Просто о ферментах. Почему они так полезны? - Ирина Михайловна Ле-Дейген Страница 4

Сегодня пектин очень широко используется в пищевой промышленности как загуститель, гелеобразователь и стабилизатор. Он необходим при производстве джемов, желе и молочных продуктов, и даже иногда добавляется в качестве добавки к хлебу и мясным деликатесам.

Пектин помогает стабилизировать вспененные структуры – воздушный зефир и пастила, нежный сливочный пломбир – все они должны сохранить воздух в порах, но при этом иметь приличный срок годности. Трудно поверить, но пектин использовали еще древние римляне для производства мороженого, правда, тогда он был не в чистом виде, а в виде яблочной кожуры. Вот такие античные биотехнологии!

В некоторых углеводах кроме атомов углерода, водорода и кислорода присутствуют другие атомы, например сера в гепарине. Гепарин – это полисахарид, который содержится во многих организмах, и даже в Homo Sapiens. Он играет важную роль в системе свертывания крови, предотвращая образование тромбов.

В некоторых медицинских сериалах врачи раздумывают, дать ли пациенту гепарин – ведь если функция свертываемости крови в норме, пациент может погибнуть от внутреннего кровотечения. Действительно, гепарин – мощный препарат для профилактики и лечения тромбозов, а также для предотвращения свертывания крови во время хирургических операций.

Другой пример гетероатома в полисахаридах – это азот. Например, азот содержится в хитине. Структурно хитин очень похож на целлюлозу, только вот вместо звеньев глюкозы он содержит ее близкого родственника с аминогруппами и остатками уксусной кислоты (N-ацетилглюкозамин). Он присутствует в клеточных стенках многих видов грибов, ракообразных и насекомых. Представьте себе, например, неочищенную креветку – панцирь ее и есть почти чистый хитин. Даже долгая варка в кипятке не нарушает его целостность! Хитин очень прочный и жесткий материал, поэтому хорошо подошел для создания защитных структур у животных.

О том, как из полисахаридов, например крахмала, можно получать разнообразные продукты питания с помощью ферментов, мы будем разговаривать в следующих главах.

Жиры

Сливочное масло, семечки, палтус, маскарпоне… Что объединяет все эти продукты? Конечно, высокое содержание жиров! Но что такое эти жиры, и почему их кто-то решил делить на «хорошие» и «плохие»?

На заре развития биохимии исследователи пытались выделить из биологического сырья (например, из кусочка мяса, зеленого листа, шерсти – словом, любого артефакта, добытого в живой природе) отдельные вещества, чтобы понять, из чего оно сделано. Так обычно делают маленькие дети, вытряхивая содержимое всех доступных шкафов и ящиков. Что сказать, ученые в своем любопытстве не уступают детям. Так, они обработали биологический материал органическим растворителем (в быту такими растворителями оттирают следы краски) и обнаружили, что в него перешло довольно много веществ. Этот процесс, кстати, называется экстракция.

Итак, все вещества, которые при экстракции перешли в органическую среду, получили название липиды. Как вы понимаете, липиды представляют собой очень разрозненную группу соединений. К липидам относятся привычные нам жиры, масла, знаменитый холестерин, половые гормоны и даже пчелиный воск. Однако для пищевой индустрии самое важное значение имеют растительные масла и животные жиры. Названия «масла» и «жиры» довольно условные, но часто первые из упомянутых – жидкие, а вторые – твердые при комнатной температуре. Есть и исключения: например, кокосовое масло при комнатной температуре полутвердое, хоть и плавится при небольшом нагревании, даже от тепла рук. От чего зависят агрегатное состояние и все остальные свойства вещества? Конечно, от строения молекулы!

Как же устроена обычная молекула жира? Рассмотрим на самом простом примере триглицерида. Молекула собрана из двух важных составных частей: фрагмента глицерина (того самого, кстати, из глицеринового мыла) и трех остатков жирных кислот.

Жирные кислоты – это длинные линейные молекулы с карбоксильной группой на конце. Если все связи между атомами углевода в длинной цепочке одинаковые, жирная кислота называется насыщенной. Остатки насыщенных жирных кислот входят в состав животных жиров, например сала. А вот если в цепи есть одна или несколько двойных связей, такая жирная кислота называется ненасыщенной. Вы наверняка знаете про омега‑3 и омега‑6 жирные кислоты, но кроме них есть еще и многие другие.

Именно для ненасыщенных жирных кислот возможно существование цис– и транс-изомеров. Если в молекуле триглицерида присутствует остаток транс-изомера жирной кислоты, мы будем говорить о трансжирах. Вы наверняка про них слышали, ведь в небольших количествах они содержатся в животных продуктах, мясе и молоке. Однако избыточное потребление трансжиров за счет присутствия в рационе глубоко переработанной пищи достоверно приводит к увеличению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Чуть позже мы обсудим, откуда же в продуктах питания могут браться трансжиры, а пока вернемся к обсуждению структуры триглицеридов.

Итак, к одной молекуле глицерина присоединяется три молекулы жирной кислоты. Так получаются триглицериды. И правда, жиры очень разрозненная группа соединений, и даже внутри одной подгруппы триглицеридов найдутся молекулы-бунтари и молекулы-отличницы.

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

• олеиновая;

• пальмитиновая;

• миристиновая;

• стеариновая;

• линолевая.

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

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

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

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

Вы уже