Przegląd EUFIC Fakty o tłuszczach zapewnia czytelnikowi obszerny, choć łatwy do zrozumienia przegląd różnych aspektów związanych z tłuszczami, które spożywamy w naszej diecie. Aby ułatwić przyswajanie tych informacji, recenzja została podzielona na dwie części; pierwszy, obecny artykuł, wyjaśnia Podstawy dietetycznych tłuszczów. Wyjaśnia, czym są tłuszcze w diecie, czym różnią się tłuszcze z perspektywy molekularnej, jaką rolę pełnią w organizmie człowieka (w skrócie) oraz znaczenie tłuszczów w technologii żywności. Druga część to przegląd literatury naukowej dotyczącej tłuszczów w diecie i zdrowia. Wyjaśnia najnowsze postępy w naukach żywieniowych na temat spożycia tłuszczów w diecie i ich wpływ na zdrowie. Obejmuje również zalecenia dietetyczne wydane przez międzynarodowe organy autorytatywne i różne państwa członkowskie, a także aktualne poziomy spożycia w całej Europie.
1. Czym są tłuszcze w diecie?
Tłuszcze pokarmowe to naturalnie występujące molekuły, które są częścią naszej diety. Należą do większej grupy związków o nazwie lipidy które obejmują również woski, sterole (np. cholesterol) i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach. Jednak to rozróżnienie nie zawsze jest jasne, a czasami termin tłuszcze obejmuje również inne lipidy, takie jak cholesterol.
Cząsteczki tłuszczów pokarmowych pochodzą z roślin i zwierząt. W roślinach znajdują się w nasionach (np. rzepaku, nasionach bawełny, słonecznika, orzeszków ziemnych, kukurydzy i soi), owocach (np. oliwkach, owocach palmowych i awokado) oraz orzechach (np. orzechach włoskich i migdałach). Powszechnymi źródłami tłuszczu zwierzęcego są mięso, (oleiste) ryby (np. łosoś, makrela), jaja i mleko. Zarówno tłuszcze roślinne lub, jak często się to nazywa, roślinne, jak i zwierzęce można spożywać w naturalnej postaci, ale także pośrednio, np. w ciastach i sosach, gdzie stosuje się je w celu poprawy tekstury i smaku. Mleko daje wiele popularnych produktów z tłuszczu zwierzęcego, takich jak ser, masło i śmietana. Oprócz mleka, tłuszcz zwierzęcy jest ekstrahowany głównie z wytopionych tłuszczów tkankowych uzyskanych od zwierząt hodowlanych.
Tłuszcze zawarte w diecie, wraz z węglowodanami i białkami, są głównym źródłem energii w diecie i pełnią szereg innych ważnych funkcji biologicznych. Oprócz tego, że są składnikami strukturalnymi komórek i błon w naszym ciele (np. nasz mózg składa się głównie z tłuszczów), są one nośnikami witamin rozpuszczalnych w tłuszczach z naszej diety. Metabolity tłuszczów biorą udział w procesach, takich jak rozwój nerwowy i reakcje zapalne. Przechowywany tłuszcz zapewnia energię, gdy organizm tego potrzebuje, amortyzuje i chroni ważne narządy oraz pomaga izolować ciało.
Cholesterol lipidowy, znajdujący się w produktach takich jak ser, jajka, mięso i skorupiaki, jest niezbędny dla płynności i przepuszczalności błon komórek ciała. Jest również prekursorem witaminy D, niektórych hormonów i soli żółciowych, które zwiększają wchłanianie tłuszczów w jelicie.
Znaczenie tłuszczów i cholesterolu w diecie dla zdrowia człowieka wyjaśniono dokładniej w drugiej części książki Funkcje tłuszczów w organizmie .
2. Powiększając strukturę molekularną, jak zbudowane są tłuszcze w diecie?
Zrozumienie podstawowej chemii tłuszczów pomoże zrozumieć rolę, jaką tłuszcze odgrywają w naszym zdrowiu i technologii żywności. Ponad 90% tłuszczów w diecie ma postać triglicerydów, które składają się ze szkieletu glicerolowego z kwasami tłuszczowymi zestryfikowanymi na każdej z trzech grup hydroksylowych cząsteczki glicerolu.
Rysunek 1. Struktura trójglicerydów oraz nasyconych, jednonienasyconych i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych.
Kwasy tłuszczowe
Kwasy tłuszczowe mają szkielet zbudowany z atomów węgla. Różnią się liczbą atomów węgla i liczbą wiązań podwójnych między nimi. Na przykład kwas masłowy (C4:0), kwas palmitynowy (C16:0) i kwas arachidowy (C20:0) zawierają odpowiednio 4, 16 lub 20 atomów węgla w swoim łańcuchu. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) to kwasy tłuszczowe zawierające do 5 atomów węgla, średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe (MCFA) mają od 6 do 12, długołańcuchowe kwasy tłuszczowe (LCFA) od 13 do 21 i bardzo długołańcuchowe kwasy tłuszczowe ( VLCFA) to kwasy tłuszczowe zawierające więcej niż 22 atomy węgla. Większość naturalnie występujących kwasów tłuszczowych, zarówno w diecie, jak iw organizmie, zawiera 16-18 atomów węgla. Załącznik 1 zawiera listę najpopularniejszych kwasów tłuszczowych, ich liczbę atomów węgla, liczbę i pozycje wiązań podwójnych oraz produkty, w których te kwasy tłuszczowe można znaleźć.
Kwasy tłuszczowe są klasyfikowane według obecności i liczby wiązań podwójnych w ich łańcuchu węglowym. Nasycone kwasy tłuszczowe (SFA) nie zawierają wiązań podwójnych, jednonienasycone kwasy tłuszczowe (MUFA) zawierają jeden i wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA) zawierają więcej niż jedno wiązanie podwójne.
Zarówno długość, jak i nasycenie kwasami tłuszczowymi wpływają na ułożenie błony w komórkach naszego ciała, a tym samym na jej płynność. Kwasy tłuszczowe o krótszych łańcuchach oraz te o większym nienasyceniu są mniej sztywne i mniej lepkie, dzięki czemu błony są bardziej elastyczne. Wpływa to na szereg ważnych funkcji biologicznych (patrz Funkcje tłuszczów w organizmie ).
Klasyfikacja nienasyconych kwasów tłuszczowych (cis i trans)
Nienasycone kwasy tłuszczowe można również sklasyfikować jako „cis " (forma wygięta) lub "trans „ (postać prosta), w zależności od tego, czy wodór jest związany po tej samej, czy po przeciwnej stronie cząsteczki. Większość naturalnie występujących nienasyconych kwasów tłuszczowych znajduje się w cis Formularz. Transfer Kwasy tłuszczowe (TFA) można podzielić na dwie grupy:sztuczne TFA (przemysłowe) i naturalne TFA (przeżuwacze). Przemysłowe TFA są wytwarzane przez ludzi i można je znaleźć w produktach zawierających oleje/tłuszcze roślinne, które przeszły proces utwardzania znany jako częściowe uwodornienie (zostanie to dokładniej wyjaśnione w sekcji 4). Niewielkie ilości TFA mogą również powstawać podczas dezodoryzacji olejów/tłuszczów roślinnych, ostatniego etapu rafinacji oleju jadalnego/tłuszczu. Istnieje szereg izomerów (odmian) TFA, które różnią się strukturalnie pozycją wiązania podwójnego wzdłuż cząsteczki kwasu tłuszczowego. Zarówno TFA przeżuwaczy, jak i TFA przemysłowe zawierają te same izomery, o szerszym zakresie struktur w TFA przemysłowych, ale w różnych proporcjach. Spożycie TFA jest powiązane z niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi, co jest dokładniej wyjaśnione w Funkcje tłuszczów w organizmie EUFIC. .
Rysunek 2. Struktura tłuszczów trans
Klasyfikacja PUFA (kwasy tłuszczowe omega)
PUFA można dalej podzielić na trzy główne rodziny w zależności od pozycji pierwszego wiązania podwójnego, począwszy od końca metylowego (przeciwnej strony cząsteczki glicerolu) łańcucha kwasu tłuszczowego:
- Omega-3 (lub n-3) kwasy tłuszczowe mają pierwsze wiązanie podwójne na trzecim atomie węgla i obejmują głównie kwas alfa-linolenowy (ALA) i jego pochodne kwas eikozapentaenowy (EPA) i kwas dokozaheksaenowy (DHA).
- Omega-6 (lub n-6) kwasy tłuszczowe mają pierwsze podwójne wiązanie przy szóstym atomie węgla i obejmują głównie kwas linolowy (LA) i jego pochodną kwas arachidonowy (AA).
- Omega-9 (lub n-9) kwasy tłuszczowe mają pierwsze podwójne wiązanie przy dziewiątym atomie węgla i obejmują głównie kwas oleinowy.
Rysunek 3. Struktura kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6.
Terminologia dotycząca kwasów tłuszczowych
Oprócz swojej nazwy formalnej, kwasy tłuszczowe są często reprezentowane przez skróconą nazwę liczbową opartą na długości (liczbie atomów węgla), liczbie wiązań podwójnych i klasie omega, do której należą (zob. załącznik 1). Przykładami nomenklatury są; Kwas linolowy (LA), który jest również określany jako C18:2 n-6, co wskazuje, że ma 18 atomów węgla, 2 wiązania podwójne i należy do rodziny kwasów tłuszczowych omega-6. Kwas alfa-linolenowy (ALA) lub C18:3 n-3 ma 18 atomów węgla, 3 wiązania podwójne i należy do rodziny kwasów tłuszczowych omega-3.
Są ważne w tworzeniu błon komórkowych i biorą udział w wielu procesach fizjologicznych, takich jak krzepnięcie krwi, gojenie się ran i stany zapalne. Chociaż organizm jest w stanie przekształcić LA i ALA w wersje długołańcuchowe – kwas arachidonowy (AA), kwas eikozapentaenowy (EPA) oraz w mniejszym stopniu kwas dokozaheksaenowy (DHA), ta konwersja wydaje się ograniczona. Z tego powodu możemy również potrzebować w naszej diecie bezpośrednich źródeł tych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Najbogatszym źródłem EPA i DHA są tłuste ryby, w tym anchois, łosoś, tuńczyk i makrela. Źródłem AA są orzeszki ziemne (olej).
3. Jaką rolę odgrywają tłuszcze w technologii żywności?
Tłuszcze mogą uatrakcyjnić jedzenie, poprawiając jego konsystencję i odczucie w ustach, wygląd oraz zapewniając rozpuszczalne w tłuszczach smaki. Tłuszcze mają również właściwości fizyczne, które są ważne w produkcji żywności i gotowaniu. Ta sekcja dotyczy tych aspektów technologii żywności i omówi niektóre kwestie związane z przeformułowaniem żywności. Na przykład zastąpienie TFA jako strategii mającej na celu zmniejszenie spożycia tych kwasów tłuszczowych (patrz także Funkcje tłuszczów w organizmie ). Wymiana może być wyzwaniem, ponieważ często do utrzymania funkcjonalności, smaku i trwałości produktu wymagany jest stały tłuszcz.
Aplikacje
Tłuszcze są używane w szerokim zakresie zastosowań i mają wiele właściwości funkcjonalnych, które przyczyniają się do powstania produktu końcowego (patrz Tabela 1).
Tabela 1. Funkcjonalność tłuszczów w produktach spożywczych.
Tłuszcze grzewcze
Przydatność tłuszczu do produkcji żywności zależy od jego właściwości fizycznych, takich jak temperatura topnienia i stabilność termiczna. Tłuszcze składają się z kombinacji różnych kwasów tłuszczowych, ale na ogół dominuje jeden rodzaj, który określa właściwości fizyczne. Tłuszcze zawierające dużą ilość SFA, takie jak masło lub smalec, są stałe w temperaturze pokojowej i mają stosunkowo wysoką temperaturę topnienia. Większość olejów roślinnych, które zawierają wyższy poziom MUFA lub PUFA, jest zwykle płynna w temperaturze pokojowej.
Im wyższy poziom nienasycenia kwasów tłuszczowych, tym bardziej są one niestabilne; Oleje bogate w MUFA, takie jak oliwa z oliwek lub olej arachidowy, są bardziej stabilne i mogą być ponownie wykorzystywane w większym stopniu niż oleje bogate w PUFA, takie jak olej kukurydziany lub olej sojowy. Podczas smażenia w głębokim tłuszczu ważne jest, aby nie przegrzewać oleju i często go wymieniać. Wystawienie na działanie powietrza i wilgoci wpłynie na jakość oleju poprzez tworzenie wolnych kwasów tłuszczowych lub ich degradację. Światło słoneczne może rozkładać witaminę E i kwasy tłuszczowe n-3 zawarte w olejach roślinnych.
Technologie modyfikacji olejów roślinnych
Oleje roślinne są otrzymywane przez mycie i miażdżenie nasion, owoców lub orzechów, a następnie oddzielanie oleju za pomocą ciepła. Olej jest następnie rafinowany, aby usunąć niepożądany smak, zapach lub kolor. Jednak niektóre oleje, takie jak odmiany oliwy z oliwek (virgin/extra virgin), olej z orzecha włoskiego i olej z pestek winogron są tłoczone bezpośrednio z nasion lub owoców bez dalszego rafinowania. Te ostatnie stanowią niewielki ułamek całkowitej ilości produkowanych olejów roślinnych. Skład kwasów tłuszczowych różni się znacznie w różnych olejach roślinnych, a procesy techniczne, takie jak uwodornienie i przeestryfikowanie, są stosowane w celu uzyskania korzystnych właściwości. Procesy te zostały omówione z perspektywy zdrowia ludzkiego i omówione poniżej. Inne rozwiązania techniczne modyfikujące właściwości oleju to mieszanie i frakcjonowanie. Konwencjonalna hodowla nasion lub inżynieria genetyczna to przykłady biologicznych rozwiązań umożliwiających produkcję nowych lub „ulepszonych cech” olejów o ulepszonym składzie kwasów tłuszczowych.
Uwodornianie
Uwodornienie to proces, który przekształca płynne oleje roślinne w zależności od poziomu uwodornienia (od częściowego do pełnego uwodornianie) na tłuszcze półstałe lub stałe, aby nadawały się do celów produkcji żywności. Uwodornione oleje roślinne są zwykle tańsze niż tłuszcze zwierzęce o tych samych właściwościach fizycznych, są bardziej stabilne termicznie i mają wydłużony okres przydatności do spożycia. Proces uwodornienia pociąga za sobą bezpośrednie dodanie atomu wodoru do podwójnych wiązań w łańcuchach kwasów tłuszczowych triglicerydów (patrz sekcja 3), a tym samym cząsteczka staje się bardziej „nasycona”, a tym samym tłuszcz staje się bardziej zwarty, gdy wiązania podwójne zanikają. Częściowo uwodornienie zmniejsza większość, ale nie wszystkie wiązania podwójne i modyfikuje właściwości oleju bez znacznego zwiększania zawartości SFA. Poziom nasycenia kwasów tłuszczowych można kontrolować, dzięki czemu można uzyskać szereg konsystencji, ze wzrostem lepkości i temperatury topnienia. Jednak częściowe wyniki uwodornienia w części cis izomery nienasyconych kwasów tłuszczowych, które mają zostać przekształcone w trans izomery. Pełny Z drugiej strony uwodornienie nie prowadzi do TFA, ponieważ wszystkie cząsteczki kwasów tłuszczowych zostały nasycone. Tak więc olej, który nie został poddany pełnemu procesowi uwodornienia, zawiera TFA, który ma niekorzystny wpływ na zdrowie (patrz Fakty na temat tłuszczów – Tłuszcze w diecie a zdrowie ). Z tego powodu przemysł spożywczy przeformułowuje swoje produkty, zmniejszając użycie częściowo uwodornionych tłuszczów.
Przeestryfikowanie (lub przegrupowanie kwasów tłuszczowych)
Tłuszcze mogą być poddane interestryfikacji, jako alternatywa dla procesu uwodornienia, bez tworzenia TFA. W tym procesie chemicznym łańcuchy kwasów tłuszczowych są przestawiane w obrębie lub pomiędzy cząsteczkami triglicerydów, tworząc nowe triglicerydy. SFA w większości tłuszczów roślinnych znajdują się w zewnętrznych pozycjach cząsteczki triglicerydów (pozycje sn-1 i sn-3). Przeestryfikowanie prowadzi do wytwarzania tłuszczów o wyższym udziale SFA w pozycji sn-2 (środek), podobnie jak tłuszcze zwierzęce, takie jak smalec. Proces odbywa się poprzez mieszanie różnych olejów (np. oleju płynnego i całkowicie uwodornionego). Za pomocą katalizatorów chemicznych lub enzymów następuje redystrybucja kwasów tłuszczowych bez modyfikowania rzeczywistych cząsteczek kwasów tłuszczowych. Nowo utworzone trójglicerydy zmieniają właściwości tłuszczu, takie jak twardość, plastyczność i odporność na ciepło.
Zastępowanie tłuszczów trans (reformulacja)
Z punktu widzenia zdrowia TFA z częściowo uwodornionych olejów roślinnych najlepiej zastąpić olejami roślinnymi bogatymi w MUFA i PUFA (zamiast tłuszczów zwierzęcych i olejów bogatych w SFA). Jednym ze sposobów może być zastąpienie TFA nowymi olejami o „ulepszonych cechach”. Oleje te, produkowane z nasion o nowatorskim składzie kwasów tłuszczowych, charakteryzują się wysoką zawartością nienasyconych kwasów tłuszczowych. Mogą zastąpić trans tłuszcze przy zachowaniu jakości produktów spożywczych. Jednak ograniczone dostawy rynkowe tych olejów zastępczych mogą stanowić wąskie gardło. Ponadto w przypadku niektórych zastosowań potrzebne są tłuszcze stałe w temperaturze pokojowej, a zastąpienie TFA musi być do pewnego stopnia skompensowane przez SFA, aby nie pogarszać jakości produktu. W tym celu najszerzej stosowanymi zamiennikami są w pełni uwodornione oleje roślinne z interestryfikowanym kwasem stearynowym (wyjaśnionym powyżej) i olejem palmowym, oba o wysokiej zawartości SFA.
Olej palmowy
Jak każdy olej roślinny, taki jak olej rzepakowy czy słonecznikowy, olej palmowy praktycznie nie zawiera TFA (maksymalnie 2% w przeliczeniu na tłuszcz) i zawiera około 50% SFA, co sprawia, że jest naturalnie stały w temperaturze pokojowej. Właściwości te pozwalają na szereg zastosowań i są szeroko stosowane do zastępowania częściowo uwodornionych olejów roślinnych. Z żywieniowego punktu widzenia, podobnie jak w przypadku wszystkich tłuszczów nasyconych, wskazane jest ograniczenie ich spożycia.
Olej palmowy stał się tematem debaty ze względu na obawy środowiskowe i społeczne związane z jego produkcją. Okrągły Stół ds. Zrównoważonego Oleju Palmowego (RSPO) wydaje zatem certyfikat, pieczęć aprobaty, jeśli olej palmowy został wyprodukowany bez nadmiernej szkody dla środowiska lub społeczeństwa i czy produkt jest identyfikowalny w łańcuchu dostaw.
4. Podsumowanie
Tłuszcze dietetyczne są ważną częścią naszej diety, dostarczając około 20-35% naszego dziennego zapotrzebowania na energię. Poza energią są one niezbędne dla wielu ważnych funkcji biologicznych, w tym wzrostu i rozwoju. Ta pierwsza część przeglądu EUFIC Fakty o tłuszczach – podstawy wyjaśnia, czym właściwie są tłuszcze dietetyczne, gdzie można je znaleźć, jaka jest ich budowa molekularna i jakie mają właściwości technologiczne, aby poprawić smak, konsystencję i wygląd żywności. Druga część recenzji, Funkcje tłuszczów w organizmie , dotyczy spożycia tłuszczów w diecie i ich związku ze zdrowiem człowieka.
Aby uzyskać więcej informacji, zobacz nasze Infografika tłuszczów w diecie , który można pobrać, wydrukować i udostępnić.
Załącznik 1. Lista najpopularniejszych kwasów tłuszczowych
(*) Cyfra przed dwukropkiem wskazuje liczbę atomów węgla, jaką zawiera cząsteczka kwasu tłuszczowego, a liczba po dwukropku wskazuje całkowitą liczbę wiązań podwójnych. Oznaczenie n-(omega) podaje pozycję pierwszego podwójnego wiązania licząc od metylowego końca cząsteczki kwasu tłuszczowego.
