Vereshchagin1972

Введение. Триглицериды природных жиров

Природные жиры и масла как смеси триглицеридов жирных кислот

Жирные масла растений и жиры запасающих тканей животных, представляющие собой наряду с углеводами концентрированный энергетический и строительный резерв жизнедеятельности организма, можно определить как водонерастворимые вещества биологического происхождения, состоящие почти исключительно из триглицеридов жирных кислот (ниже приводится схема строения природных нейтральных глицеролипидов):

CH₂—O—CO—R₁ | R₂—CO—O—CH | CH₂—O—CO—R₃ Триглицериды

CH₂—O—CH₂—CH₂—R₁ | R₂—CO—O—CH | CH₂—O—CO—R₃ Алкоксидиглицериды

CH₂—O—CH=CH—R₁ | R₂—CO—O—CH | CH₂—O—CO—R₃ Алкеноксидиглицериды (нейтральные плазмалогены)

Несмотря на различие физических свойств (при комнатной температуре масла обычно имеют жидкую, а жиры — полутвердую консистенцию), между ними нельзя провести резкой границы, поскольку масло легко переходит в жир при снижении окружающей температуры, гидрировании или изомеризации двойных связей.

Если в состав нуклеиновых кислот входят лишь пять главных нуклеотидов, а в состав белков только около 20 аминокислот, то в природных липидах обнаружено более 200 различных жирных кислот. Правда, преобладающих в количественном отношении кислот значительно меньше: это обычно н-С₄ — С₂₆-кислоты с четным числом атомов углерода (преимущественно С₁₆- и С₁₈-кислоты). Ненасыщенные кислоты содержат большей частью цис-двойные связи, которые в полиненасыщенных жирных кислотах, как правило, разделены одной СН₂-группой. Значительно реже встречаются такие особенности строения, как нечетное число атомов углерода, разветвленные или циклические молекулы, двойные связи транс-конфигурации или сопряженные, тройные связи, ОН-группы и т. д. Большинство жиров содержит 4—7 главных и несколько минорных (составляющих < 5% от суммы) жирных кислот, а 75—80% мирового производства жиров приходится на долю всего трех кислот — пальмитиновой, олеиновой и линолевой, присутствующих в том или ином количестве в любой живой клетке. Тенденция к уменьшению разнообразия жирнокислотного состава обнаруживается в ходе эволюции как растений, так и животных. Таксономически близкие виды, как правило, сходны по составу и строению запасных липидов; таким образом, основная причина несходства жиров разного происхождения кроется в различии состава их жирных кислот, вызванном гено- и фенотипическими факторами (стр. 11). Сведения по физике, химии и биохимии жирных кислот, которые входят в состав триглицеридов, подробно не излагаются (см. [315]).

Однако мало знать только жирнокислотный состав липидов. Для полного описания их свойств, составления схемы биосинтеза и оценки возможностей практического использования необходимо определить состав самих липидов. Известно, что в природных жирах преобладают нейтральные липиды, которые содержат спиртовой радикал и алифатические цепи, представляющие собой главным образом ацильные остатки жирных кислот, а также алкилы с длинной цепью и остатки высших альдегидов. Спиртовым радикалом чаще всего служит остаток глицерина. Лишь в последнее время в ряде растений и животных найдены нейтральные липиды, образующие при омылении этиленгликоль, бутандиол и другие двухатомные спирты [8]. К нейтральным глицеролипидам кроме триглицеридов относятся алкоксидиглицериды — диэфиры жирных кислот и спиртов типа батилового или химилового, содержащиеся в рыбьих жирах, а также алкеноксидиглицериды, или нейтральные плазмалогены, которые в небольших количествах обнаружены в липидах рыб, молока, сердца быка и говяжьего жира и которые, возможно, связаны в обмене веществ с алкоксидиглицеридами [261]. В этой книге алкокси- и алкеноксидиглицериды подробно не рассматриваются.

Наибольшее значение среди нейтральных липидов имеют триглицериды. Эти соединения играют важную биологическую роль в жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Триглицериды — главный запасный продукт высших и низших растений: 90% видов растений содержат запасные жиры в семенах. Кроме семян, запасные триглицериды часто обнаруживаются в других покоящихся органах и тканях растений — клубнях, древесине, коре, зимующих древесных почках и т. д. Биологически триглицериды весьма выгодны организму как запасные вещества, поскольку на единицу объема они содержат вдвое большее количество энергии, чем углеводы. Как правило, переход сахара и крахмала в глицериды начинается после прекращения активного роста ткани или органа. Это прекращение может вызываться как внутренними факторами развития растений, так и условиями питания (например, отсутствием доступного азота). В обоих случаях накопление триглицеридов в тканях может быть весьма значительным: так, в отечественных сортах подсолнечника содержание жира достигает 60% от веса ядра, а в лишенных усвояемого азота клетках водоросли хлореллы — 80% сухого веса. При возобновлении роста богатых запасным жиром растительных клеток и тканей эти запасы под действием трансацилаз, липаз и других ферментов быстро мобилизуются и превращаются в подвижные сахара, которые используются как для биосинтеза белка при построении биологических мембран в интенсивно растущих тканях, так и для создания энергетического фонда аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) в процессе окислительного фосфорилирования.

У животных триглицериды являются конечными или временными запасными продуктами. Конечные запасы, например глицериды молочного жира, не подлежат использованию самим организмом. К временным запасным продуктам относятся триглицериды жировых тканей и печени, которые при необходимости легко мобилизуются, превращаются в другие соединения или служат источником энергии. В регуляции отложения и мобилизации триглицеридов у животных решающее значение имеют гормональные факторы, а сами эти процессы осуществляются при участии транспортной формы глицеридов в животном организме — хиломикронов кровеносной и лимфатической систем. Весьма велика роль триглицеридов в ряде патологических состояний организма животных и человека — атеросклерозе, ожирении, жировом перерождении печени и др.

Отметим, наконец, важную роль триглицеридов как защитных веществ, помогающих растениям и животным переносить неблагоприятные условия внешней среды, в частности низкие температуры. Об этой их роли свидетельствует в первую очередь накопление большого количества триглицеридов в подкожной жировой ткани млекопитающих полярных морей и впадающих в зимнюю спячку наземных млекопитающих (сурки, медведи). В растительном мире это явление выражается в запасании масла в семядолях зимующих семян, позволяющем сохранить зародыш в условиях зимы. Если в тропиках 5% растений запасают в семенах триглицериды, то в умеренном поясе такие семейства составляют уже 80% от общего количества. У деревьев умеренного пояса при переходе в состояние покоя запасный крахмал древесины превращается в глицериды, повышающие морозостойкость ствола. Число подобных примеров можно было бы умножить.

Все изложенное показывает, что исследование состава, строения и биосинтеза триглицеридов весьма актуально. В настоящее время оно представляет одну из главных задач химии и биохимии липидов.

История исследования номенклатура и изомерия триглицеридов

Проблема строения триглицеридов, несмотря на ее большое теоретическое и практическое значение, усиленно стала разрабатываться лишь в последние 10—15 лет. Еще в 1823 г. Шеврель раскрыл химическую природу триглицеридов как сложных эфиров жирных кислот и глицерина, а в 1860 г. Бертло показал, что в одном и том же глицериде могут содержаться ацилы разных кислот. Тем не менее до конца ХІХ в. существовала только однокислотная теория строения, согласно которой природные жиры — это смеси однокислотных (простых) триглицеридов; трипальмитина, триолеина и др. Смешанно-кислотные триглицериды впервые выделили кристаллизацией из ряда жиров в начале ХХ в., а в 1927 г. Хилдитч провел первые количественные исследования глицеридного состава и доказал, что глицериды такого типа преобладают в природных жирах. Изучение триглицеридов современными методами началось лишь в 50-х годах ХХ в. [368, 689].

Тривиальное обозначение полного сложного эфира глицерина и жирных кислот названием «триглицерид» прочно вошло в научный и практический обиход. Кауфман [501] разработал систему тривиальной номенклатуры для обозначения двух- и трехкислотных триглицеридов. По этой номенклатуре в названии триглицерида короткие ацилы указываются раньше, чем ацилы с более длинной цепью, насыщенные (S-) ацилы — раньше ненасыщенных (U-) ацилов; мононенасыщенные ацилы — раньше диненасыщенных; ацилы с первой двойной связью, расположенной ближе к карбоксилу, — раньше, чем соответствующие ацилы с большим расстоянием между первой двойной связью и карбоксилом; цис-ненасыщенные — раньше, чем транс-ненасыщенные; незамещенные в цепи — раньше, чем замещенные, и нециклические ацилы — раньше, чем циклические. Если данный U-ацил отличается от других U-ацилов глицерида меньшей ненасыщенностью, но большей длиной цепи, то в названии его ставят на последнее место (например, линолеолиноленоэруцин). Сокращенное обозначение триглицерида, строение которого неизвестно, ставится в круглые скобки [501]. По женевской номенклатуре правильно наименование «три-О-алканоилглицерин» или «триалканоат глицерина».

В работах, цитируемых в этой книге, применяли различные системы обозначения абсолютной конфигурации липидов (эти системы описаны ниже, стр. 122). При рассмотрении отдельных работ номенклатура, использованная их авторами, сохраняется. В тех случаях, когда система номенклатуры авторами не указана, для обозначения липидов применяются их традиционные названия. Ниже приведены также названия согласно принятой сейчас официально sn-номенклатуре [52]: триглицерид — триацилглицерин, диглицерид — диацилглицерин, моноглицерид — моноацилглицерин, 1(3)-моноглицериды — rac-1-моноацилглицерины, 1,2(2,3)-диглицериды — rac-1,2-диацилглицерины, тристеарин — тристеарат глицерина, олеопальмитостеарин (строение и абсолютная конфигурация неизвестны) — Х-олеат-пальмитат-стеарат глицерина, 2-пальмитостеаропальмитин — Х-1,2-дипальмитат 3-стеарат глицерина и т. д. Ацильные остатки жирных кислот в составе глицеридов обозначаются: стеарат, пальмитат, олеат и т. д., как это принято и в sn-системе [52].

Проблема изомерии, т. е. наличия в жирах триглицеридов с одинаковой эмпирической формулой, но имеющих разное строение, играет важную роль, поскольку содержащиеся в жирах десятки и сотни различных жирных кислот могут образовывать сотни тысяч и миллионы триглицеридов. Изомерия триглицеридов вызывается изомерией жирных кислот (см. выше), а также положением остатков последних в глицеридной молекуле (например, СОО и ОСО; С и О — остатки стеариновой и олеиновой кислот). Частным случаем изомерии является метамерия, например, СЛС и СОО (Л — остаток линолевой кислоты). Несимметричным триглицеридам (содержащим разные ацилы в 1- и 3-положениях) свойственна, кроме того, оптическая изомерия (стр. 122).

Категории состава жирных кислот и триглицеридов

Изучению триглицеридов посвящены сотни работ, однако до сих пор ни для одного природного жира еще нельзя привести полного глицеридного состава, который включал бы все минорные компоненты, стереоизомеры и возможные полиморфные формы триглицеридов. Применение современных методов во много раз снизило величину необходимой для анализа пробы и длительность определения; тем не менее из-за многочисленности триглицеридов и близости их между собой по физическим и химическим свойствам глицериды природных жиров исследованы гораздо меньше, чем жирные кислоты. Трудность глицеридного анализа усугубляется тем, что биологический материал обычно различен по генотипу; кроме того, свойства жира сильно подвержены фенотипическим изменениям, которые могут вызываться, например, климатическими факторами и разной зрелостью семян в образце (у растений) или получением жировых тканей от разных особей животных, содержавшихся на неодинаковом рационе. Методы анализа триглицеридов в запасающих тканях, отдельные участки которых различаются по жирнокислотному составу, появились лишь в последнее время [643]. Из-за упомянутых осложняющих факторов найденные в жире данного биологического вида концентрации отдельных триглицеридов обычно не воспроизводятся точно, а более или менее широко колеблются около определенного среднего значения.

Сложность триглицеридного состава приводит также к тому, что его расшифровка невозможна при помощи только одного из современных аналитических методов, а требует сочетания нескольких методов исследования, основанных на различных физических и химических принципах. При использовании каждого такого сочетания нельзя получить аналитически полных результатов. То или иное сочетание методов позволяет проанализировать природные жиры с различной глубиной, дает результаты разной полноты, т. е. приводит к определению той или иной категории триглицеридного состава. Аналогичные категории можно обнаружить и для жирнокислотного состава липидов при его изучении различными методами. Если данное сочетание методов позволяет определить концентрацию в природной смеси не для индивидуальных веществ, а только для целых групп липидов, объединяемых каким-либо общим количественным признаком состава или строения (числом атомов углерода, числом двойных связей и др.), то этому сочетанию соответствует категория, относящаяся к групповым. Если же в результате анализа можно обнаружить содержание индивидуальных жирных кислот или триглицеридов, то следует говорить об индивидуальных категориях состава. Состав липидной смеси обычно выражают в молярных или весовых процентах отдельных компонентов.

В настоящее время можно выделить 23 групповые и индивидуальные категории состава жирных кислот и триглицеридов. Ниже приводятся характеристики этих категорий.

Жирнокислотный состав

Групповые категории состава

1. Углеродный состав — величины содержания групп жирных кислот, характеризуемых тем или иным числом атомов углерода (m), в % от суммы кислот.
2. Олефиновый состав — величины содержания групп жирных кислот, характеризуемых тем или иным числом двойных связей (e), в % от суммы кислот.
3. Фракционный состав — величины содержания фракций жирных кислот, характеризуемых тем или иным значением полярности молекулы (PN), в % от суммы кислот.

Индивидуальные категории состава

4. Типовой состав — величины содержания суммы насыщенных кислот ([S] = [¹S] + [²S] + ... + [ⁿS]) и суммы ненасыщенных кислот ([U] = [¹U] + [²U] + ... + [ⁿU]), в % от суммы кислот (n — число жирных кислот в жире).
5. Видовой состав — величины содержания индивидуальных видов жирных кислот ([¹S], [²S], ..., [ⁿS]; [¹U], [²U], ..., [ⁿU]), характеризуемых тем или иным числом атомов углерода и двойных связей, в % от суммы кислот.
6. S-видовой состав — величины содержания суммы насыщенных кислот ([S]), а также индивидуальных ненасыщенных кислот ([¹U], [²U], ..., [ⁿU]), характеризуемых тем или иным числом атомов углерода и двойных связей, в % от суммы кислот.
7. Изомерно-видовой состав — величины содержания изомерных видов жирных кислот, характеризуемых тем или иным числом атомов углерода и двойных связей, а также тем или иным положением двойных связей в цепи, в % от суммы кислот.
8. Оксикислотный состав — величины содержания индивидуальных жирных кислот, характеризуемых — тем или иным числом атомов углерода и двойных связей, а также числом гидроксильных групп, в % от суммы кислот.
9. Возможные полиморфные формы видов жирных кислот данного жира.

Триглицеридный состав

Групповые категории состава

10. Углеродный состав — величины содержания групп триглицеридов, характеризуемых тем или иным числом атомов углерода суммы ацилов (m), в % от суммы триглицеридов.
11. Олефиновый состав — величины содержания групп триглицеридов, определяемых тем или иным числом двойных связей (e), в % от суммы триглицеридов.
12. Фракционный состав — величины содержания фракций триглицеридов, характеризуемых тем или иным значением полярности молекулы (PN), в % от суммы триглицеридов.
13. Углеродно-фракционный состав — величины содержания групп триглицеридов, определяемых тем или иным числом атомов углерода, в каждой из фракций триглицеридов, характеризуемых тем или иным значением полярности молекулы, в % от суммы триглицеридов.

Индивидуальные категории состава

14. Типовой состав — величины содержания типов триглицеридов, характеризуемых тем или иным типовым составом жирных кислот ([S₃], [S₂U], [SU₂], [U₃]), в % от суммы триглицеридов.
15. Позиционно-типовой состав — величины содержания позиционных типов триглицеридов, характеризуемых тем или иным типовым составом жирных кислот, а также центральным или краевым положением ацилов отдельных типов в глицеридной молекуле ([SSS], [SSU], [SUS], [SUU], [USU], [UUU]), в % от суммы триглицеридов.
16. Видовой состав — величины содержания индивидуальных видов триглицеридов, характеризуемых тем или иным видовым составом жирных кислот (например, [О₂Л], [ПО₂] и др.; П — остаток пальмитиновой кислоты), в % от суммы триглицеридов.
17. Позиционно-видовой состав — величины содержания позиционных видов триглицеридов, характеризуемых тем или иным видовым составом жирных кислот, а также центральным или краевым положением ацилов отдельных видов в молекуле глицерида (например, [ОЛО], [ООЛ] и др.), в % от суммы триглицеридов.
18. S-Видовой состав — величины содержания индивидуальных триглицеридов, характеризуемых тем или иным S-видовым составом жирных кислот (например, [SO₂], [S₂Л] и др.), в % от суммы триглицеридов.
19. Позиционно-S-видовой состав — величины содержания индивидуальных триглицеридов, характеризуемых тем или иным S-видовым составом жирных кислот, а также центральным или краевым положением насыщенных ацилов и отдельных видов ненасыщенных ацилов в молекуле глицерида (например, [SOO], [SЛS] и др.), в % от суммы триглицеридов.
20. U-Видовой состав — величины содержания индивидуальных триглицеридов, характеризуемых тем или иным видовым составом насыщенных кислот, а также типовым составом ненасыщенных кислот (например, [ПU₂], [С₂U] и др.), в % от суммы триглицеридов.
21. Позиционно-U-видовой состав — величины содержания индивидуальных триглицеридов, характеризуемых тем или иным видовым составом насыщенных кислот, а также типовым составом ненасыщенных кислот и центральным или краевым положением отдельных видов или типов ацилов в молекуле глицерида (например, [ПUU], [CUC] и др.), в % от суммы триглицеридов.
22. Стереовидовой состав — величины содержания индивидуальных триглицеридов, характеризуемых тем или иным видовым составом жирных кислот, а также 1-, 2- или 3-положением отдельных видов ацилов (например, sn-1-пальмито-2,3-диолеин и др.), в % от суммы триглицеридов.
23. Возможные полиморфные формы триглицеридов стереовидового состава данного жира.

Как видно, из индивидуальных категорий триглицеридного состава пять категорий (15, 17, 19, 21 и 22) включают определение позиционного состава индивидуальных триглицеридов. Эти категории можно назвать позиционными; тогда все остальные групповые и индивидуальные категории триглицеридного состава будут относиться к непозиционным.

Прежде чем рассматривать сочетания основных физических и химических методов, используемых для установления отдельных категорий триглицеридного состава, необходимо коротко охарактеризовать важнейшие из этих методов. Различные современные хроматографические методы по разделяющей способности взаимно дополняют друг друга. Так, при помощи распределительной хроматографии и противоточного распределения триглицериды фракционируют по величине полярности, при помощи тонкослойной хроматографии на адсорбенте, содержащем ионы серебра, — согласно числу двойных связей, а путем газо-жидкостной хроматографии — по молекулярному весу.

С помощью последовательного применения к исследуемой природной смеси тех или иных видов разделения можно получить глицеридные фракции, которые по набору компонентов достаточно просты для того, чтобы их позиционно-видовой состав (ПВС) мог быть исследован методом липазного гидролиза. После теоретического расчета возможных групп полярности триглицеридов на основе жирнокислотного состава масла эти группы выделяют в виде отдельных фракций обращенно-фазовой хроматографией. Триглицериды каждой фракции анализируют, с одной стороны, методом газо-жидкостной хроматографии, а с другой — методом тонкослойной хроматографии на силикагеле, пропитанном ионами Ag⁺, в сочетании с газо-жидкостной хроматографией метиловых эфиров и с микрометодом липазного гидролиза. Одновременно проводят газохроматографический анализ триглицеридов и метиловых эфиров жирных кислот исходного масла.

Все эти исследования позволяют полностью определить ПВС масла с n = 4 (ΔmRD = 40; стр. 152); без применения обращенно-фазовой хроматографии такая расшифровка была бы невозможной [212]. Если изучаются триглицериды, составленные из пяти кислот, то приведенная схема позволит определить лишь видовой состав из 35 глицеридов; из 75 глицеридов ПВС можно будет количественно оценить только 69 благодаря присутствию в смеси неразделяемых дублетов с одинаковыми m и e. С дальнейшим ростом n задача все более усложняется; так, полное определение видового состава природных смесей, содержащих, подобно кокосовому, молочному или рыбьему жиру, десятки видов кислот, невозможно даже при сочетании всех современных методов [667]. В табл. 1 указаны главные сочетания методов анализа, обеспечивающие определение тех или иных категорий жирнокислотного и триглицеридного состава жиров.

Для вычисления различных категорий состава имеются два главных метода: 1) добавление точных количеств так называемых «внутренних стандартов» — метиловых эфиров пента- или гептадекановой кислот — к отдельным фракциям, выделенным распределительной или тонкослойной хроматографией, с последующим газохроматографическим определением веса этих фракций и 2) решение алгебраических уравнений, составленных по данным перечисленных выше методов анализа; минорные компоненты, а также «нечетные» и разветвленные жирные кислоты из такого вычисления обычно исключаются. Погрешность газохроматографического определения метиловых эфиров приводит подчас к получению несколько отличающихся значений концентрации одних и тех же триглицеридов в различных уравнениях. Если число разных методов в их сочетании недостаточно для определения данной категории состава, то число неизвестных превышает число независимых уравнений. В таких случаях в расчет приходится вводить произвольные допущения и, вместо точных количеств тех или иных триглицеридов, указывать лишь диапазоны возможных концентраций. Для расчета позиционно-типового состава (ПТС) природных жиров можно использовать электронные вычислительные машины (ЭВМ) [233, 350, 667, 782].

Таблица 1

Комбинированные методы определения отдельных категорий жирнокислотного и триглицеридного состава природных жиров

Примечание. Арабские цифры — номера категорий жирнокислотного и триглицеридного состава (стр. 12), определяемые данным сочетанием аналитических методов.

Количественные физические методы разделения и анализа: I — перегонка; II — кристаллизация; III — определение температуры плавления; IV — жидкостно-жидкостная экстракция или противоточное распределение; V — обращенно-фазовая распределительная хроматография: VI — тонкослойная или адсорбционная хроматография; VII — газо-жидкостная хроматография на неполярной фазе; VIII — газо-жидкостная хроматография на полярной фазе; ІХ — УФ-спектроскопия; Х — ИК- и ЯМР-спектроскопия; ХІ — определение оптического вращения; ХІІ — рентгеноструктурный анализ.

Количественные химические методы анализа: ХІІІ — щелочной гидролиз; XIV — то же, что и ХІІІ, и метилирование возникших при гидролизе жирных кислот; ХV — то же, что и XIV, и образование комплексов эфиров с ионами Ag⁺; XVI — липазный гидролиз; XVII — переэтерификация; XVIII — окислительное расщепление по двойным связям; ХІХ — присоединение к двойным связям водорода, галоидов или озона; XX — образование комплексов с ионами Ag⁺.

Продукты химических превращений исходных триглицеридов (А): Б — жирные кислоты; В — метиловые эфиры жирных кислот; Г — метиловые эфиры насыщенных кислот и комплексы метиловых эфиров ненасыщенных кислот с ионами Ag⁺; Д — смесь исходных триглицеридов, жирных кислот, 1,2 (2,3)-диглицеридов и 2-моноглицеридов; Е — статистическая смесь триглицеридов; Ж — смесь S₃, S₂Az, SAz₂ и A₃ (Az — остаток азелаиновой кислоты); И — тринасыщенные триглицериды, галоидопроизводные триглицеридов или озониды триглицеридов соответственно; К — тринасыщенные триглицериды и комплексы ненасыщенных триглицеридов с ионами Ag⁺.

*Строчные буквы — в сочетании с: а — гравиметрией, денситометрией, методом внутреннего стандарта, количественным определением глицерина или определением жирных кислот в виде их гидроксамовых производных; б — газо-жидкостной хроматографией метиловых эфиров жирных кислот; в — тонкослойной хроматографией Ag⁺-комплексов; г — липазным гидролизом триглицеридов или с их деацилированием реактивом Гриньяра; д — газо-жидкостной хроматографией триглицеридов; е — тонкослойной хроматографией липидов; ж — полным гидрированием двойных связей липидов; и — определением состава жирных кислот методом ультрафиолетовой спектрофотометрии после изомеризации двойных связей и определением иодного числа; к — синтезом метиловых эфиров азелаоглицеридов; л — исчерпывающим галоидированием двойных связей триглицеридов и титрованием избытка галоида; м — фракционной перегонкой метиловых эфиров жирных кислот; н — образованием Ag⁺-комплексов аллиловых эфиров азелаоглицеридов; п — кристаллизацией; р — образованием комплексов жирных кислот с мочевиной; с — окислительным расщеплением двойных связей ненасыщенных кислот; т — фосфорилированием 1,2(2,3)-диглицеридов или 1,3-диглицеридов и стереоспецифическим гидролизом образовавшихся фосфатидных кислот фосфолипазой А или в сочетании со стереоспецифическим фосфорилированием L-1,2-диглицеридов аденозинтрифосфатом в присутствии диглицеридкиназы; у — образованием Mg-солей азелаоглицеридов; ф — исчерпывающим присоединением озона к двойным связям триглицеридов, х — исчерпывающим присоединением меркаптоуксусной кислоты к двойным связям триглицеридов. / *

Теории строения триглицеридов

Все изложенное показывает, что экспериментальное определение даже простых категорий состава триглицеридов сопряжено со значительными трудностями. Поэтому уже давно пытаются найти правило или закономерность качественного и количественного глицеридного состава, которые можно было бы использовать для вычисления состава и строения триглицеридов по данным их жирнокислотного состава. Создание теорий, более или менее достоверно предсказывающих глицеридный состав природных жиров, преследует как практическую, так и теоретическую цель. Важно знать, как влияет строение глицеридов на использование данного жира в качестве пищевого или технического продукта. Так, масло какао и бараний жир имеют почти одинаковый жирнокислотный состав, однако масло какао, благодаря узкой области перехода из твердого состояния в жидкое, лежащей вблизи температуры тела человека, широко используется в пищевой промышленности, а твердый бараний жир с широким диапазоном плавления совершенно непригоден в этом отношении (стр. 182). Поэтому теория распределения ацилов в триглицеридах масла какао, если она будет известна, может послужить основой для получения дешевых заменителей этого масла из малоценного жирового сырья. Для решения имеющей большое экономическое значение проблемы фракционирования соевого масла на высоконенасыщенное техническое и содержащее меньше линоленовой кислоты пищевое масло необходимо знать закономерности распределения полиненасыщенных кислот в триглицеридах масла. Правильное использование переэтерификации природных жиров с целью создания новых пищевых и технических продуктов требует ясного представления о тех изменениях, которые этот процесс вызывает в строении и составе триглицеридов. Можно сказать, что знание теории распределения ацилов в триглицеридах так же важно для технолога, как для путешественника дорожная карта.

Состав природных триглицеридов исследован значительно подробнее, чем их биосинтез, и существующий разрыв необходимо заполнить. Теория строения триглицеридов призвана сыграть важную роль в уяснении механизма сборки отдельных ацильных остатков и образования упорядоченной структуры триглицеридных молекул. Если такая теория будет создана, то ее можно использовать как критерий достоверности каждой из вновь предлагаемых схем биосинтеза триглицеридов. В настоящее время имеются несколько эмпирических теорий строения, основанных чаще всего на умозрительных биосинтетических схемах, но тем не менее позволяющих вычислять типовой, видовой и другие категории глицеридного состава. Данные такого вычисления далеко не всегда соответствуют найденным экспериментально. В то же время расчет состава определенного жира, согласно различным теориям, приводит иногда к очень близким или даже идентичным результатам, что не дает возможности сделать выбор в пользу какой-либо одной из них. Поэтому в оценке существующих теорий сложились крайние, исключающие друг друга точки зрения.

Одни авторы утверждают, что та или иная теория универсальна, а наблюдаемые отклонения вызваны только методическими ошибками анализа. Согласно другому мнению, биосинтез триглицеридов настолько сложен, что состав возникающего природного жира можно определить лишь экспериментально, а достоверно описать системой математических уравнений нельзя; совпадение вычисленных и найденных данных возникает чисто случайно и по мере совершенствования методов исследования будет наблюдаться все реже [105, 107]. Возможно, наиболее правильной следует пока признать компромиссную точку зрения: ни одна из имеющихся сейчас теорий не универсальна, но отдельные теории пригодны для описания состава определенных групп природных жиров; для разных теорий такое описание различно по глубине, но ни одна из них не дает еще полной картины триглицеридного состава какого-либо жира. Подробное описание существующих теорий строения триглицеридов дано в главах 9—11.

Настоящая монография посвящена изложению современных достижений в области физических и химических методов анализа триглицеридов и составляющих их жирных кислот, данных по составу и строению природных триглицеридов, а также их биосинтезу. Монография не ставит целью быть справочным пособием по триглицеридному составу животных и растительных жиров; соответствующие данные приведены в известной книге Хилдитча [368].