенного масла в сочетании с меньшим количеством тугоплавкого твердого жира, часто называемого твердым бульоном. Hardstock структурирует жировую фазу эмульсии, обеспечивая правильное сочетание твердости и растекаемости. Профиль плавления жировой фазы выбирают таким образом, чтобы содержание твердого жира в диапазоне от 5°C до 20°C было таким, чтобы маргарин можно было намазывать, не становясь при этом слишком мягким и жидким. Твердая масса должна быстро кристаллизоваться после получения эмульсии, чтобы она достаточно быстро схватывалась в ванне, чтобы можно было быстро запечатать и упаковать. Он также должен сохранять структуру кристаллизованной эмульсии, чтобы свести к минимуму любую утечку воды из эмульсии. Исторически хардстоки производились путем частичной гидрогенизации масел, что приводило к транс образование жирных кислот. Однако теперь почти все они были сняты с производства и заменены либо негидрированными твердыми углеводородами (такими как пальмовый стеарин, либо более экзотическими тропическими маслами, такими как пентадесма и алланблэкия 5 , либо полностью гидрогенизированными твердыми маслами (такими как переэтерифицированная смесь полностью гидрогенизированное пальмовое и косточковое пальмовое масло 6 Выбор ненасыщенного жидкого масла в спреде часто диктуется пищевыми и маркетинговыми потребностями, например, подсолнечное масло для полиненасыщенного спреда, оливковое или рапсовое масло для мононенасыщенного спреда.

Резюме

Эмульсии широко используются в пищевых продуктах, поэтому здесь может быть рассмотрен лишь небольшой набор эмульгированных продуктов. Однако они были выбраны, чтобы продемонстрировать, как факторы, рассмотренные выше (физические характеристики, пищевые характеристики и стабильность при хранении), важны для определения правильного выбора масла для этих продуктов. Таким образом, они являются лишь примерами того, насколько важны эти функции при выборе масла.

Ссылки

  1. Mensink RP, Zock PL, Kester ADM, Katan MB, (2003). «Влияние диетических жирных кислот и углеводов на соотношение общего сывороточного холестерина к холестерину ЛПВП, а также на сывороточные липиды и аполипопротеины: метаанализ 60 контролируемых исследований». Являюсь. Дж. Клин Нутр. 77, 1146-1155
  2. Siri-Tarino PW, Sun Q, Hu FB, Krauss RM (2010). «Насыщенные жиры, углеводы и сердечно-сосудистые заболевания». Являюсь. Дж. Клин. Нутр. 91, 502-509
  3. Талбот Г. (2011 г.). «Стабильность и срок годности жиров и масел» в «Стабильность пищевых продуктов и напитков и срок годности». изд. Килкаст Д. и Субраманиам П. Вудхед, Кембридж.
  4. Кэмпбелл И.Дж., Морли В.Г. (1992). «Немолочные сливки и способ их приготовления». Патент США 5135768
  5. Арельяно М., Нортон ИТ, Смит П. (2015). «Особые масла и жиры в маргаринах и нежирных спредах» в «Особые масла и жиры в пищевых продуктах и ​​питании». изд. Издательство Talbot G. Woodhead Publishing, Кембридж.
  6. ван Дуйн Г., Дюмелин Э.Э., Траутвайн Э.А. (2006). «Практически транс- свободных масел и модифицированных жиров» в «Повышение содержания жира в пищевых продуктах». изд. Уильямс С., Издательство Баттрисса Дж. Вудхеда, Кембридж,

Об авторе

Джефф Талбот (также известный как Толстый консультант) проработал 47 лет в пищевой промышленности, в основном в Unilever и Loders Croklaan, прежде чем в 2003 году перешел в консалтинг. Он проводит учебные курсы, адаптированные к конкретным потребностям клиента, по всем аспектам технологии масел и жиров и их использованию в пищевых продуктах.