Vereshchagin1972

II. Состав триглицеридов растительных и животных жиров

Во второй части монографии рассматриваются теории строения природных триглицеридов, а также имеющиеся к настоящему времени сведения о триглицеридном составе жиров растений и животных. При описании этого состава приводится лишь минимально необходимое число цифровых данных конкретных анализов отдельных жиров; в подавляющем большинстве случаев состав жиров и масел определенных таксономических групп охарактеризован лишь диапазоном содержания тех или иных компонентов на основе результатов, полученных в разных лабораториях. Найденные экспериментальным путем данные о составе триглицеридов сопоставляются с величинами, вычисленными согласно различным теориям распределения ацилов.

ТЕОРИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЦИЛЬНЫХ ОСТАТКОВ В ТРИГЛИЦЕРИДАХ ПРИРОДНЫХ ЖИРОВ

Существующие теории строения природных триглицеридов изложены здесь в хронологическом порядке. Разные стороны вопроса о закономерностях строения жиров и масел освещены также в ряде обзоров и монографий [178, 180, 208, 212, 240, 258, 312, 368, 377, 423, 478, 558, 606, 646, 655, 667, 689, 769, 950, 955, 957].

Глава 9. НЕПОЗИЦИОННЫЕ ТЕОРИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕОРИЯ СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЙЛИ

В 20—30-х годах ХХ в. широкое распространение получила предложенная Бейли теория статистического распределения ацилов в триглицеридах, согласно которой вероятность образования индивидуального триглицерида определяется, с одной стороны, <\br> молярной концентрацией составляющих его жирных кислот в данном жире, а с другой — количественным содержанием этих кислот в данном триглицериде. При расчете статистического распределения исходят из того, что все кислоты, независимо от их природы, этерифицируют каждую из ОН-групп глицерина с одинаковой скоростью [922].

Еще Хилдитч в 1927 г. показал, что эта теория не отражает состава природных триглицеридов, поскольку найденные величины содержания тринасыщенных триглицеридов S₃ в изученных им жирах были много ниже вычисленных согласно статистическому распределению [364]. Также окончились неудачей попытки

Рис. 25. Зависимость типового состава триглицеридов от содержания насыщенных кислот в жире 1 — вычисление согласно равномерному распределению; 2 — вычисление согласно статистическому распределению

использовать статистическое распределение для описания глицеридного состава животных жиров и попытки применить видоизмененную форму этой теории — так называемое «частично-статистическое распределение» — для характеристики состава кукурузного масла [249, 646, 826].

Сейчас теория статистического распределения непосредственно служит лишь для расчета качественного состава продуктов переэтерификации (стр. 105). Тем не менее эту теорию необходимо рассмотреть подробнее, поскольку те или иные ее элементы входят в современные теории строения триглицеридов и поскольку на примере статистического распределения можно показать сложность глицеридного состава, даже если общее число жирных кислот в жире (n) невелико. При дальнейшем изложении термин «статистическое содержание триглицерида в жире» обозначает содержание этого триглицерида в мол%, вычисленное по уравнениям теории статистического распределения.

В любом жире, содержащем насыщенные (S) и ненасыщенные (U) кислоты, сумма их концентраций [S] + [U] = 100%. По правилам теории вероятностей [82] статистические концентрации триглицеридов типового состава S₃, S₂U, SU₂ и U₃ в таком жире выражаются соответствующими членами разложения бинома 10⁻⁴ × ([S]+[U])³ = 100%: [S]³ × 10⁻⁴ + 3[S]²[U] × 10⁻⁴ + 3[S][U]² × 10⁻⁴ + [U]³ × 10⁻⁴ = 100%. Для ряда жиров с различным [S] и со статистическим распределением ацилов отложение величин [S₃] в <\br> системе координат против соответствующих значений [S] дает график функции [S₃] = k × [S]³ (рис. 25); максимальные значения [S₂U] и [SU₂] при статистическом распределении в среднем не превышают 44,5% [517].

Общее число возможных триглицеридов (N) и число возможных одно-(N₁), двух-(N₂) и трехкислотных триглицеридов (N₃) стереовидового (с), позиционно-видового (п) и видового (в) состава (стр. 12), согласно теории статистического распределения (RD), составляет: (N)c = (N₁)c + (N₂)c + (N₃)c = n + 3n (n—1) + n(n—1) (n—2) = n³; (N)п = (N₁)п + (N₂)п + (N₃)п = n + 2n (n—1) + [n(n—1) (n—2)]/2 = [n² (n+1)]/2; (N)в = (N₁)в + (N₂)в + (N₃)в = n + n(n—1) + [n(n—1) (n—2)]/6 = [n(n² + 3n + 2)]/6. Эти уравнения справедливы для всех целых положительных значений n, кроме n = 1. Величины N, вычисленные для n = 2—7, приведены в табл. 14.

Таблица 14 Число возможных триглицеридов при статистическом распределении ацильных остатков

Уравнения для расчета статистического содержания триглицеридов упомянутых выше категорий (с, п, в; стр. 12) аналогичны уравнениям для типового состава. Рассмотрим жир, содержащий кислоты А, В, С, ... концентрации которых в жире составляют [A], [B], [C], ... Для всех категорий [AAA]RD = [A]³ × 10⁻⁴; концентрации двухкислотных триглицеридов для видового состава равны [A₂B]RD,в = 3 [A]²[B] × 10⁻⁴, а для позиционно-видового состава (ПВС) — ([AAB] + [BAA])RD,п = 2 [A]²[B] × 10⁻⁴ ([AAB]RD,п = [BAA]RD,п) и [ABA]RD,п = [A]²[B] × 10⁻⁴; концентрации трехкислотных триглицеридов для видового состава равны [ABC]RD,в = 6 [A][B][C] × 10⁻⁴, а для ПВС ([ABC] + [CBA])RD,п = 2 [А] × [B][C] × 10⁻⁴ ([ABC]RD,п = [CBA]RD,п). Коэффициенты 3 и 6 включены в уравнения видового состава для [A₂B] и [ABC] соответственно, поскольку для А, А и В возможны три, а для А, В и С — шесть различных перестановок. Если ([A]³ + [B]³ + ...) × 10⁻⁴ = v, а ([A]² + [B]² + ...) × 10⁻² = ω, то сумма концентраций однокислотных триглицеридов видового состава равна Σ (N₁)в = <\br> v, двухкислотных Σ (N₂)в = 3 (ω — v) и трехкислотных Σ (N₃)в = 100 — 3ω + 2v. Концентрация в жире двух- или трехкислотного триглицерида стереовидового состава равна произведению концентраций каждой из составляющих этот глицерид жирных кислот, умноженному на 10⁻⁴. Другие индивидуальные категории глицеридного состава (стр. 13) вычисляются аналогично.

ОСОБЕННОСТИ ТЕОРИИ РАВНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ХИЛДИТЧА

Многолетние работы Хилдитча впервые сделали возможным количественный анализ типового и видового состава природных триглицеридов и дали на этот счет много фактического материала, на основе которого возникла теория равномерного распределения ацилов в триглицеридах (1929 г.) [244, 364, 646].

Для анализа по Хилдитчу образец жира (100 г и более) окисляли несколько часов перманганатом в кипящем ацетоне. Окислительный разрыв двойных связей, не сопровождающийся разрывом сложноэфирных групп, приводил к тому, что S₂U-, SU₂- и U₃-глицериды превращались (при условии, что последняя двойная связь их ненасыщенных ацилов находится у девятого атома углерода) в кислые триглицериды, содержащие один, два или три остатка азелаиновой кислоты (S₂Az, SAz₂ и Az₃) соответственно. Неизмененные S₃-глицериды отделяли от кислых продуктов экстракцией щелочным раствором или хроматографией на Al₂O₃ и взвешивали. Окислительный анализ по Хилдитчу нельзя считать строго количественным (стр. 157) [312, 314, 363, 848].

Другим экспериментальным методом Хилдитча была дробная кристаллизация триглицеридов при пониженных температурах, которая давала приемлемые результаты для твердых жиров, например для масла какао, но для жидких масел оказалась менее надежной (стр. 99) [558, 658, 824].

Основной обнаруженный Хилдитчем факт состоит в том, что количество S₃ в жире обычно много ниже статистического: при [S] < 60—65% и числе атомов углерода (m) насыщенных кислот ≥ 16—18 в жире содержатся лишь следы S₃ [315, 363]. Согласно теории равномерного распределения, причина такого несоответствия заключается в ограничении синтеза простых (тринасыщенных) глицеридов до минимально возможной величины (см. ниже) и преимущественном образовании смешанно-кислотных триглицеридов; конкретной схемы биосинтеза эта теория не предлагает [312, 517]. Как видно, теория Хилдитча противоположна оставленной ныне однокислотной теории (стр. 10). В отличие от теории статистического распределения, охватывающей все возможные глицериды, теория Хилдитча рассматривает сравнительно небольшое число триглицеридов данного жира [258, 360, 667]; она обычно описывает лишь типовой состав глицеридов, не касаясь видо- <\br> вого состава. Известная непоследовательность состоит в том, что все S₃ считаются простыми глицеридами, хотя в любом жире содержится несколько видов насыщенных кислот [257, 558, 759].

Согласно теории равномерного распределения (рис. 25): 1) если [А] < 1/3 ([A] + [X]), то А образует только глицериды АХ₂ (X — другие жирные кислоты жира, кроме данной кислоты А) и встречается не в каждом глицериде жира; 2) если [А] ≈ 35%, то все глицериды жира принадлежат к виду АХ₂ (при А = Х и А ≠ Х); 3) если 65% > [А] > 35%, то многие или почти все глицериды жира принадлежат к виду А₂Х; 4) если [А] > 70%, то избыток А образует глицериды А₃, а остальные глицериды жира относятся к А₂Х [208, 368, 922].

Для приближенного расчета типового состава согласно равномерному распределению (Н) из [S] вычитают то количество насыщенных кислот, которое содержится в S₃. Из полученной величины вычисляют сумму [S₂U]H + [SU₂]H, принимая для этих концентраций максимально допустимые значения. Концентрацию U₃ определяют по разности [208, 646]. В гипотетическом двухкислотном жире, содержащем S и U (1 : 1), «равномерный» типовой состав равен: [S₃]H = 0, [S₂U]H = 50%, [SU₂]H = 50%, [U₃]H = 0 [258].

Приведем расчет видового состава жира растения Madhuca latifolia (стр. 184), содержащего три кислоты, в котором [S₃] = 0, [П] = 24,1%, [C] = 19,3%, [«О»] = [О] + [Л] = 56,6%. На первом этапе вычисления, исходя из предположения, что жир содержит только S₂U- и SU₂-триглицериды, определяют «первоначальные» концентрации П₂«О», П«О»₂, С₂«О» и С«О»₂. Очевидно, что [П₂«О»] + [П«О»₂] = [П] + {([«О»] × [П]) : ([П] + [C])} = 55,5%. Аналогично [С₂«О»] + [С«О»₂] = 44,5%. В то же время, из данных жирнокислотного состава [П] = [П«О»₂]/3 + 2[П₂«О»]/3) и [П«О»₂] + 2[П₂«О»] = 3 × [П] = 72,3%. Следовательно, [П₂«О»] = 72,3 — 55,5 = 16,8% и [П«О»₂] = 38,8%. Аналогично [С«О»₂] = 31,1% и [С₂«О»] = 13,4%.

Условия равномерного распределения (см. выше) не допускают существования в жире больших количеств П₂«О» и С₂«О», поскольку [«О»] > [П] + [С]. В то же время эти условия требуют образования максимально возможного количества трехкислотного глицерида П«О»С. Поэтому на втором этапе расчета ацилы, содержащиеся в П₂«О» и С₂«О», «перераспределяют» так, чтобы обеспечить максимальную концентрацию П«О»С в жире. При этом глицерид «С₂«О», «первоначальная» концентрация которого меньше, чем у П₂«О», целиком «расходуется» на образование П«О»С: [П«О»С]н = (2[C₂«О»]/3) × 3 = 2 [C₂«О»] = 26,8%. Остаток после «перераспределения» приходится на долю [П₂«О»]н = ([П₂«О»] + [С₂«О»]) — [П«О»С]н = (16,8 + 13,4) — 26,8 = 3,4%. Вычисленный и найденный кристаллизацией видовой состав триглицеридов M. latifolia (в вес. %) приведен ниже: <\br> | Триглицериды | П₂С | П₂«О» | П«О»С | С₂«О» | П«О»₂ | С«О»₂ | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | Вычислено | 1 | 3,4 | 26,8 | | 38,7 | 31,1 | | Найдено | 1 | | 27 | | 41 | 30 |

Аналогичный расчет был выполнен для содержащего три кислоты масла какао (стр. 181) [366, 824]. Для жиров с четырьмя видами кислот, например хлопкового и соевого масел, возможно только приближенное вычисление по Хилдитчу, поскольку число неизвестных больше числа независимых уравнений, и для расчета приходится вводить произвольное допущение [257, 860]. Для пятикислотных жиров (масло льна) нужно уже два допущения, а для более сложных жиров расчет по Хилдитчу вообще невозможен [312].

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ХИЛДИТЧА К ПРИРОДНЫМ ТРИГЛИЦЕРИДАМ

При оценке соответствия вычисленных данных найденным надо исходить из того, что приведенная выше схема равномерного распределения представляет собой не стехиометрическое правило, а лишь качественную закономерность строения природных жиров. По мнению Хилдитча, это строение из-за его сложности нельзя выразить строго математически (стр. 18) [759]. Практическое правило, использованное для описанного выше расчета, по предложению Ганстоуна получило название «широчайшего распределения» [312, 314]. Кроме того, при [S] или [U] > 70% вычисление состава триглицеридов согласно равномерному, статистическому или ограниченно-статистическому распределению иногда дает довольно близкие результаты [208].

Хилдитч считал, что природные жиры, содержащие в основном насыщенные и ненасыщенные кислоты с m = 16—18, независимо от [S] соответствуют (за небольшими исключениями) равномерному распределению, как это имеет место в упомянутом выше жире M. latifolia и в других твердых растительных жирах, анализ которых по методу Хилдитча проводился несколькими исследователями [315, 368, 646, 848].

На рис. 25 и 26 представлена зависимость содержания U₃, SU₂, S₂U и S₃ в природных жирах с различным [S] от концентрации насыщенных кислот в жире. Можно видеть, что график зависимости для типового состава 44 жиров, найденного методом кристаллизации (рис. 26), сходен с соответствующим графиком состава, вычисленного по Хилдитчу (см. рис. 25). В то же время найденные максимумы [S₂U]н и [SU₂]н (рис. 26) составляют только 80—90%, не достигая теоретической величины 100% (рис. 25) [368, 824, 860].

Применение окисления по Картха (стр. 157), а также современных хроматографических методов показало, что случаи соответствия природных жиров теории Хилдитча редки (стр. 184) [258, 819, 950]. Несовпадение глицеридного состава молочного <\br> Рис. 26. Содержание моно- (I), ди-(II) и тринасыщенных (III) триглицеридов в растительных жирах в зависимости от содержания насыщенных кислот 1—44 — номера жиров ([368], стр. 378)

жира (стр. 218) и жировых тканей жвачных (стр. 199) с данными своей теории Хилдитч пытался объяснить вторичными превращениями ацилов после их включения в триглицериды [244, 342, 805]. По наблюдениям Хилдитча, в S₃-глицеридах тех жиров, где [S₃] мало, преимущественно накапливаются кислоты с минимальным m; при [S] > 60% величина [S]/[U] для [S₂U] + [SU₂] + [U₃] равна 1,2—1,4, а в глицеридах вида А₂В (при [В] < [А] в суммарном жире) кислота В содержится главным образом в 2-положении [257, 360, 517].

Хилдитч впервые ввел в науку понятие о типах триглицеридов, обнаружил ограничение [S₃] и преобладающую роль смешанных глицеридов в жирах и показал, что биосинтез триглицеридов представляет собой направленный, а не статистический процесс [363, 368]. Все эти положения сохранили значение и в наши дни [606]. Однако при создании теории равномерного распределения состав жиров, особенно животных, был еще недостаточно изучен. Кроме того, о различиях между отдельными положениями глицеридов по жирно- <\br> кислотному составу ничего не было известно [558, 805]. Поэтому сейчас эта теория, оказавшая в прошлом значительное влияние на создание других теорий распределения, представляет главным образом исторический интерес [487]. Появление новых данных побудило Хилдитча представить новую схему биосинтеза триглицеридов (стр. 173), которая стала исходной точкой теории Ганстоуна [363].

МЕТОДИЧЕСКАЯ ОСНОВА ТЕОРИИ ОГРАНИЧЕННО-СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАРТХА

К концу 40-х годов стало очевидным, что теории Хилдитча присущи крупные недостатки: несовершенство применявшихся при ее разработке методов окисления и кристаллизации (стр. 99), отсутствие биосинтетической схемы в ее основе и несоответствие вычисленных данных найденным [83, 360, 658]. В частности, при окислении по Хилдитчу, благодаря возникновению щелочи из КМnО₄, происходит значительный гидролиз остатков азелаиновой кислоты в азелаоглицеридах (стр. 45) и образуются моно- и диглицериды насыщенных кислот [110, 187, 608], что делает невозможным экспериментальное определение [S₂U], [SU₂] и [U₃] [342, 759, 950—955] и сильно завышает найденное значение [S₃] [470—478, 558].

Не ставя задачу полного установления видового состава и более сложных категорий, Картха в основном ограничился исследованием типового состава природных триглицеридов [23, 470—478], предложив трехступенчатую схему их анализа [606, 1007]: 1) [S₃] определяют как кристаллизацией, так и по температуре плавления (стр. 102) [658]; 2) триглицериды окисляют с образованием смеси S₃ и азелаоглицеридов (стр. 16) путем кипячения в 10 частях ацетона с избытком КМnО₄ при поддержании в растворе 3—6%-ной концентрации уксусной кислоты, которая подавляет гидролиз азелаоглицеридов (прибавление кислоты можно заменить пропусканием СО₂ через раствор) [95, 187]; 3) кислые азелаоглицериды, выделенные путем экстракции водной щелочью из эфирного раствора, фракционируют кристаллизацией их Mg-солей из водного раствора (при разделении продуктов окисления глицеридов лауриновой и миристиновой кислот для более полного осаждения применяют насыщенный раствор NH₄Cl) [258, 558]. Осадок содержит S₃, S₂Az, часть SAz₂ и непрореагировавшие S₂U, а фильтрат — большую часть SAz₂ и Az₃ [488].

Эта методика впервые позволила экспериментально установить типовой состав триглицеридов [824, 950—955]: [S₂U] и [SU₂] рассчитывали по соотношению [S₂Az] и [SAz₂] в осадке и по [S] в фильтрате, [S₃] было известно заранее, а [U₃] вычисляли по разности; расхождение между параллельными определениями, по утверждению Картха, не превышает 0,5% [266, 360—362, 470]. В модификации, предложенной Якубовым, [U₃] определяли периодатным окислением глицерина, полученного омылением Az₃ <\br> горячей водой, S₃ удаляли кристаллизацией, летучие продукты окисления отгоняли с водяным паром, а затем по числу нейтрализации устанавливали величину [S₂Az]/[SAz₂] [42].

Заметное влияние на достоверность всех окислительных методов оказывает число атомов углерода между последней двойной связью и карбоксилом в U-ацилах окисляемых триглицеридов. Когда это число не равно 9 (стр. 153), в вычисление надо вносить соответствующие поправки, основанные на среднем молекулярном весе дикарбоновых ацилов в «азелао»-глицеридах [485, 608]. Метод Картха был стандартизован только с очищенными кристаллизацией S₂U-глицеридами [487].

Независимая проверка метода Картха с синтетическими триглицеридами и метилолеатом, а также с чистыми препаратами S₂U и SU₂ показала, что наиболее надежна найденная величина [S₃]; значения [S₂U] и [U₃] обычно завышены, а для [SU₂], особенно при их высоком содержании, — несколько занижены по сравнению с истинными [226, 361, 362, 606]. Общая концентрация сложноэфирных групп после окисления заметно меняется. Это происходит, с одной стороны, за счет нейтральных производных азелаоглицеридов, которые образуются при ацилировании уксусной кислотой ОН-групп продуктов неполного окисления двойных связей и при этерификации свободных карбоксилов азелаоглицеридов и которые определяются вместе с S₃. С другой стороны, это вызывается частичным гидролизом SAz₂ и Az₃, который происходит при окислении (несмотря на присутствие уксусной кислоты) и при экстракции азелаоглицеридов водным раствором щелочи и приводит к заниженным найденным величинам [SU₂] [187, 494, 608, 609]. Таким образом, жесткое окисление и фракционирование по Картха, в отличие от метода Янгса (стр. 169), из-за многочисленных побочных реакций нельзя считать стехиометрическим, а сам метод является длительным и трудоемким [368, 480, 658, 824, 1007]. Однако метод Картха представляет собой определенный шаг вперед по сравнению с методом Хилдитча [342, 471, 478, 950—955].

БИОСИНТЕТИЧЕСКАЯ СХЕМА И РАСЧЕТ СОСТАВА ТРИГЛИЦЕРИДОВ ПО ТЕОРИИ КАРТХА

По гипотезе Картха, ограничение [S₃] (стр. 153) вызвано необходимостью сохранить запасной жир жидким при температуре тела теплокровных животных или, для других организмов, при температуре среды их обитания, без чего невозможна мобилизация жира под действием липазы (стр. 115) [342, 471, 658, 817]. Легкость поддержания S₃ в жидком состоянии пропорциональна их растворимости в ненасыщенной части жира, диспергирующему действию содержащихся в последнем поверхностно-активных веществ (фосфолипидов и др.) и находится в обратной зависимости от температуры плавления S₃ и величины m их ацилов. При m ≥ 16 [S₃] < <\br> [S₃]RD, а при m < 14 [S₃] не ограничивается и приближается к [S₃]RD [517, 558, 606]. Таким образом, [S₃]RD > [S₃] > 0 [474, 497]. Основываясь на факте невозможности гидролиза липазой твердых глицеридов и на гипотезе о возникновении природных триглицеридов из глицерина и жирных кислот благодаря постулированному им синтетическому действию липазы, Картха предположил, что прекращение синтеза S₃ задолго до достижения статистического (RD) содержания S₃ в жире связано с тем, что S₃ могут образовываться только до тех пор, пока фермент-субстратный комплекс находится в жидкой жировой фазе; отражением этого предела и является найденная величина [S₃] [259, 475, 819]. «Перераспределение» не использованных для синтеза S₃ насыщенных кислот ([S₃]RD — [S₃]) между SU₂ и U₃ на основе динамического равновесия ацилов вызывается двусторонним действием «синтезирующих липаз» и не обладает жирнокислотной или позиционной специфичностью [258, 478, 922]. Схема Картха полностью противоречит современным представлениям о биосинтезе триглицеридов [23, 368, 824, 950—956].

Согласно предложенной Картха теории ограниченного статистического распределения (1951 г.) [471], природный жир с характерным типовым составом триглицеридов возникает в результате статистического распределения насыщенных кислот, содержащихся в 1/3 ([S₃]RD — [S₃]), между ненасыщенными триглицеридами жира. Это распределение происходит таким образом, что новые S₃-триглицериды не образуются [368, 474, 922]. Вычисление типового состава по найденным кристаллизацией данным [S] и [S₃] проводится по уравнениям: [S₂U]к = [S₂U]RD + [S₃]RD — [S₃] + 3а; [SU₂]к = [SU₂]RD — 3а (а + b); [U₃]к = [U₃]RD — 3b, где а = 2 [SU₂]RD × ([S₃]RD — [S₃]) : (2 [SU₂]RD + [U₃]RD) и b = [U₃]RD × ([S₃]RD — [S₃]) : (2 [SU₂]RD + [U₃]RD); а и b представляют собой доли S, замещаемые ненасыщенными ацилами, в типах SU₂ и U₃ [477—479]. Например, в гипотетическом жире с [S]/[U] = 1 и [S₃] = 0 (стр. 154) 1/3 [S₃]RD распределяется между этими типами в отношении 2 : 1, давая типовой состав [S₂U]к = 58,4%, [SU₂]к = 33,3%, [U₃]к = 8,3% [258], а в масле какао с [S] = 62% и [S₃] = 2,5% (стр. 181) избыток [S₃]RD = 23,8 — 2,5 = 21,3% обменивается с [SU₂]RD и [U₃]RD пропорционально содержанию в них U, т. е. (26,8 × 2) : (5,5 × 3) или 16,3% : 5,0%. Обмен 16,3% [S₃]RD с [SU₂]RD дает 2 × 16,3 = 32,6% SU₂, а обмен 5% [S₃]RD с [U₃]RD дает 5% [S₂U] и 5% [SU₂]. Окончательный типовой состав масла какао, вычисленный по Картха, составляет: [S₃]к = 23,8 — 16,3 — 5,0 = 2,5%; [S₂U]к = 43,8 + 32,6 + 5,0 = 81,4%; [SU₂]к = 26,8 — 16,3 — 5,0 = 15,5%; [U₃]к = 5,5 — 5,0 = 0,5%; вычисленный состав близок к найденному (стр. 182) [824, 860, 950—955]. Формулы Картха применяли для вычисления типового состава триглицеридов на ЭВМ (стр. 174) [782]. Вычисленный по уравнениям Картха в интегральной форме суммарный типовой состав двух образцов бараньего жира, различающихся по [S] и <\br> Таблица 15 Типовой состав триглицеридов, вычисленный по теории ограниченного статистического распределения и найденный трехступенчатым методом Картха (в мол%)

• Обозначены латинскими названиями. ** Обозначены только русскими названиями; с — следы.

[S₃], совпал с составом, рассчитанным обычным способом для смеси (7 : 3) этих жиров (стр. 169) [488, 643].

По мнению Маркмана, избыток [S₃]RD обменивается с [SU₂]RD и [U₃]RD пропорционально концентрации последних, а не концентрации в них U. Поэтому вместо членов 3а, 3(а + b) и 3b в приведенных выше уравнениях Картха следует применять выражения ([S₃]RD — [S₃]) × [SU₂]RD : {([S₃]RD — [S₃]) + [U₃]RD}; ([S₃]RD — [S₃]) × ([SU₂]RD — [U₃]RD) : ([SU₂]RD + [U₃]RD) и [U₃]RD × ([S₃]RD — [S₃]) : ([SU₂]RD + [U₃]RD) соответственно [23, 42].

Хэммонд, основываясь на величине константы равновесия реакции обмена насыщенных ацилов, предложил для вычисления ограниченного статистического распределения следующие уравнения: [S₃]к + [S₂U]к + [SU₂]к + [U₃]к = 1; [S₂U]к = 3 ([S]/2 — [S₃]); [SU₂]к = 3 [S₃]; [U₃]к = 1 — [S₃] — (3 [S]/2), которые позволяют избежать получения отрицательных величин для [U₃]к, иногда появляющихся при расчете по уравнениям Картха [340, 341]. Ограниченно-статистический видовой состав триглицеридов вычисляется из рассчитанного или найденного типового состава и из концентраций в них отдельных видов насыщенных (¹S, ²S, ³S...) и ненасыщенных ацилов (¹U, ²U, ³U...):

[¹S₃]к = [S₃]к ([¹S] / [S])³; [¹S²S]к = [S₃]к 3 ([¹S] / [S])² ([²S] / [S]); [¹S²S³S]к = [S₃]к 6 ([¹S] / [S]) ([²S] / [S]) ([³S] / [S]); [S₂¹U]к = [S₂U]к ([S] / [S])² ([¹U] / [U]); [¹S²S¹U]к = [S₂U]к × 2 ([¹S] / [S]) ([²S] / [S]) × ([¹U] / [U]).

Аналогично вычисляют типовой состав в типах SU₂ и U₃ [950—955]. Для расчета видового состава триглицеридов по Хэммонду статистическое содержание данного вида триглицеридов умножают на статистическую концентрацию того типа глицеридов, в который входит данный вид, и полученное произведение делят на ограниченно-статистическую концентрацию того же типа триглицеридов [340, 957].

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ КАРТХА К ТИПОВОМУ СОСТАВУ ПРИРОДНЫХ ТРИГЛИЦЕРИДОВ

Вычисленный по Картха типовой состав 27 жиров удовлетворительно соответствует найденному при помощи трехступенчатого метода Картха (табл. 15) [361, 471]. Совпадение с данными анализа других 46 жиров, полученных кристаллизацией по Хилдитчу, было хуже, возможно из-за недостатков этой методики. Совпадение значительно улучшается для жиров с малым [U₃], таких, как масло какао [208, 362, 368, 471]. Проверка показала, что состав растительных жиров (стр. 179) лучше описывается теорией Картха, чем состав животных жиров (стр. 198) [42, 110, 658, 773]. Если разные растительные жиры близки друг к другу по [S], но различаются между собой по средней длине цепи (m) содержащихся в них насыщенных ацилов, то типовой состав таких жи- <\br> ров различен. В непрерывном ряду глицеридных смесей, имеющем диапазон [S] = 1,4—85%, содержание насыщенных кислот с m = 16—18 при увеличении [S₃] снижается с 96% до 0, а содержание насыщенных кислот с m = 12—14, наоборот, возрастает с 0 до 90%. Для жиров, богатых кислотами с m = 12—14 ([S] > 80%, [S₃] ≈ [S₃]RD), и жиров, содержащих только кислоты с m = 16—18 ([S] < 25—30%, [S₃] ≈ 0) (стр. 186), результаты рас-

<\br> чета по Картха более или менее приближаются к статистическим. Уровень [U₃] в жирах с [S] = 25—50% также, по мнению Картха, мало отличается от статистического [478, 819, 922]. При [S₃] ≈ 0 и [S] < 30% вычисление типового состава по Картха, по Ганстоуну и по Вандер Валю дает близкие результаты; для твердых растительных жиров расчет по Картха лучше соответствует найденному, чем расчет по Ганстоуну (стр. 175), а для жидких жиров — наоборот [312, 471—476].

Если [S₃] ограничено (стр. 153), то и концентрации всех остальных типов, естественно, отличаются от статистических; ацилы избытка ([S₃]RD — [S₃]) «обмениваются» с SU₂, давая S₂U, и с U₃ с образованием SU₂ и небольшого количества S₂U, которое при расчете не учитывается [471, 950—957]. В результате обмена [S₂U]к > [S₂U]RD, [SU₂]к < [SU₂]RD и [U₃]к < [U₃]RD. В отличие от данных Хилдитча (стр. 155), допустимый максимум [S₂U]к = 80% наступает при [S] = 60%, а максимум [SU₂]к = 45% при [S] = 22—23% [368, 458, 558, 805]. Иногда при высоком содержании в жире насыщенных кислот с m = 16—18 ограничены не только [S₃], но и [S₂U] [258]. Косвенное подтверждение обмена ацилами Картха видит в одинаковом видовом составе S в S₂U- и SU₂-глицеридах при не слишком большом ограничении [S₃]; при [S₃]RD/[S₃] ≥ 10 высокоплавкие кислоты селективно исключаются из [S₃] [340, 472, 474—478].

Обнаруженные недавно закономерные отклонения найденного типового состава некоторых растительных жиров с [S] = 14—60% и [S₃] = 0 от вычисленного по уравнениям Картха связаны, по его мнению, с гетерогенностью состава триглицеридов, которая выражается в том, что в различных участках запасающей ткани семени отдельные ферментные системы образуют глицеридные смеси разного жирнокислотного состава [487—496]. В пользу такого предположения свидетельствует установленное несовпадение с теорией Картха смеси двух жиров с различным [S], каждый из которых соответствует этой теории. Обычно рассчитанные значения [S₂U]к и [U₃]к занижены по сравнению с найденными. Степень гетерогенности жира можно выразить «индексом гетерогенности» ИГ = [S₂U] — [S₂U]к. Использование [S₂U], а не [U₃], при расчете ИГ объясняется тем, что определение S₂U по Картха несколько точнее, чем определение [U₃].

В пределах одного семейства (например, Sapindaceae, Leguminosae), рода (Cassia), вида (Sesamum indicum) и даже одного и того же сортового биологического материала значение ИГ может изменяться. Величины индекса гетерогенности типового состава некоторых растительных жиров (в мол %) представлены ниже. В то же время при незначительной гетерогенности жира, например, у Myristica malabarica (ИГ = 1,8—2,6 ± 0,5 мол%), величины ИГ для одного сорта мало меняются даже при больших изменениях [S] и [S₂U] в разных географических зонах. Понятие гетерогенности, заставляющее с большей осторожностью распрост- <\br> ранять отдельные данные типового состава на все жиры данной таксономической группы, может сыграть важную роль в оценке реального значения современных теорий строения триглицеридов [487—496].

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЗИЦИОННО-ТИПОВОГО СОСТАВА ТРИГЛИЦЕРИДОВ ПО ТЕОРИИ КАРТХА

В теории Картха ПТС в типах S₂U и SU₂ характеризуется «соотношением конфигурационных типов» (Configuration Type Ratio, CTR = [AAB]/[ABA]) [477, 957]. Вначале принималось, что в условиях динамического равновесия, возникающего при обмене ацилами, CTR может равняться 2, т. е. соответствовать статистическому, или же отклоняться от него [258, 477]. В дальнейшем представление о статистическом ПТС триглицеридов было опровергнуто данными липазного гидролиза, по которым у большинства триглицеридов в 2-положении преобладают U, а у свиного жира S (стр. 165) [312, 478, 695, 805, 952—955].

Не считая липазный метод достаточно надежным, Картха предложил собственную методику определения ПТС, состоящую в отщеплении Az-остатков в S₂Az и SAz₂ ацетоновым раствором К₂СО₃ и последующем окислении первичных ОН-групп образовавшихся ди- и моноглицеридов насыщенных кислот в течение 200 час. (!). Эта методика не была проверена на чистых препаратах и не испытывалась другими авторами [361, 362, 478, 482]. Кроме того, Картха оценивал возможный ПТС природных триглицеридов сравнением их с синтетическими по точке плавления и полиморфизму (стр. 136) [493]. Картха высказал предположение, что с увеличением числа различных видов S и U в S₂U- и SU₂-глицеридах соответственно величина CTR возрастает от 1 до 2; на этой основе был вычислен гипотетический ПВС для триглицеридов с [C] : [O] : [Л] = 1 : 2 : 1 или 2 : 1 : 1 и рассмотрены возможные значения CTR для девяти групп жиров различного состава [478, 606, 1006]. Согласно еще одной гипотезе Картха, отклонение ПТС от статистического вызвано участием в биосинтезе жира не одной, как в первоначальном варианте теории (стр. 158), а двух липаз: α-липазы, осуществляющей обратимое статистическое ацилирование 1,3-положений в основном насы- <\br> щенными кислотами, и β-липазы, которая необратимо связывает преимущественно U-кислоты; в результате [SUS]к и [SUU]к превышают статистический уровень. Эта биосинтетическая гипотеза, сходная с гипотезами многих других авторов (стр. 172) и названная «правилом В», объясняет ограничение [S₃] в триглицеридах и лучше отвечает экспериментальным данным Картха, чем более раннее «правило А», по которому α- и β-липазы лишены жирнокислотной специфичности [478, 482]. По «правилу В» содержание SUS в S₂U не может превышать 59—69%. Это противоречит теории Ганстоуна ([S₂U]G ≈ [SUS]G и [SU₂]G ≈ [SUU]G при [S] < 66%, стр. 171) и результатам изучения ПТС и ПВС природных жиров методом липазного гидролиза [312, 805, 819, 860].

На основе «правила В» Картха сформулировал «правило специфического ограниченно-статистического распределения»: в рассчитанные по Вандер Валю (VW) величины ПТС (стр. 168) вносится поправка, заключающаяся в статистическом распределении разности [S₃]vw — [S₃] между [SUU]vw и [UUU]vw с образованием SSU и USU соответственно. Вычисленный таким путем типовой состав глицеридов масла какао, пальмового масла и говяжьего жира был ближе к найденному, чем исходный расчет по Вандер Валю [458, 482, 483, 491, 922].

Таким образом, теория Картха, несмотря на то, что она базировалась на недостаточно разработанных методах эксперимента, довольно точно отразила типовой состав многих жиров, особенно твердых жиров растений, сформулировала ряд закономерностей, не утративших значения и сейчас, и послужила одним из источников современных позиционно-статистических теорий строения триглицеридов.

Глава 10. ТЕОРИЯ ПОЗИЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНДЕР ВАЛЯ

РАЗНОВИДНОСТИ СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЦИЛОВ В ТРИГЛИЦЕРИДАХ

Обнаружение различий между отдельными положениями триглицеридов по жирнокислотному составу этих положений (позиционной специфичности триглицеридов) методом липазного гидролиза (стр. 120) заставило уточнить само понятие о статистическом распределении ацилов в отдельных положениях. Обычное статистическое распределение ([A]₁ = [A₂] = [A₃], стр. 151) можно также назвать 1,2,3-статистическим, поскольку один «пул» жирных кислот распределяется во всех трех положениях. Если имеются два пула жирных кислот разного состава, один из которых распределяется статистически в 1,3- (крайних), а другой — в 2-положениях ([A]₁ = [A₃] ≠ [A]₂), то распределение является 1,3-статистиче- <\br> ским, 2-статистическим. Наиболее общий случай представляет собой 1-статистическое, 2-статистическое, 3-статистическое распределение ([A]₁ ≠ [A]₂ ≠ [A]₃, [A]₁ ≠ [A]₃): в каждом положении, 1, 2 и 3-м, распределяется свой пул кислот, отличающийся по составу от двух других пулов [558, 641, 655, 956].

ТЕОРИЯ ВИДОИЗМЕНЕННОГО ОГРАНИЧЕННО-СТАТИСТИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЯНГСА

Установление специфичности состава отдельных положений триглицеридов способствовало пересмотру прежних данных, полученных окислением и кристаллизацией (стр. 99), согласно которым типовой состав большинства природных глицеридов более или менее близок к статистическому. На смену прежним теориям Хилдитча и Картха потребовалось создать теорию, объясняющую позиционную специфичность [208]. Первой попыткой в этом направлении была теория видоизмененного ограниченно-статистического позиционного распределения Янгса (Y) [1006].

По его мнению, последовательное статистическое ацилирование 1, 2 и 3-й ОН-групп глицерина приводит сначала к образованию смеси 1,2-диглицеридов, в которых S и U распределены статистически. Содержание SS-диглицеридов в этой смеси ограничено так, чтобы при дальнейшем ацилировании в 3-положении величина [S₃] (как и в механизме Картха, стр. 159) не превысила найденную. Позиционная специфичность будущих триглицеридов определяется уже на стадии диглицеридов. Она вызывается интрамолекулярной ацильной миграцией в SU- и US-1,2-диглицеридах, сходной с наблюдаемой при переэтерификации in vitro (стр. 105). Миграция направлена в сторону образования изомера, наиболее пригодного для биосинтеза данного жира. Таким изомером для первой группы жиров, включающей все растительные и животные жиры, кроме свиного, служит SU-диглицерид, а для второй группы, включающей только свиной жир (стр. 207), — US-изомер [67]. В результате миграции, при которой устраняется менее пригодный изомер диглицеридов, и статистического ацилирования третьей ОН-группы эквивалентной смесью S и U в первой группе [SUS]Y/[SSU]Y = 2 и [SU₂]Y = [SUU]Y, а в свином жире [S₂U]Y = [SSU]Y и [USU]Y/[SUU]Y = 2.

Следовательно, при миграции в триглицеридах, с одной стороны, сохраняется исходный статистический или ограниченно-статистический типовой состав, а с другой — возникает специфический ПТС. Путей образования специфического ПВС теория Янгса не указывает. Ее схема биосинтеза не основана на каком-либо из известных ферментативных механизмов.

Приведем расчет ПТС по Янгсу на примере пальмового масла ([S] = 50%, [S₃] = 8,5%). При статистическом образовании диглицеридов [SS]RD = (50%)² = 25%; [SU]RD = 2 (50%) <\br> Схема биосинтеза триглицеридов в жирах первой группы по Янгсу где: I — глицерин; II — моноглицериды; III — диглицериды; IV — триглицериды.

(50%) = 50%; [UU]RD = 25%. Ограниченно-статистическая величина [SS]Y = 17%, а остальное количество SS (8%) «обменивается ацилами» с 8% UU, давая [SU]Y = 2(8%) + 50% = 66%; остаток [UU]Y = 17%. ПТС триглицеридов пальмового масла (в вес %), «возникших» при ацилировании указанных количеств 1,2-диглицеридов (см. выше), был следующим.

Для пальмового масла, а также для свиного жира вычисление ПТС по Янгсу совпадает с расчетом по Вандер Валю (стр. 168) и с ПТС, найденным окислительным методом Янгса (стр. 170) [258]. Поскольку, однако, жиры цыпленка, крысы, масла льна и какао лучше соответствовали теории Вандер Валя, Янгс признал, что его теория несовершенна и присоединился к теории Вандер Валя [1007]. С теорией Янгса сходна предложенная Цуда «теория упорядоченного распределения», согласно которой S распределяются в 1,3- и 2-положениях, а оставшиеся ОН-группы заполняются затем U-ацилами. По результатам расчета ПТС масел кукурузы и какао эта теория совпадает с теорией Вандер Валя [943].

БИОСИНТЕТИЧЕСКАЯ СХЕМА И РАСЧЕТ СОСТАВА ТРИГЛИЦЕРИДОВ ПО ТЕОРИИ ВАНДЕР ВАЛЯ

Вандер Валь и одновременно с ним Колман предположили, что причина позиционной специфичности всех природных жиров заключена в 1,3-статистическом, 2-статистическом механизме биосинтеза триглицеридов (стр. 164) и что, следовательно, их 1- и 3-положения эквивалентны по всем показателям [211—213, 953—957]. При биосинтезе жиров первой группы (стр. 165) пул кислот, ацилирующих 2-положение глицерина, содержит ненасыщенные кислоты с m = 18 и небольшое количество насыщенных кислот, а пул жирных кислот, ацилирующих затем крайние положения, обогащен насыщенными кислотами. В качестве альтернативного механизма Вандер Валь предлагает позиционно-специфичную ацильную миграцию в уже образовавшихся триглицеридах, сходную со схемой Янгса [258, 953—957]. Все эти предположения являются, конечно, чисто умозрительными, а эквивалентность состава 1- и 3-положений опровергается современными данными (стр. 178) [606, 655].

Гипотеза Вандер Валя сочетает в себе некоторые черты прежних теорий строения глицеридов [312, 368]: обнаруженная Хилдитчем тенденция равномерного распределения (стр. 153) отражает преимущественное сродство U-ацилов к 2-положению, приводящее к тому, что S₃ могут появиться в жире только при [S] > 66%; в то же время приближение найденного типового состава многих жиров к статистическому отражает статистическое распределение ацилов в 2- и 1,3-положениях [259, 269]. Возможно, что преимущественное содержание U-ацилов в 2-положении служит биологической защитой против их химического окисления, которое обычно ускоряется при нарушении исходного строения жира в результате переэтерификации (стр. 105). Интересно, что это ускорение выражено сильнее для масла какао, нормально почти не содержащего U в 1,3-положениях, чем для жидких масел, где в этих положениях много ненасыщенных ацилов [808].

Теория Вандер Валя противоречит современным представлениям о биосинтезе триглицеридов через L-глицеро-3-фосфат с промежуточным образованием 1,2-диглицеридов; однако расчет на основе предположения о 1,2-статистическом, 3-статистическом механизме биосинтеза хуже согласуется с найденными данными, чем вычисление по Вандер Валю. Возможность превращения 1,2-диглицеридов в 1,3-изомеры перед замещением последней ОН-группы еще не исследована [558, 781, 839].

Для расчета ПТС и ПВС по Вандер Валю (VW) использовали величины [А]₁,₃ и [А]₂, найденные по данным липазного гидролиза триглицеридов (стр. 116) [84, 207—213, 953—957]. Надежность расчета определяется как точностью самого метода (стр. 117), так и достоверностью исходных постулатов теории [368, 462, 907]. В отличие от Ганстоуна (стр. 175), Вандер Валь учитывал при вы- <\br> числении небольшие величины [S]₂, найденные при липазном гидролизе [312, 606, 931].

Расчет числа статистически возможных триглицеридов был рассмотрен ранее (стр. 152). В табл. 16 приведены формулы для расчета числа триглицеридов позиционно-видового состава при распределении по Вандер Валю N_p (β — число видов ацилов жирных кислот, содержащихся только в 1,3-положениях триглицеридов данного жира) [46, 312, 355]. Можно видеть, что число возможных при 1,3-статистическом, 2-статистическом распределении триглицеридов меньше, чем при 1,2,3-статистическом [558, 559].

Для расчета содержания каждого триглицерида в жире было предложено несколько способов. Первоначальный способ вычисления ПТС из [S]₁₃ и [S]₂ [953] здесь подробно не излагается; он оказался довольно сложным и вскоре был заменен более простым методом расчета, который можно продемонстрировать на примере того же пальмового масла (стр. 165) с [S]₂ = 20% и [S]₁,₃ = 65% (табл. 17) [207, 208, 953—957]. Полученный ПТС близок к данным Янгса (см. выше). Те же данные ПТС, а также данные ПВС можно получить при помощи простых уравнений:

[ABA]vw = [A]₁,₃²[В]₂ × 10⁻⁴ для А = В и А ≠ В, (1) [AAB]vw = 2 [A]₁,₃[A]₂[B]₁,₃ × 10⁻⁴, (2) [ABC]vw = 2 [A]₁,₃[B]₂[C]₁,₃ × 10⁻⁴. (3)

Для гипотетического жира ([S]/[U] = 1 и [S]₂ = 0) рассчитанный по Вандер Валю типовой состав ([S₂U]vw = 56,25%, [SU₂]vw = 37,5%, [U₃]vw = 6,25%) близок к вычисленному по Картха (стр. 159) [258]. Третий способ расчета по Вандер Валю позволяет определить ПТС из [S] и [S₃] без помощи липазы, так как в подавляющем большинстве жиров при отклонении от 1,2,3-статистического правила [S]₂ уменьшается на [X], [U]₂ увеличивается на [X] и состав в 1,3-положениях изменяется соответственно (Х — разность между статистическим значением ([S]₂)RD и найденной величиной [S]₂). Поскольку обычно [S]₁₃ — [X] < [S]₂, то для всех жиров,

Таблица 16 Формулы для вычисления числа возможных триглицеридов по теории Вандер Валя

кроме свиного (стр. 165) [67], [S]₁,₃ = [S] + [X] / 2, [S]₂ = [S]₂ — [X], [U]₁,₃ = [U] — [X] / 2, [U]₂ = [U] + [X]. Для вычисления ПТС достаточно подставить эти значения [S]₁,₃, [S]₂, [U]₁,₃ и [U]₂ в приведенные выше уравнения (1) и (2); величину [X] предварительно определяют из кубического уравнения для [SSS], которое лучше решать графически [953—957].

Вычисление ПТС масла льна и жира цыпленка всеми тремя способами на ЭВМ дало одинаковые результаты [781, 782]. Уравнения Вандер Валя пригодны для расчета ПВС триглицеридов и в тех тканях, которые в разных участках имеют различный качественный и количественный состав жирных кислот [172]. Так, вычисления ПВС жира плодовой оболочки Myrica carolinensis, имеющего плавный градиент [А]₁,₃ и [А]₂ в направлении поверхности (положительный для пальмитата и отрицательный для миристата), и ПВС смеси равных количеств двух пальмовых масел, одинаковых по набору, но разных по концентрации отдельных кислот, проведенные по второму способу в интегральной форме, показали, что практически аналогичные результаты можно получить и обычным вычислением по Вандер Валю для суммарной пробы всей ткани или смеси двух жиров [350, 643].

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ВАНДЕР ВАЛЯ К ПРИРОДНЫМ ТРИГЛИЦЕРИДАМ

Для оценки достоверности рассчитанных по Вандер Валю ПТС и ПВС и для уверенной идентификации в жире триглицеридов, вычисленные концентрации которых составляют <1%, расчет обычно проверяют независимыми методами анализа [84, 672, 781, 955, 995]. Достоверность ПТС устанавливали окислительным методом Янгса: жир окисляли смесью КМnO₄-KJO₄ <\br> по Рудлоффу с образованием смеси S₃ и азелаоглицеридов по той же схеме, что и в методиках Хилдитча и Картха (стр. 153). Продукты окисления разделяли хроматографией на фракции S₃ + S₂Az и SAz₂ + Az₃, молярные доли которых обозначали х и 1 — х соответственно. Эти фракции подвергали липазному гидролизу с последующим газохроматографическим анализом возникших при гидролизе моно- и дикарбоновых кислот (для расчета типового состава проведение гидролиза излишне) [913, 957, 1007]. В дальнейшем распределительную хроматографию Az-глицеридов (стр. 45) заменили их противоточным распределением, а затем газо-жидкостной хроматографией их метиловых эфиров (стр. 95), причем оба хроматографических метода совпали в пределах 1% [208, 332, 913]. Недостатки метода Янгса — это возможность гидролиза глицеридов при окислении и расчет состава 1,3-положений по данным состава кислот, отщепляемых липазой, а не по данным жирнокислотного состава 2-моноглицеридов (стр. 118). Однако этот метод дал хорошие результаты при проверке на синтетической смеси ОПП + ООП и вообще по надежности оказался несравненно выше прежних методов Хилдитча и Картха [558, 606, 839, 907].

Приведем для примера результаты анализа свиного жира по Янгсу [67]. Величины [S]₁₃ и [S]₂ (в мол %) в ПТС, рассчитанном по Вандер Валю, и во фракциях (S₃ + S₂Az) и (SAz₂ + Az₃) составляли соответственно 43 и 29,2; 73,1 и 60; 27,6 и 12,8. Соотношение фракций вычисляли по уравнению 73,1x + 27,6 (1 — x) = 43,4, откуда х = 0,347. Типовой состав и ПТС рассчитывали соответственно по величинам [S]₁₃ и [S]₂ во фракциях, используя найденное значение х. Из найденного ПТС [S]₂ = 43,7 и [S]₁,₃ = 29,0, что хорошо совпадает с [S]₂ и [S]₁,₃ в ПТС, вычисленном по Вандер Валю [954, 1006, 1007].

Для полуколичественной проверки рассчитанного по Вандер Валю типового состава полученные по Янгсу азелаоглицериды превращали реакцией их Ag-солей с 3-йодпропаном в аллиловые эфиры S₂Az, SAz₂ и Az₃, содержащие соответственно одну, две и три двойные связи; эти производные разделяли на пластинках с Ag⁺ (стр. 38) и содержание отдельных типов определяли по площади пятна [958].

Наиболее распространенным способом проверки ПВС и других индивидуальных категорий состава, вычисленных по Вандер Валю, служит сейчас препаративная тонкослойная хроматография с ионами Ag⁺ (стр. 47) [88, 319, 464, 837] в сочетании с газо-жидкостной хроматографией триглицеридов (стр. 89) [462, 635, 914] или метиловых эфиров жирных кислот во фракциях с определенным е и с липазным гидролизом этих фракций [107, 318, 463]. Абсолютная ошибка перечисленных комбинированных методов (см. табл. 1) может составлять не более 0,7% [105, 560].

Проверка независимыми методами обнаружила ряд заметных отклонений от теории Вандер Валя, вызванных, возможно, отсутствием статистического распределения ацилов в пределах одного <\br> положения (стр. 176) [558], неэквивалентностью жирнокислотного состава в положениях 1 и 3 (стр. 178) [617] или нарушением позиционной специфичности липазного гидролиза для жиров с необычным составом кислот (стр. 117) [318, 915]. Однако в той мере, в какой вообще можно математически описать сложный процесс биосинтеза триглицеридов, теория Вандер Валя пока превосходит другие теории распределения по степени соответствия вычисленных результатов состава обычных триглицеридов C₁₆—₁₈-жирных кислот из животных и растительных тканей, найденным [208, 782]; липазный гидролиз в сочетании с хроматографией является простым, быстрым, достаточно точным и не требующим сложного оборудования способом определения этого состава [207, 957]. Путем расчета по теории Вандер Валя установлено, что ПТС и ПВС исследованных до сих пор глицеридов, как правило, не соответствуют статистической теории [211—213, 953]. В дальнейшем теория Вандер Валя послужила одним из элементов более «догматического» варианта позиционного распределения, выдвинутого Ганстоуном [312, 955].

Глава 11. ТЕОРИИ ПОЗИЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГАНСТОУНА И БРОКЕРХОФА

СХЕМА БИОСИНТЕЗА И РАСЧЕТ СОСТАВА ТРИГЛИЦЕРИДОВ ПО ТЕОРИИ ГАНСТОУНА

Теория Ганстоуна (1962 г.) описывает типовой и видовой состав только растительных триглицеридов [312]. Она принадлежит к позиционным теориям, как и теория Вандер Валя, но представляет собой более общий случай 1,3-статистического, 2-статистического распределения, не требуя проведения липазного гидролиза данного исследуемого жира, а ограничиваясь для расчета лишь сведениями о типовом или видовом жирнокислотном составе последнего [208, 368, 782].

Это упрощение стало возможным после обнаружения резкой позиционной специфичности триглицеридов растений (стр. 179) [702]: кислоты первой категории (АI), включающие большинство насыщенных кислот, а также ненасыщенные кислоты с m > 18 (например, 20 : 1, 22 : 1) сосредоточены почти полностью в 1,3-положениях, а 2-положения даже при [U] = 37—38% на 95—100% заняты ненасыщенными кислотами с m < 18 — олеиновой, линолевой, линоленовой и другими, образующими вторую категорию (АII), для которой, следовательно, величина Н (стр. 116) обычно гораздо выше, чем для кислот первой категории [317, 318, 957]. В 49 маслах близкое к статистическому распределение АII <\br> Рис. 27. Теоретическая (1) и найденная (2) зависимости между содержанием олеиновой (а), линолевой (б) и линоленовой кислоты (в) в жирных кислотах II категории, этерифицированных во втором положении, и содержанием каждой из этих кислот в сумме жирных кислот II категории всего жира для 40 различных растительных масел

в положениях, не заполненных АI, показали графически, откладывая для каждой АII-кислоты (О, Л, Ле и др.) «теоретические» величины (например, 100[Л]/Σ[AII]) против значений, найденных при гидролизе масел (например, 100 [Л]₂/Σ[AII]₂; здесь Σ[AII] и Σ[AII]₂ обозначают содержание суммы кислот второй категории в жире и в 2-положении триглицеридов соответственно) (рис. 27). Можно видеть, что «теоретическая» кривая удовлетворительно соответствует найденной, хотя полного совпадения и не наблюдается (стр. 176) [105, 322, 702].

Теория Ганстоуна базируется на умозрительной гипотезе Савари и Денюэлля о двух позиционно-специфичных ферментах биосинтеза (стр. 164) [848], согласно основному варианту которой

Таблица 18 Формулы для расчета типового состава триглицеридов по Ганстоуну (в вес %)

Рис. 28. Зависимость типового состава триглицеридов от содержания насыщенных кислот в жире 1 — вычислено по «теории 2 и 3» Ганстоуна; 2 — вычислено по «теории 1» Ганстоуна

ются только при [S] > 66% [211, 368]. Другие два варианта теории Ганстоуна сейчас оставлены; согласно «теориям 2 и 3», сначала одна из крайних ОН-групп замещается соответственно кислотами второй или первой категории, а затем 1,2(2,3)-положения этерифицируются всеми оставшимися в каждом случае кислотами [208, 606, 957].

Для расчета типового состава триглицеридов по [S] имеются формулы, приведенные в табл. 18 [208, 312, 317]. Эти уравнения

Таблица 19 Формулы для расчета видового состава триглицеридов по Ганстоуну

Рис. 30. Зависимость позиционно-типового состава триглицеридов растительных жиров от содержания насыщенных кислот в жире 1 — вычислено по видоизмененным уравнениям Вандер Валя (стр. 168); 2 — вычислено для восьми жиров по данным липазного гидролиза

использовались для вычисления глицеридного состава на ЭВМ при помощи машинного языка FORTRAN [782]. График типового состава в зависимости от [S], вычисленный по «теории 1» Ганстоуна (G), приведен на рис. 28. Вычисление ПТС в «теории 1» исключается, поскольку при [S] < 66% [S₂U]G = [SUS]G, а [SU₂]G = [SUU]G. Для вычисления видового глицеридного состава жиров, содержащих различные виды насыщенных (¹S, ²S, ³S...) и ненасыщенных кислот (¹U, ²U, ³U...), служат уравнения, приведенные в табл. 19 {x = (3[S]/20)² при [S] < 66%; x = 3[U]² при [S] > 66%} [312].

Согласно «теории 1», при [S] < 66% величина [S]₂ = 0. Однако в возникающих при липазном гидролизе 2-моноглицеридах всегда содержится небольшое (5—10%) количество S, которое нельзя считать артефактом. Для 48 растительных жиров [S]₂ ≈ 0,1 [S] (рис. 29) и, следовательно, [U]₂ = 100 — 0,1 [S], [S]₁,₃ = 1,45 [S] и [U]₁,₃ = 100 — 1,45 [S]. Эти значения [S]₂, [U]₂, [S]₁,₃ и [U]₁,₃ можно использовать для вычисления ПТС по уравнениям Вандер Валя (стр. 168). Вычисленные данные (рис. 30) удовлетворительно совпадают с результатами липазного гидролиза восьми жиров тропических растений с [S] = 27—90% [211].

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ГАНСТОУНА К ПРИРОДНЫМ ТРИГЛИЦЕРИДАМ

Результаты расчета типового и видового состава глицеридов по Ганстоуну сравнивали с данными, полученными при помощи старых методов кристаллизации и окисления и новых методов про- <\br> тивоточного распределения (стр. 47), кристаллизации из раствора AgNO₃ в метаноле (стр. 103), липазного гидролиза и др. (см. табл. 1) [317—319, 702]. Старые аналитические данные удовлетворительно совпадали для жиров с [S] = 20—45% и [S] = 55—80%; для жидких масел из-за несовершенства старых методов совпадение было хуже [312, 321—323]. Современные методы, как и в случае теории Вандер Валя, обычно дают более или менее близкое соответствие для большинства растительных жиров (стр. 179) [105, 782].

Наблюдаемые отклонения вызываются, помимо гетерогенности материала (стр. 162), также тем, что в расчет не приняты величины [S]₂ > 0 (стр. 174) и влияние m насыщенных кислот на [S₃] и [S₂U] [211, 740]. Так, в ряде жиров с [S] = 20—50%, в которых длина цепи большинства S < 16, [SU₂]G превышает теоретически допустимый предел, равный 50% (см. рис. 28) и достигает 68%. Для 23 жиров с [S] = 20—45% вычисленные величины [SU₂]G были в среднем на 12% ниже найденных с минимумом в 37%; заниженные значения [SU₂]G обнаруживались и при расчете жидких масел (стр. 190). В то же время для вычисленных величин [S₂U]G в жирах с [S] = 55—80% средние отклонения составляли +7% с максимумом +34% [208, 368]. Возможно также, что одной из причин этих отклонений является стереоизомерия (стр. 178) [105].

Несмотря на имеющиеся отклонения, можно считать, что теория Ганстоуна пригодна для описания растительных глицеридов и при вычислении состава без использования данных липазного гидролиза дает более достоверные результаты, чем другие теории [208, 318]. В применении к жирам растений эта теория в известной мере объединяет существующие теории строения — теорию Хилдитча и отдельные виды позиционного и статистического распределения [317]. Из-за ограничения [S₃] (стр. 154) расчет по «теории 1» при [S] > 66% и по «теориям 2 и 3» при любом [S] совпадает по результатам с расчетом по Хилдитчу. По результатам вычисления типового состава глицеридов с [S] = 33—66% теория Ганстоуна занимает промежуточное положение между теорий Хилдитча и статистическим распределением, а для жидких масел с высоким Σ[AII] — приближается к последнему [312, 368].

Ограничение [S₃] и отсутствие липазного гидролиза сближает теорию Ганстоуна с теорией Картха: для глицеридов с [S] = 55—80% обе теории близки по результатам расчета. Однако данные типового состава твердых растительных жиров, вычисленные по Картха, лучше соответствуют найденным, чем рассчитанные по Ганстоуну (стр. 162) [486]. При [S]₂ = 0 теории Ганстоуна и Вандер Валя совпадают по данным расчета, а при [S]₂ ≥ 0 несколько различаются между собой (стр. 167) [322]. В последнем случае найденным результатам лучше соответствует то теория Вандер Валя, то теория Ганстоуна; недостатком последней можно считать ее неприменимость к животным жирам [105, 782].

ОСОБЕННОСТИ ПОЗИЦИОННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ II КАТЕГОРИИ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ТРИГЛИЦЕРИДАХ

Сначала считалось, что АII не различаются между собой по сродству к 2-положению. Однако уже данные рис. 27 показали, что «найденная» кривая для [Л]₂ лежит на 10% выше, а кривая для [О]₂ — на 10% ниже «теоретической». Величину сродства можно охарактеризовать так называемым «фактором обогащения» (enrichment factor, EF = [A]₂/[A]); при 0 > EF > 1 (пальмитиновая, стеариновая, эйкозеновая, докозеновая) кислота находится главным образом в 1,3-, а при EF = 1—3 (линолевая, олеиновая, линоленовая) — преимущественно в 2-положениях [317]. Между EF и введенной ранее величиной Н (стр. 116) имеется связь (EF = — 0,03H). В большинстве растительных жиров линолевая кислота превосходит олеиновую и линоленовую по EF. Интересно, что на общем фоне преобладания АII и особенно линолевой кислоты в 2-положениях S₂U-глицериды многих растительных масел, судя по значению EF, обогащены по сравнению с триглицеридами других типов стеариновой и олеиновой кислотами, SU₂-глицериды — пальмитатом и линолеатом, а U₃ — олеатом [208, 320].

По EF трудно сравнивать позиционную специфичность одних и тех же кислот в маслах с разным Σ[AII]; эти различия сильно сглаживаются при использовании «фактора селективности» SF = ([A]₂/[Α]) : (Σ[ΑII]₂/Σ[ΑII]), где А — отдельная кислота II категории. Как и для EF, при SF < 1 «найденные» [A]₂ лежат ниже, а при SF > 1 — выше «теоретической» кривой (см. рис. 27). В подавляющем большинстве из исследованных 49 полувысыхающих и 15 высыхающих масел обычного жирнокислотного состава линолевая кислота по величине SF стоит на первом месте, олеиновая — на втором, а линоленовая — на третьем [316, 319]. Исходя из понятия SF, можно без помощи липазного гидролиза вычислить ПВС масел сои, льна и сафлора, хорошо совпадающий с найденным. Для расчета сначала распределяли статистически в 1,3-положениях Σ[AII], затем таким же образом между всеми тремя положениями распределяли [О] + [Ле] и, наконец, остальные еще не занятые места заполняли линолевой кислотой [268].

Предположив, что позиционная специфичность липазы сохраняется независимо от числа атомов углерода и от числа, положения и конфигурации двойных связей, аналогичный расчет SF провели для жиров, содержащих необычные жирные кислоты. В «эруковых» маслах (стр. 184) олеиновая и линоленовая были равны по SF, но уступали в этом отношении линолевой кислоте. В глицеридах, богатых 16 : 1 кислотами, независимо от положения двойной связи в последних, SF 18 : 2 составлял 1,6—1,8, 18 : 1 — 1,0—1,1, а 16 : 1 — 0,4—0,8. Для масел зонтичных и масла Bombicopsis glabra характерны одинаково высокие значения SF линолевой, олеиновой, петрозелиновой и стеркулиновой кислот. Необыч- <\br> ным распределением отличаются 18 : 3 кислоты с сопряженными связями: 9-цис, 11-транс, 13-транс и 13-цис-изомеры и 8-транс, 10-транс, 12-цис-изомер из масла Calendula officinalis по SF равны олеиновой кислоте, причем первые два изомера уступают линолевой, а последний значительно превосходит ее; 9-транс, 11-транс, 13-цис-изомер распределяется как кислота І категории. Содержащаяся в масле Oenothera γ-линоленовая кислота по величине SF выше олеиновой, которая в свою очередь превосходит здесь по SF линолевую. Аналогичная закономерность найдена для γ-линоленовой кислоты и цис-6,9,12,15-октадекатетраеновой кислоты в маслах сем. Бурачниковых. Предварительные данные определения SF различных жирных кислот приведены ниже.

Из этих данных как-будто бы следует, что наибольшим сродством к 2-положению отличаются незаменимые жирные кислоты (линолевая, γ-линоленовая) или кислоты, близкие к ним по строению (8-транс, 10-транс, 12-цис-октадекатриеновая и цис-6, 9, 12, 15-октадекатетраеновая). Установление селективности включения отдельных АII кислот в 2-положение триглицеридов впервые позволило выйти за рамки 1,3-статистического, 2-статистического распределения, что следует расценить как крупную заслугу теории Ганстоуна [316].

ТЕОРИЯ ПОЗИЦИОННО-ОГРАНИЧЕННОГО 1-СТАТИСТИЧЕСКОГО, 2-СТАТИСТИЧЕСКОГО, 3-СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ БРОКЕРХОФА

Изучение стереовидового состава глицеридов химическими методами показало, что триглицериды всех исследованных растительных масел (стр. 179) и особенно животных жиров (стр. 198) являются асимметрическими [130, 140, 144, 617, 739]. Для объяснения асимметрии стереовидового состава Брокерхоф предложил теорию позиционно-ограниченного 1-статистического, 2-статистического, 3-статистического распределения ацилов (Br), согласно которой концентрация любого триглицерида [ABC]Br = [A]₁[B]₂[C]₃ × 10⁻⁴ при А = В = С или А ≠ В ≠ С и А ≠ С и при [А]₁, [В]₂ и [С]₃, равных любому числу >0 и <100 [146, 212, 642].

Как примирить экспериментально доказанную стереоспецифичность природных триглицеридов с теорией Вандер Валя, <\br> основанной на предположении [105, 642] об эквивалентности жирнокислотного состава 1- и 3-положений? Вандер Валь указывает, что совпадение вычисленных и найденных данных ПТС и ПВС вовсе не исключает наличия энантиоморфных форм в жире; даже заметное нарушение эквивалентности [S] и [U] в крайних положениях гипотетических глицеридных смесей (см. ниже) мало отражается на вычисленном ПТС (в вес %) [957].

То же самое было показано экспериментально: расчет ПТС триглицеридов подкожной жировой ткани человека (стр. 207) с применением уравнений Вандер Валя, сначала по данным стереоспецифического анализа, обнаружившего значительные различия между [А]₁ и [А]₃ для отдельных видов кислот, а затем с использованием величин ([A]₁ + [А]₃) : 2 для каждого вида кислоты дал почти идентичные результаты [212]. Таким образом, самый последний вариант позиционных теорий — теорию позиционно-ограниченного 1-статистического, 2-статистического, 3-статистического распределения, предложенную Брокерхофом, следует рассматривать не как отрицание теории Вандер Валя, а как ее дальнейшее развитие [146].

Обнаружение асимметрии природных жиров доказывает, что ацилирование положений 1 и 3 в триглицеридах находится под различным метаболитическим контролем. Можно предположить, что асимметрические триглицериды возникают на основе оптически активного L-глицеро-3-фосфата путем замещения его 3-положения из иного жирнокислотного пула, чем для остальных положений. В пользу такой гипотезы свидетельствует присутствие стереоизомерных триглицеридов в тех животных тканях, в которых активен только глицерофосфатный путь биосинтеза, например в печени крысы (стр. 213). В то же время триглицериды жировых тканей птиц и некоторых морских рыб и беспозвоночных, образованные путем нестереоспецифического ацилирования оптически не активных 2-моноглицеридов в слизистой кишечника и отражающие, следовательно, 2-моноглицеридную структуру жиров рациона (стр. 222), отличаются почти полной симметрией в положениях 1 и 3 [144, 617, 882].

СОСТАВ ТРИГЛИЦЕРИДОВ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЕЙ

Глава 12. СОСТАВ ТРИГЛИЦЕРИДОВ ОБЫЧНЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ИЗ ПЛОДОВ И СЕМЯН

ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА РАСТИТЕЛЬНЫХ ТРИГЛИЦЕРИДОВ

По объему мирового производства и по степени изученности жирнокислотного и триглицеридного состава растительные жиры значительно превосходят жиры животного происхождения. Жиры большинства растений представляют собой жидкие масла, включающие главным образом ацилы линолевой, олеиновой и пальмитиновой кислот, к которым можно добавить еще стеарат и линоленат. Однако иодное число триглицеридов растительных масел более изменчиво, чем длина цепи составляющих эти глицериды жирных кислот.

Отдельные таксономические группы высших растений часто характеризуются присутствием в их маслах больших количеств той или иной жирной кислоты необычного строения, свойственной только данному роду или семейству. Так, в маслах крестоцветных в больших количествах содержится эруковая кислота, в маслах зонтичных — петрозелиновая, в маслах молочайных — рицинолевая и элеостеариновая и т. д. Другая особенность растительных масел заключается в резко выраженной позиционной специфичности распределения отдельных жирных кислот в триглицеридах — преимущественное содержание кислот І категории в 1,3-, а кислот ІІ категории — в 2-положениях (стр. 171). В типовом глицеридном составе растений преобладают U₃, SU₂ и отчасти S₂U, тогда как содержание S₃ обычно крайне невелико. Соответственно в ПТС большинства растительных триглицеридов преимущественное место занимают UUU, UUS и SUS. Видовой состав и ПВС глицеридов более ненасыщенных масел, как правило, в той или иной мере соответствуют теориям распределения Ганстоуна и Вандер Валя (стр. 167 и 171), в то время как к твердым жирам тропических растений в большей степени применима теория Картха (стр. 157). Несимметричное распределение жирных кислот в 1- и 3-положениях растительных триглицеридов (стр. 122) выражено не так сильно, как в животных жирах; однако в OOS-фракции масла какао обнаружено сильное, если не исключительное, преобладание одного из энантиомеров. В ходе эволюции растительного мира твердые и полужидкие глицеридные смеси, содержащиеся в плодах примитивных семейств покрытосемянных, сменились жидкими ненасыщенными маслами, свойственными, например, таким высокоорганизованным порядкам, как сложноцветные [16, 368]. Рассмотрим сначала свойства твердых растительных жиров.

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ТВЕРДЫХ ЖИРОВ, БОГАТЫХ C₈ — C₁₄-ЖИРНЫМИ КИСЛОТАМИ

Семена растений сем. Palmae, Lauraceae, Lythraceae, Ulmaceae, Myristicaceae и Simarubaceae образуют твердые жиры, обычно содержащие главным образом насыщенные кислоты с m = 8—14, а также малые количества пальмитиновой, стеариновой, олеиновой и линолевой кислот. В глицеридах этих жиров в соответствии с биосинтетической теорией Картха (стр. 158) преобладают S ([S] > 66%) и S₃ (40—100%); U₃-триглицериды часто отсутствуют, а [SU₂] обычно весьма мало. По типовому составу эти триглицериды, как правило, более или менее близки к статистическому и равномерному распределению, но встречаются и значительные отклонения от этих правил [368, 655].

Из жиров плодов сем. Palmae лучше исследованы широко распространенные масла — пальмоядровое (Elaeis guineensis и Attalea funifera) и кокосовое (Cocos nucifera), которые сходны по жирнокислотному составу и содержат около 50% 12 : 0 и 20% 14 : 0 [369, 426]. Вследствие малой концентрации олеиновой и линолевой кислот в пальмовых жирах состав насыщенных кислот в S₃ и в сумме триглицеридов почти одинаков, и обычного преобладания более коротких кислот в S₃, как правило, не наблюдается [211, 368]. В типовом составе содержится 65—80% S₃, 20—35% S₂U и 1—2% SU₂; этот состав мало отличается от статистического и вычисленного по Вандер Валю. Углеродный состав кокосового масла также приближается к статистическому, но для фракций с m = 34, 52 и 54 несколько превышает последний [592]. По данным липазного гидролиза, это отклонение вызвано, возможно, тем, что лауриновая кислота преобладает в 2-положениях (80—85% всех ацилов) [207]. Содержание трилаурина в пальмовом жире много ниже статистического (3—4%), несмотря на высокий уровень лауриновой кислоты [598].

Еще выше, до 95% уровень лауриновой кислоты в жирах сем. Лавровых, где содержание миристиновой кислоты не бывает выше 3—4%. У отдельных видов Lauraceae от 1/2 до 3/4 обычного количества лауриновой кислоты в масле может заменяться каприновой или цис-4-додеценовой кислотой [655]. В углеродном составе жиров Lauraceae обнаружены триглицериды с m = 28—54, среди которых преобладают однокислотные триглицериды главных кислот данного масла [592]. Так, в отличие от пальмоядровых масел, в жире Laurus nobilis содержится 58% лауриновой кислоты и около 30% трилаурина, концентрация которого значительно превышает равномерный, статистический, ограниченно-статистический и позиционно-статистический уровни [641]. Это указывает на преимущественное образование простых триглицеридов в жирах Лавровых и близких к ним семейств [368, 606]. В маслах этих семейств (Lythraceae и Ulmaceae) преобладает каприновая кислота (65—92%, большей частью в 2-положениях), которая у отдельных видов <\br> на 3/4 заменяется каприловой и лауриновой кислотами [915]. Содержание трикаприна в маслах рода Cuphea (сем. Lythraceae) составляет около 70%, что много выше требуемого всеми видами статистического распределения [638].

Жиры сем. Myristicaceae, особенно рода Myristica, отличаются высоким содержанием (до 90%) миристиновой кислоты, которая у отдельных видов может в той или иной степени, но не более чем на 1/4, заменяться лауриновой (род Virola) или цис-9-тетрадеценовой кислотой (Pycnanthus combo) [233]. Типовой состав глицеридов Myristica (кроме вида М. malabarica) удовлетворительно совпадает с рассчитанным по уравнениям Картха, но обычно отличается от статистического, равномерного и вычисленного по теории Ганстоуна, учитывающей лишь содержание, но не длину цепи S-ацила (стр. 175) [211, 486]. Некоторым жирам Myristica свойствен высокий индекс гетерогенности (стр. 162) [749]. В углеродном составе жира V. surinamensis содержание глицеридов с m = 38 и 40 сильно отклоняется от статистического. Столь значительные отклонения можно было бы объяснить неодинаковым позиционным составом, но липазный гидролиз жира Myristica показал, что 1,3- и 2-положения триглицеридов этого жира сходны по составу кислот [916]. Наконец, жир Irvingia (сем. Simarubaceae) содержит приблизительно равные доли лауриновой и миристиновой кислот, причем последняя доминирует в 2-положениях глицеридов [655].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ МАСЛА БОБОВ КАКАО И БЛИЗКИХ К НЕМУ ЖИРОВ

Жиры, подобные маслу какао, образующиеся в семенах тропических растений, отличаются простым жирнокислотным составом. Они содержат стеариновую, пальмитиновую и олеиновую, немного линолевой (2—3%, редко около 10%) и следы арахиновой и миристиновой кислот [168]. Величина [S] обычно составляет 43—63% и не превышает 65%, а [S₃] почти никогда не превосходит 5%. В отличие от предыдущей, данная группа содержит больше пальмитиновой кислоты в S₃, чем в сумме насыщенных кислот [860].

Средние положения триглицеридов на 90—96% заняты ненасыщенными кислотами, а в ПТС преобладают SUS [487]. Концентрация SU₂ обычно понижена, причем в ненасыщенных ацилах SU₂-глицеридов часто содержится много линолеата. Состав глицеридов группы какао удовлетворительно описывается теориями Ганстоуна и Вандер Валя [211]. Однако наличие в каждом из этих жиров, где [S] < 66%, небольшого количества S₃ противоречит теории Ганстоуна [312]. Поэтому наилучшее совпадение получается при расчете по видоизмененным уравнениям Ганстоуна (стр. 174) [211]. Типовой состав этих жиров в общем отвечает теории Картха; для специфического ограниченно-статистического распределения Картха соответствие лучше, чем для расчета по Вандер Валю <\br> (VW), давшего завышенную величину [S₃]vw = 2—7% [486, 491].

Масло бобов какао (Theobroma cacao) играет важную роль в пищевой промышленности вследствие значительной твердости при обычных условиях и плавления в узком интервале температур, который лишь немного ниже температуры тела человека. Поэтому еще в начале ХХ в. из масла какао кристаллизацией выделили некоторые виды триглицеридов [208, 213]. Сравнение масла какао и бараньего жира (стр. 211), сделанное Хилдитчем в 1927 г., показало, что ценные свойства масла обусловлены строением его триглицеридов [364, 848]. В многочисленных исследованиях глицеридного состава масла какао использовались все старые и современные методы анализа триглицеридов (см. табл. 1) [368, 655].

Жирные кислоты этого масла (около 27% пальмитиновой, 35% стеариновой, 36% олеиновой и 3% линолевой) распределены в триглицеридах неравномерно: содержание перечисленных кислот в 2-положениях в среднем составляет 2, 2, 90 и 6% соответственно [207, 211, 695]. Преобладание U в 2-положениях отражается на ПТС глицеридов: 2% SSS, 78% SUS, 2,5% SSU, 0,2% USU, 16% UUS и 1,5% UUU [171, 697]. В SUS-триглицеридах преобладают СОП (около 37%), СОС (25%) и ПОС (14%); в SUU-триглицеридах СОО (8%) и ПОО (6%) [103, 462, 797]. Эти пять триглицеридов составляют около 90% масла [1007, 1010]. Из минорных компонентов найдены СЛП и СЛО (по 2%), СПП и ООО (по 1,5%) СПС (1%), ПЛП (0,5%), СЛС и ПЛО (по 0,3%) и, наконец, ССС и ППП (по 0,1%) [88, 458]. Приведенные ПТС и ПВС являются усредненными и могут меняться в зависимости от изменений жирнокислотного состава [639]. Преобладание SUS-триглицеридов в масле какао подтверждается данными по полиморфизму (стр. 148) [562, 714].

Противоточное распределение исходного масла какао (см. рис. 10), переэтерифицированного масла (см. рис. 11) и искусственной смеси SUS-триглицеридов, имитирующей масло какао (рис. 31), показало, что форма кривой распределения сильно изменяется после переэтерификации и что, следовательно, триглицеридный состав исходного масла не отвечает статистическому; этот состав также не соответствует теории равномерного распределения [860]. Сходство кривых для нативного масла и искусственной смеси триглицеридов позволило Даттону выдвинуть гипотезу 1,3-пальмитостеаро-2-олео-статистического распределения для описания ПВС масла, согласно которой 2-положения заняты исключительно олеиновой кислотой, а избыток этой кислоты и все другие кислоты распределяются статистически в 1,3-положениях [259, 298]. Гипотеза Даттона, которая сходна с теорией Вандер Валя и отличается от нее тем, что не принимает во внимание содержащиеся в 2-положении линолевую и другие кислоты, а также имеющиеся в масле S₃- и U₃-глицериды, в последнее время уступила место другим теориям позиционного распределения [258]. <\br> Рис. 31. Жирнокислотный состав фракций, полученных противоточным распределением синтетического масла какао М — вес суммы метиловых эфиров

Как и для многих других жиров с малым [U₃], найденный и вычисленный по уравнениям Вандер Валя типовой состав близок к типовому составу, вычисленному по теории Картха; однако найденный ПТС резко отличается от рассчитанного по уравнениям Картха [470, 915]. Теория Ганстоуна [312] хорошо отражает концентрацию S₂U- и SU₂-глицеридов масла какао, но, подобно гипотезе Даттона, не учитывает S₃-глицериды [105]. По данным большинства авторов, ПТС и ПВС триглицеридов масла какао довольно близко соответствуют вычисленным по Вандер Валю [517, 953—955]. Поэтому масло какао долго считалось «классическим примером» позиционного распределения ацилов в триглицеридах [212]. Однако в последнее время применение независимых методов исследования позволило установить, что значения [SU₂]vw завышены, а величины [S₂U]vw — занижены по сравнению с найденными, причем для отдельных триглицеридов эти расхождения достигают 2—5% [606]. Возможно, что расхождения вызваны обнаруженным недавно несимметричным распределением ацилов в 1- и 3-положениях глицеридов какао: [S]₁ и [U]₁ равны 86 и 14%, а [S]₃ и [U]₃ — 91,6 и 9,3% соответственно, что противоречит исходной гипотезе Вандер Валя [146].

Рассмотрим вкратце состав и строение триглицеридов других жиров из группы какао [368]. Масло Shorea stenoptera по типовому составу и ПТС очень сходно с маслом какао, но, поскольку по сравнению с последним около 1/2 остатков пальмитиновой кислоты заменено в нем стеариновой, S₂U-глицериды этого масла содержат в основном СОС [213, 697]. Распределение ацилов в масле не является статистическим и отвечает теории Вандер Валя [207, 655]. Жир Allanblackia содержит приблизительно равные количества стеариновой и олеиновой кислот, которые вместе составляют 97—98% от суммы кислот, поэтому концентрация СОС в триглицеридах достигает 76% [208]. В триглицеридах Garcinia indica, где равновесие также сдвинуто в сторону стеариновой кислоты, содержится 68% СОС. Обнаружен образец жира G. indica, состоящий почти исключительно из S₂U-глицеридов [487]. По типовому составу <\br> глицериды G. indica и близкий к ним жир Vateria indica соответствуют уравнениям Вандер Валя и Картха [88, 482]. В масле Butyrospermum parkii преобладают ненасыщенные кислоты, вследствие чего SUS и SUU почти равны по концентрации и имеется более 10% U₃; найденные величины отвечают вычисленным по Вандер Валю [702, 953]. В жирах многочисленных представителей рода Madhuca соотношения отдельных видов кислот весьма изменчивы [322], [S] < [U] и часто содержится много линолевой кислоты [366]; однако по общему плану строения эти жиры напоминают масло какао ([U]₂ > 92%), а по типовому составу согласуются с теориями Ганстоуна, Вандер Валя и Хилдитча [209, 312, 848, 955]. Еще выше содержание ненасыщенных кислот ([U]/[S] ≈ 2) в масле Simarouba glauca [695]. От общего плана строения триглицеридов группы какао несколько отклоняется жир Platonia insignis, который, благодаря высокой концентрации пальмитиновой кислоты (55%), содержит до 20% S₃ [486]. Типовой состав этого жира, вычисленный по Картха, больше соответствует найденному, чем рассчитанный по Ганстоуну [211, 368].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ МАСЕЛ, БОГАТЫХ ЭРУКОВОЙ КИСЛОТОЙ

Следующую группу масел образуют жиры сем. Cruciferae и Tropaeolaceae, богатые эруковой (13-докозеновой) и 11-эйкозеновой кислотами. Рапс (Brassica napus) и другие крестоцветные играют важную роль как масличные растения в странах умеренного пояса (Польша, Швеция, Канада и др.), поэтому жирнокислотному и триглицеридному составу их масел было посвящено много исследований. В последние годы путем газо-жидкостной хроматографии было показано, что состав жирных кислот этих масел весьма сложен: почти в каждой фракции углеродного состава с m = 16, 18, 20, 22 и 24 содержатся насыщенные, моно-, ди- и триеновые компоненты, многие из которых состоят, в свою очередь, из нескольких изомеров с разным положением двойных связей; общее число различных кислот может достигать 30. Содержание эруковой кислоты в маслах обычно равно 20—55%, концентрация эйкозеновой кислоты несколько ниже, а к минорным ненасыщенным кислотам принадлежат в основном олеиновая, линолевая и линоленовая. Последние кислоты, особенно линоленовая, вместе с эйкозеновой и бегеновой преобладают над эруковой кислотой в масле рыжика Camelina sativa [310]. В масле Lunaria annua наряду с 40% эруковой кислоты содержится 20% ее C₂₄-аналога — нервоновой (15-тетракозеновой) кислоты. Эруковая кислота преобладает и в некоторых видах Tropaeolaceae, а в масле Tropaeolum majus ее концентрация достигает 80% (в сумме с эйкозеновой — 96%) [368]. Распространение эйкозеновой кислоты не ограничивается упомянутыми двумя семействами — она встречается в нескольких таксономически не родственных между собой видах, <\br> например в масле Schleichera trijuga (сем. Sapindaceae) содержится 16,5% эйкозеновой кислоты [211].

Таким образом, жирнокислотный состав масел крестоцветных весьма сложен. Еще большей сложностью отличается их триглицеридный состав. Поэтому состав триглицеридов даже наиболее изученного масла рапса, не говоря уже о других маслах, еще не установлен, и здесь можно привести только немногие достоверные факты. К их числу относится ПВС триглицеридов: даже если Σ[AII] лишь немного выше 33%, величина [АI]₂ обычно составляет 93—96%, а мононенасыщенные кислоты с m > 18 (Е), которые по физическим свойствам ближе к высшим насыщенным кислотам, распределяются, подобно этим последним, почти исключительно в 1,3-положениях «эруковых» масел [211, 316, 697]. Была сделана попытка объяснить ограничение [Е]₂ ниже статистического уровня миграцией Е из положений 2 в положения 1 при биосинтезе триглицеридов по механизму Янгса [916]. В отношении конкретной величины [Е]₂ в этих маслах полученные данные колеблются от 1—2 до 20—25%. Лишь в глицеридах Т. majus с [E] > 96 и 40% Е₃ остатки Е содержатся в одинаковой степени как в крайнем, так и в среднем положении [368]. Интересны данные стереоспецифического анализа триглицеридов рапса, из которых следует, что для АI-кислот концентрация была выше в 3-, чем в 1-положении, а для АII-кислот — наоборот [146].

Результаты вычисления ПВС по Вандер Валю разноречивы. Из-за ограничения [Е]₂ рассчитанное по Вандер Валю число триглицеридов (около 120) много ниже вычисленного согласно статистическому распределению; из этого числа около 100 триглицеридов, содержащихся в масле рапса в количестве 0,1—14%, составляют в сумме 98,7% от общего количества. Около 87% всех глицеридов содержат эруковую кислоту [309]. Фракционный и олефиновый состав соответствует числу триглицеридов, вычисленных по Вандер Валю. Этот факт можно использовать для обнаружения примеси эруковых масел в других маслах [559]. Вычисленный ПВС рапса совпадает с найденным олефиновым составом, но отличается от найденного S-видового состава, поскольку вычисленная величина содержания Σ(АII)₃-триглицеридов оказалась завышенной, а значение концентрации Σ(АII)₂ — заниженным [463]. Отсутствие полного совпадения вычисленного и найденного типовых составов было отмечено и для масла S. trijuga [211]. При [Е] < 66% «эруковые» масла содержат не более 2% триэруцина; однако Е₃-триглицериды встречаются в маслах и при [Е] < 33%, что противоречит схеме равномерного распределения [312]. Недостаток триэруцина скорее напоминает ограничение [S₃] по схеме Картха [835].

Вывод об отсутствии триэруцина и о преобладании 2-АII-1,3-диэруцинов в масле рапса подтверждается данными углеродного состава [351]. Таким образом, вопрос о соответствии состава «эруковых» масел той или иной теории распределения из-за его сложности остается пока не решенным.

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ЖИДКИХ НЕВЫСЫХАЮЩИХ МАСЕЛ

Рассмотрим три группы жидких ненасыщенных масел более простого состава, содержащих в основном ацилы с m = 18 и в меньшей степени с m = 16 и различающихся главным образом по величине иодного числа. Первую из этих групп составляют масла хлопчатника, арахиса, миндаля, Blighia akina, тыквы, злаков, макадамии, Jatropha и других растений, не родственных в таксономическом отношении. По качественному составу жирных кислот эта группа сходна с группой масла какао, но величина [S] (главным образом пальмитиновой кислоты) не превышает 20—30%, а значение [S₃] ≤ 1%. Минорными жирными кислотами являются миристиновая, стеариновая, арахиновая, пальмитолеиновая и линоленовая, содержание которых редко превышает 5%. Условно эти масла называют «невысыхающими», хотя под влиянием климатических или генетических факторов ненасыщенность тех или иных жиров изменяется в широких пределах [368].

Изучение типового состава и ПТС глицеридов хлопчатника было начато еще в 30-е годы. Из-за несовершенства применявшихся методов был сделан ошибочный вывод о преобладании пальмитиновой кислоты в 2-положениях этих глицеридов [368]. Сейчас установлено, что содержание П, С, О и Л в 2-положении составляет 2, 1, 20 и 77%, а в сумме глицеридов 26, 2, 17 и 55% соответственно [462, 695, 696]. Типовой состав масел различного происхождения изменяется в следующих пределах: [S₃] < 1%, [S₂U] = 16—21%, [SU₂] = 45—50% и [U₃] = 28—35% [279, 658, 781]. Величина [S₂U] включает 1—5% SSU, а в [SU₂] содержится 0,7% USU [322]. В S-видовом составе найдено 27—30% SЛ₂, около 20% SОЛ, по 12—15% S₂Л, Л₂О и Л₃, по 4—6% S₂O, SO₂ и ЛО₂, а также около 1% триолеина [88, 107, 534, 1010]. О ПВС хлопчатника известно еще мало; имеются лишь данные о том, что это масло содержит равные количества ПОЛ и ПЛО [269, 839].

Очевидно, состав триглицеридов хлопчатника, содержащих много трилинолеина при [Л] ≈ 50% и много S₂U-глицеридов при [S] < 25—30%, лучше описывается схемой статистического, чем равномерного распределения [559, 560, 957]. Найденный типовой состав близок к вычисленному по теориям Картха, Янгса, Вандер Валя и Ганстоуна и в основном сохраняется при переэтерификации, несмотря на резкие изменения в ПТС [105, 702, 953, 1006]. Видовой состав масла в пределах 1% совпадает с рассчитанным по Вандер Валю и Ганстоуну [312, 915, 955].

Существование этого совпадения, а также корреляции между иодным числом масла, с одной стороны, и содержанием линолевой и олеиновой кислот с другой, позволило построить для ряда хлопковых масел график зависимости вычисленного по Ганстоуну видового состава от иодного числа (рис. 32) [12, 78]. Аналогичный график был получен для масла пекана. Установление постоянства величины ([Л]₂/[О]₂) : ([Л]/[О]), получившей название коэффициен- <\br> Рис. 32. Зависимость вычисленного по Ганстоуну видового состава триглицеридов масла хлопчатника от иодного числа масла

та селективности, дает возможность вычислить ПВС данного масла по иодному числу [78, 715]. При развитии этих работ можно будет установить, подчиняются ли все масла данного вида растения, независимо от сортовых и экологических особенностей, определенной схеме распределения, если такое соответствие найдено для какого-либо одного масла данного биологического вида [46, 208, 309].

В другом экономически важном масле этой группы — арахисовом — содержится около 80% олеиновой и линолевой кислот ([О]/[Л] ≈ 2) и имеются следы линоленовой; около 1/3 [S] приходится на долю насыщенных кислот с m ≥ 18 с преобладанием бегеновой кислоты [697]. Величина [S]₂ не превышает 1—2%, а значение [S₃] ≤ 0,1% [695]. Масла различного происхождения сходны между собой по типовому составу глицеридов: 9—11 S₂U, 40—42% SU₂ и 47—49% U₃; содержание SSU- и USU-позиционных изомеров исчисляется долями процента [322]. Наоборот, видовой состав очень изменчив в зависимости от иодного числа масла, и потому трудно привести даже ориентировочные данные. Можно считать, что глицериды с двумя — пятью двойными связями составляют в сумме около 90% всех триглицеридов, а остаток приходится на долю S₂O и Л₃ [462, 916].

ПВС масла арахиса совпадает с вычисленным по Вандер Валю в пределах 1% [207, 953], а расчет по Ганстоуну (G) приводит к завышенным значениям для [SU₂]G (47% вместо 40% найденных) [312, 916]. Возможно, что это расхождение отражает несимметричное распределение жирных кислот между 1- и 3-положениями триглицеридов: как и в масле рапса, в масле арахиса насыщенные кислоты, особенно кислоты с m > 18, преобладают в положениях 3, а олеиновая и линолевая — в положениях 1 триглицеридов [146, 463].

Из других масел рассматриваемой группы подробнее изучены масла миндаля, ряда видов Jatropha, тыквы, макадамии, кунжута, B. akina, зародыша пшеницы и Calophyllum wightianum [63, 317, 321, 322, 959]. Их ПВС в общем соответствует теориям Вандер Валя и Ганстоуна, исключая масло B. akina, в случае которого вычисление дает заниженные величины для [S₂U]vw и [SU₂]vw [105, 317, 702]. Из триглицеридов пшеницы выделили фракцию, богатую н-гептадекановой кислотой [750], а в триглицеридах макадамии обнаружено до 27% пальмитолеиновой кислоты [322].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ПОЛУВЫСЫХАЮЩИХ МАСЕЛ

Масла кукурузы, подсолнечника, сафлора и других условно называют «полувысыхающими». Уровень [S] в этих маслах редко превышает 10—12%, причем пальмитиновая кислота преобладает над стеариновой; отношение [Л]/[О] = 2—8, а концентрация линоленовой кислоты, если она присутствует, не достигает и нескольких процентов. Под действием внешних условий соотношение линолевой и олеиновой кислот может меняться в широких пределах, но сумма этих кислот и уровень [S] обычно остаются постоянными. Старые методы оказались непригодными для исследования этих масел, поэтому достоверные данные о составе их глицеридов получены лишь в последнее время [368].

В табл. 20 обобщены данные глицеридного состава главных представителей этой группы. Обычно в этих маслах [S]₂ ≤ 1,2%, [О]₂ = [О]₁ — 2 или [О]₃ — 3, а [Л]₂ = [Л]₁ + [S]₁ [207, 464]. Особняком стоят данные Кауфмана, по которым в 2-положениях глицеридов подсолнечника содержится более 8% насыщенных кислот с m = 6—14 [534, 559]. В ЛО₂- и Л₂О-глицеридах этого растения обнаружены оба позиционных изомера [269]. В среднем для кукурузного масла и масла подсолнечника [ОЛЛ]/[ЛОЛ] ≈ 3,4, однако в ЛО₂ в 2-положении преобладает олеиновая кислота: [ООЛ]/[ОЛО] = 1,5—2; в SОЛ-триглицеридах также [SЛО] > [SОЛ], а содержание SSU- и USU-изомеров в отдельных видах триглицеридов не превышает 1% [63, 107, 322, 463, 702]. Концентрация пальмитиновой кислоты в S₂U и SU₂ в 4—7 раз выше содержания стеариновой кислоты [88, 839]. Между положениями 1 и 3 глицеридов кукурузного масла отдельные виды кислот распределены почти симметрично [146]. В масле сафлора содержание Л₂О мало отличается от статистического, но величина [ЛОЛ]/[ЛЛО] отклоняется от статистического значения 1 : 2 и составляет 1 : 3, что совпадает с отношением, вычисленным по Вандер Валю, исходя из данных липазного гидролиза всего масла [269].

Таблица 20 Состав триглицеридов полувысыхающих масел (в мол %)

Все масла рассматриваемой группы не соответствуют теории Хилдитча, поскольку они содержат много U₃, в частности трилинолеина, тогда как содержание линолеата в этих маслах обычно ниже 60% [797, 862]. Видовой состав масел близок к статистическому, но ПТС и ПВС глицеридов резко отклоняются от него и удовлетворительно описываются теориями Вандер Валя и Ганстоуна [105, 312, 915, 955]. У подсолнечника совпадение наблюдается лишь для масла зрелых семян 55—90-дневного возраста, а триглицериды 38-дневных семян, содержащих лишь 0,9% жира, не соответствуют такому распределению. Эти глицериды отличаются от обычного масла еще и тем, что олеат в них по величине SF (стр. 176) превышает линолеат [320].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ВЫСЫХАЮЩИХ МАСЕЛ

Наибольшей ненасыщенностью среди жиров обычного жирнокислотного состава характеризуются масла, сходные с льняным, которые содержат иногда более 60% линоленовой кислоты и условно обозначаются как «высыхающие», хотя способностью к образованию прочных пленок на воздухе обладают и некоторые из масел предыдущей группы. Из высыхающих масел глицеридный состав был изучен у масел льна, сои, шиповника, Aleurites moluccana, эфедры и гевеи [208, 318, 322, 368, 635].

Масло льна содержит не более 10% S, из которых на долю стеариновой кислоты приходится 3—4%. Определение жирнокислотного состава в отдельных семенах льна показало, что концентрация S сохраняется на постоянном уровне, а содержание олеиновой и линоленовой кислот колеблется от 11 до 24% и от 54 до 68% соответственно, причем между их концентрациями имеется обратная пропорциональная зависимость. Содержание линолевой кислоты более постоянно и обычно составляет 13—15% [368].

В 2-положениях триглицеридов масла льна уровень S падает до 1—2%, уровень линоленовой не изменяется или становится несколько ниже, а концентрации олеиновой и линолевой кислот возрастают на 2—5 и 7—8% соответственно по сравнению с исходным маслом [207, 462, 463, 702]. 4-Положения триглицеридов богаче насыщенными, а 3-положения — ненасыщенными кислотами [146]. Высокая ненасыщенность льняного масла отражается и на его типовом составе: около 70—74% приходится на долю U₃ и 25—29% — на долю SU₂, а уровень S₂U, если они вообще содержатся в данном масле, по-видимому, не превышает 1—2% [318, 375].

Между найденными и вычисленными по Ганстоуну (G) типовыми составами масла льна и других высоконенасыщенных масел <\br> Рис. 33. Выход фракций с определенным иодным числом при противоточном распределении (в процентах) в зависимости от содержания этих фракций в исходном масле льна (иодное число 180) а — фракции с высоким иодным числом; б — фракции с низким иодным числом; 1 — равномерное распределение; 2 — статистическое распределение; 3 — найдено противоточным распределением

близко к статистическому, однако отношение [ЛеЛЛе]/[ЛеЛеЛ], которое, согласно статистическому распределению, составляет 1 : 2, в действительности равно 1 : 1 и соответствует вычисленному по Вандер Валю для нефракционированного масла [269]. Найденный ПВС отличается от рассчитанного по Вандер Валю не более чем на 1% [208, 655].

Из высыхающих масел наиболее подробно изучено соевое масло, имеющее большое хозяйственное значение [208]. Появление технологического процесса фракционирования триглицеридов соевого масла на техническое высыхающее масло, содержащее около 60% линолевой и 15% линоленовой кислоты, и пищевое масло, близкое по свойствам к оливковому, также стимулировало исследование глицеридного состава семян сои [258, 655, 816].

Обычно соевое масло содержит 11—13% пальмитиновой, 4—6% стеариновой и 7—9% линоленовой кислот, а остальная часть приходится на долю главных кислот — линолевой (около 50%) и олеиновой (23—26%) [318, 368]. В 2-положении уровень S снижается до 1—2%, содержание линоленовой кислоты почти не меняется, концентрация олеиновой кислоты снижается на 1—3%, а количество линолевой кислоты возрастает на 17—18% [207, 369, 700]. Различия в концентрациях отдельных кислот в 1- и 3-положениях не превышают ошибку опыта [146]. В среднем триглицериды сои содержат S₃ (следы), 4—7% S₂U, 31—38% SU₂ <\br> и 53—65% U₃, причем в составе SU₂ 2—3% приходятся на USU, а отношение [SUS]/[SSU] равно 3,3 [279, 1007]. Соотношение между пальмитиновой и стеариновой кислотами в S₂U равно 2,1, а в SU₂ — 3,1 [1010]. В олефиновом составе масла обнаружены фракции с одной — восемью двойными связями [318, 462, 534, 548].

Для оценки способности высоконенасыщенных масел, в том числе соевого, к образованию твердых высыхающих пленок Ганстоун предложил вычисление «показателя ненасыщенности» — Ре-индекса, равного сумме Ре₃ + Ре₂ (Ре₃ и Ре₂ — концентрации триглицеридов, содержащих соответственно два и три ацила жирных кислот с е ≥ 2). Для соевого масла, богатого линолевой кислотой и образующего твердые пленки при высыхании, Ре-индекс = 65—85 [319, 322].

Видовой состав масла не отвечает ни статистическому, ни равномерному распределению, но довольно близок к позиционно-статистическому распределению, причем из-за невысокого уровня [S] вычисление по теориям Вандер Валя и Ганстоуна дает почти идентичные результаты [312, 861, 953]. В ПВС обычно преобладают позиционные изомеры, содержащие линолевую кислоту в 2-положениях [462, 702]. Так, в Л₂Ле отношение [ЛЛеЛ]/[ЛЛЛе] равно не статистической величине 1 : 2, а 1 : 4. Исключение составляет лишь вид О₂Л, где ООЛ-изомер преобладает над ОЛО [269].

Усиленный синтез ненасыщенных кислот в конце созревания семян сои сопровождается преимущественным образованием XUX-изомеров (обозначение Х на стр. 154). Было обнаружено, что 1,3- и 1,2 (2,3)-положения триглицеридов созревающих семян, с одной стороны, и содержащиеся в семенах в свободном виде 1(3)-моно- и 1,2 (2,3)-диглицериды соответственно — с другой, сходны по жирнокислотному составу. Поэтому предположили, что моно- и диглицериды служат промежуточными продуктами при биосинтезе триглицеридов в семенах сои [370].

Масло семян бразильской гевеи ([S] = 20%, [Ле] = 21%) по строению триглицеридов соответствует теориям Вандер Валя и Ганстоуна [319].

Некоторые масла отличаются большой сложностью состава: так, масло Ephedra nevadensis содержит в видовом составе 30 отдельных компонентов [635]. Вообще масла, богатые линоленовой кислотой, по ПВС близки к позиционно-статистическому распределению. Однако по типовому составу это совпадение не столь удовлетворительно: у всех изученных масел величина [U₃]G завышена на 2—7%, а значение [SU₂]G — занижено на 3—5% по сравнению с найденными. Возможно, в строении этих масел имеется какая-то закономерность, еще не раскрытая современными теориями распределения [318].

Глава 13. СОСТАВ ТРИГЛИЦЕРИДОВ НЕОБЫЧНЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И ТРИГЛИЦЕРИДОВ ИЗ МАСЕЛ ПЛОДОВЫХ ОБОЛОЧЕК

ТРИГЛИЦЕРИДЫ МАСЕЛ СЕМ. МОЛОЧАЙНЫХ

Рассмотрим теперь триглицериды масел, содержащих необычные жирные кислоты (стр. 176). Как правило, каждая из этих кислот свойственна семенам растений определенных видов или семейств, причем одна и та же кислота может содержаться в растениях, далеких друг от друга в таксономическом отношении [368]. Приведем сначала данные состава нескольких масел из сем. Euphorbiaceae.

Китайское масло семян Sapium sebiferum кроме насыщенных кислот (8—10%), олеиновой (10%), линолевой (22—25%) и линоленовой (47—51%) содержит также 8% необычной 2,4-декадиеновой кислоты [318]. Это масло с помощью адсорбционной хроматографии было разделено на полярную (26—31%) и неполярную, напоминающую льняное масло, фракции. Полярная фракция представляет собой оптически активный триглицерид ([α]²⁵_D = 21,9°). Путем его обработки алюмогидридом лития и затем уксусным ангидридом с образованием триацетина и ацетатов жирных спиртов было показано, что этот глицерид содержит равное количество Л и Ле и, кроме того, 31,5% ацила карбоксилсопряженной 2,4-декадиеновой кислоты [676]. Оптическая активность глицерида исчезала после гидрирования, а этиловый эфир декадиеновой кислоты был неактивен. В первой работе, посвященной этому вопросу, предположили, что оптическая активность вызвана присутствием декадиеновой кислоты в 1- или 3-положениях глицерида вблизи от потенциального центра асимметрии — С-2-атома глицерида [642, 676]. Однако величина [α]²⁵_D синтетического аналога — 1,2-дипальмитата 3-(2,4-гексадиената) sn-глицерина составила всего —3,60° [738]. Позже, исследование глицерида S. sebiferum методами ИК и ЯМР спектроскопии и масс-спектрометрии позволило установить его действительное строение [890]:

СН₂О(Ле)—СНО(Л)—СН₂ОСО(CH₂)₃—CH=C=CHCH₂—O—CO—CH=CH—CH=CH—(CH₂)₄CH₃

Было доказано, что ОН-группа, к которой присоединен остаток декадиеновой кислоты, содержится не в остатке глицерина, а в ациле оптически активной C₈-оксиалленовой кислоты. Таким образом, центр асимметрии (С*) триглицерида находится не в остатке глицерина, а в алифатической цепи C₈-кислоты [856, 890]. Все глицериды полярной фракции содержат только по одному остатку декадиеновой кислоты [747]. Положение этого ацила в триглицеридах окончательно не установлено. Данные липазного гидролиза, согласно которым декадиеноат содержится в <\br> 1,3-положениях, не вполне достоверны, поскольку ацилы с короткой цепью легко мигрируют при гидролизе (стр. 117) [369]. В то же время результаты изучения полиморфизма гидрированного масла S. sebiferum свидетельствуют о том, что декадиеновая кислота находится в 2-положениях. Исследование ПВС триглицеридов этого масла на 37, 67 и 142-й день после цветения показало, что линоленовая кислота образуется из олеиновой и линолевой лишь к концу созревания; одновременно (после 52-го дня) возникает и декадиеновая кислота. Преобладание S в 1,3-положениях наблюдается уже с самого начала созревания [374].

К сем. Euphorbiaceae относится также клещевина, масло которой имеет важное хозяйственное значение. Касторовое масло содержит 90—91% D(+)-12-окси-цис-9-октадеценовой (рицинолевой) кислоты; к минорным компонентам принадлежат кислоты линолевая, олеиновая (по 3—4%), пальмитиновая, диоксистеариновая (по 1—1,5%), стеариновая, арахиновая и другие (доли %) [211, 368]. Ранее считали, что масло содержит лишь ди- и тририцинолеоглицериды в статистической концентрации. Однако сейчас установлено, что концентрации моно-, ди- и тририцинолео-триглицеридов соответствуют вычисленным по Вандер Валю; имеются также следы глицеридов, лишенных рицинолевой кислоты [46]. Рицинолевая кислота содержится преимущественно в 2-положениях [212, 781].

Отдельные виды того же семейства содержат в масле семян твердую 9-цис, 11-транс, 13-транс-октадекатриеновую (элеостеариновую) кислоту с сопряженными двойными связями и ее 9-оксипроизводное — камлоленовую кислоту. В масле тунга (Aleurites fordii и A. montana), одном из лучших высыхающих масел, концентрация элеостеариновой кислоты составляет 65—85%. Интересно, что главной кислотой многих других видов этого рода служит линоленовая кислота, которая, однако, никогда не встречается вместе с элеостеариновой кислотой. Из других кислот в образце тунгового масла, содержавшего 81,5% элеостеариновой кислоты, обнаружили олеиновую, линолевую (по 6—7%), стеариновую и пальмитиновую кислоты (по 2,5—3% каждая) [368].

По содержанию в 2-положении триглицеридов тунга элеостеариновая кислота уступает линолевой, но превосходит олеиновую. Видовой состав масла тунга близок к статистическому [924]. Так, упомянутое выше масло с 81,5% элеостеариновой кислоты состоит из 54% триэлеостеарина, 27% диэлеостеаро-линолеина + -олеина, 11% триглицеридов, содержащих два остатка элеостеариновой и один остаток насыщенной кислоты, и 8% триглицеридов, содержащих один остаток элеостеариновой кислоты [916]. Найденный глицеридный состав хорошо соответствует вычисленному по Вандер Валю [105].

Напротив, состав триглицеридов масла Momordica charantia, содержащего 56% элеостеариновой и 30% стеариновой кислоты, <\br> не соответствует теории Вандер Валя, поскольку обнаруженное количество стеародиэлеостеарина (более 80%) резко отличается от вычисленного (45%). Возможно, что столь значительное отклонение от схемы позиционно-статистического распределения, наблюдаемое среди жиров высших растений впервые, вызвано ограничением содержания твердого стеародиэлеостеарина в масле по механизму Картха (стр. 158), содержанием стеариновой кислоты только в одном из 1- или 3-положений или же непригодностью метода липазного гидролиза для анализа этого масла [211, 212, 913].

Масло Mallotus philippinensis содержит 30—70% твердой 18-оксиэлеостеариновой (камлоленовой) кислоты [368]. Поскольку содержание глицерина в этом масле и ацетильное число последнего составляли лишь около 1/3 теоретического, предположили, что масло состоит из эстолидных триглицеридов, в которых две молекулы камлоленовой кислоты соединены между собой сложноэфирной связью. Действительно, масло М. philippinensis кристаллизацией разделили на шесть фракций, возможный состав которых приведен в табл. 21 (Х = элеостеариновая, линолевая, олеиновая или S) [45].

Таблица 21 Количественный состав и строение триглицеридов отдельных фракций масла семян Mallotus philippinensis

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ДРУГИХ МАСЕЛ НЕОБЫЧНОГО ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА

В масле склероциев и мицелия спорыньи Claviceps purpurea, содержащем 35% рицинолевой кислоты (Р) [368], обнаружили наряду с обычными триглицеридами X—X—X (обозначение Х, стр. 154) также и эстолидные триглицериды трех типов: XP—(X)₂, (XP)₂—Х и ХР — XP — РХ, содержание которых составляло соответственно 10,2, 19,6, 47,4 и 22,8%. Ацетильное <\br> число масла равно нулю, что указывает на полное замещение гидроксилов рицинолевой кислоты ацилами Х. Полиэстолидные триглицериды типа Р—Р, подобные содержащимся в масле M. philippinensis, в масле спорыньи не найдены. Липазным гидролизом сложноэфирных связей остатка глицерина в ХР—(Х)₂ и (ХР)₂—Х обнаружили как симметричные, так и несимметричные ХР—Х-изомеры. Однако вопрос о преобладании ХР-радикалов в 1,3- или 2-положениях еще не решен. Ацилы Х, непосредственно связанные с остатком глицерина, отличались большей ненасыщенностью, чем ацилы Х, связанные с рицинолевой кислотой, а ацилы Х, связанные с эстерифицированной в положении 2 глицерина рицинолевой кислоты, были более ненасыщенными, чем ацилы Х, связанные с рицинолевой кислотой, которая этерифицирована в 1,3-положении. Глицериды Х₃ масла спорыньи по строению не отличаются от обычных растительных триглицеридов и соответствуют теории Ганстоуна [740].

Масло семян Chamaepeuce afra наряду с обычными глицеридами содержит триглицериды, имеющие строение Х—Т(X)₂—Х(І) и Х—Т(ХУ)—Х (ІІ), где У — ацетат, Т — остаток (+)-трео-9,10,18-триоксиоктадец-цис-12-еновой кислоты или ее насыщенного аналога. В соединениях I и II две гидроксильные группы в остатке триоксикислоты замещены ацилами, один из которых расположен в положении 18, а другой — в положении 9 или 10. Группы ТХ₂ и ТХУ связаны с 2-положениями глицеридов соединений І и ІІ [727].

Из других масел необычного состава исследовали масло Parinarium laurinum (сем. Розоцветных), содержащее 27% элеостеариновой кислоты и около 56% 9, 11, 13, 15-октадекатетраеновой (паринариновой) кислоты. В масле имеется 22% трипаринарина, что значительно превышает статистическую и равномерную концентрации [368].

Масло кориандра из сем. Зонтичных содержит около 72% петрозелиновой кислоты (Пе), ацилы которой связаны главным образом с 1,3-положениями триглицеридов. Содержание Пе₃ и Пе₂О + Пе₂Л в триглицеридах значительно отличается от вычисленного по Вандер Валю [916]. В семенах Vernonia anthelmin-tica из сем. Сложноцветных найдено 70% 12,13-эпоксиолеиновой (вернолиновой) кислоты, причем концентрация тривернолина (55%) сильно превышает статистическую [924]. Наконец, в масле семян Cardamine impatiens из сем. Крестоцветных недавно обнаружили триглицериды диоксикислот с m = 22 и 24 [728].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ЖИРОВ ПЛОДОВЫХ ОБОЛОЧЕК

До сих пор рассматривались триглицериды, содержащиеся в семенах растений. Ниже приведены данные о глицеридном составе жиров плодовых оболочек высших растений, из которых подробнее изучены оливковое и пальмовое масла. Среди жирных <\br> кислот плодовых оболочек обычно преобладают пальмитиновая и олеиновая, в меньших количествах содержатся линолевая, стеариновая и миристиновая кислоты, а линоленовая, арахиновая, пальмитолеиновая и лауриновая кислоты обнаруживаются в виде следов. Содержащиеся в одном и том же плоде жиры плодовых оболочек и жиры семян сильно различаются по свойствам у всех растений, кроме маслины. Отдельные жиры плодовых оболочек будут рассмотрены в порядке убывания их ненасыщенности.

Оливковое масло, получаемое из мякоти плодов маслины Olea europea L., имеет разный жирнокислотный состав в зависимости от географического происхождения: в турецких сортах [О] ≥ 75%, а в итальянских — [О] ≤ 65% [258]. Масла наиболее распространенных сортов содержат 72—76% олеиновой, 10—15% пальмитиновой, 8—12% линолевой и 1—2% стеариновой кислот, а также минорные компоненты (см. выше) [208, 368].

По позиционной специфичности оливковое масло не отличается от других жидких масел: [S]₂ (почти исключительно пальмитиновая кислота) не превышает 1—1,5%, а величины [О]₂ и [Л]₂ — на 10—15% и 2—4% соответственно превышают значения [О]₁ и [Л]₁; в этом масле, в отличие от многих других масел, олеиновая кислота имеет более высокую величину SF (стр. 176), чем линолевая [207, 369]. Изучение жирнокислотного состава 1- и 3-положений триглицеридов показало, что S сосредоточены преимущественно в положениях 3, а U — в положениях 1 [146]. Низкий уровень [S] в натуральном масле был использован для обнаружения фальсификации его жирами, полученными этерификацией [702, 707]. Другой способ обнаружения посторонних масел, основанный на выделении из оливкового масла глицеридов с пятью-шестью двойными связями кристаллизацией при —35°, оказался менее пригодным на практике [691].

Типовой состав оливковых масел довольно однороден: около 5% S₂U, 35% SU₂ и 60% U₃; уровень [S₃] и содержание SUU- и USU-изомеров не превышает 0,1—0,3% [964, 797]. В составе SU₂ около 1/5, а в составе S₂U около 1/3 приходится на стеароглицериды [915, 1010]. Имеются данные о том, что [U₃] возрастает после переэтерификации. В олефиновом составе оливкового масла содержание фракций с е = 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 6 составляет в среднем 1, 5, 27, 46, 17, 3 и 1% соответственно [273], а в видовом составе обнаружены триолеин (40%), пальмитодиолеин (20%), линолеодиолеин (16%), пальмитоолеолинолеин (6%), олео- и линолеодипальмитин (по 4%), стеародиолеин и олеодилинолеин (по 3%) и пальмитодилинолеин (около 1%) [462]. По одним данным, рассчитанный по Вандер Валю (VW) ПТС и видовой состав глицеридов в пределах 1% совпадают с найденным; по другим — вычисленные величины [S₃]vw и [Л₂О]vw завышены, а значения [О₃]vw — занижены по сравнению с найденными [470, 560].

Большое хозяйственное значение имеет и масло плодовой оболочки пальмы Elaeis guineensis и некоторых других видов <\br> из Западной и Центральной Африки, Индонезии и Малайи. В триглицеридах E. guineensis содержится в среднем 44—46% пальмитиновой, 4—6% стеариновой, 39—41% олеиновой, 8—11% линолевой и следы миристиновой и линоленовой кислот [208, 368]. В отличие от большинства растительных жиров, пальмовому маслу свойственна относительно высокая величина [S]₂: в 2-положении глицеридов содержится 11—18% пальмитиновой и 1—2% стеариновой кислот, а из 80—87% имеющихся здесь U-ацилов 65—70% приходится на долю олеиновой и 16—22% — на долю линолевой кислот [88, 207, 702]. Типовой состав глицеридов изменяется в широких пределах: 6—9% S₃, 44—53% S₂U, 30—39% SU₂ и 6—12% U₃ [258, 658]. Повышенная величина [S]₂ проявляется в значительном содержании S₃, SSU и USU: [SUS]/[SSU] = 4 и [SUU]/[USU] = 15—17 [462].

Первые анализы типового состава пальмового масла хорошо соответствуют теориям Картха, Янгса и Вандер Валя [105, 1006]. В это же время это масло не соответствует равномерному распределению (поскольку [S₃] значительно выше вычисленного и составляет около 1/2 статистического) и теории Ганстоупа, которая не объясняет присутствия в триглицеридах 8% S₃, 9% SSU и 2% USU [464, 848]. Расчет ПТС по теории Вандер Валя привел к получению завышенных значений для [U₃]vw и [S₃]vw и заниженных на 2—3% данных для [S₂U]vw и [SU₂]vw [208, 211—213]. Более удовлетворительными были результаты расчета типового состава по схеме специфического ограниченно-статистического распределения Картха, где данные распределения по Вандер Валю использовались с поправкой на эмпирическую величину [S₃] [486—491].

Ниже приведен примерный видовой состав триглицеридов масла (в мол%):

В триглицериде П₂О содержится около 20% несимметричного позиционного изомера, который был ранее идентифицирован в масле путем определения полиморфизма [915]. В олефиновом составе масла преобладают фракции с е = 1 и 2; вычисленная по Вандер Валю концентрация моноеновых глицеридов занижена, а содержание триеновых компонентов завышено на 3—4% по сравнению с найденными [88, 655, 971].

Жир плодовых оболочек плодов Sapium sebiferum богаче насыщенными кислотами, чем пальмовое масло; он содержит около 73% пальмитиновой, по 2—3% стеариновой и миристиновой и около 20% олеиновой и линолевой кислот [368, 747]. Однако по строению триглицеридов он ближе к обычным растительным <\br> маслам, чем пальмовый жир. Практически все U-ацилы сосредоточены в 2-положениях, в ПТС обнаруживаются почти исключительно SSS- и SUS-изомеры, а концентрация SU₂ в жире не превышает 2% [369, 374]. Найденный типовой состав жира S. sebiferum, как и состав пальмового масла, лучше соответствует вычисленному по Картха, чем вычисленному по теории Ганстоуна, которая не учитывает длину цепи насыщенных кислот в S₃ [486]. Однако расчет по Ганстоуну также приводит к положительным результатам после введения эмпирической поправки на [S₃] [105].

Жир оболочки Myrica carolinensis лишен ненасыщенных кислот и содержит 1% стеариновой, 77,5% пальмитиновой и 21,5% миристиновой кислоты, концентрация которой в 2-положении возрастает до 37% [368]. Углеродный состав этого жира, содержащего 55% трипальмитина, 20—27% миристодипальмитина и 7—12% димиристопальмитина, не соответствует ни одной из разновидностей статистического распределения (стр. 164) [211, 350]; вычисление по Вандер Валю приводит к сильно завышенным результатам для [МП₂] и к заниженным данным для [П₃] и [М₃] [105]. В семенах этого растения обнаружено жидкое масло, сходное с сафлоровым [350].

В заключение рассмотрим глицеридный состав масла патогенного гриба Beauveria tenella из сем. Moniliaceae, который пока остается единственным низшим растением, изученным в этом отношении [931]. По соотношению олеиновой, пальмитиновой, линолевой и стеариновой кислот (1 : 1 : 0,8 : 0,3) жир B. tenella напоминает масло Monilia albicans из того же семейства [368], а по позиционному распределению сходен с жирами высших растений, хотя величина [S]₂ = 14,6% довольно значительна. Типовой состав жира B. tenella ([S₃] = 4,3%, [S₂U] = 32,5%, [SU₂] = 45,4%, [U₃] = 17,8%) близок к статистическому, а ПТС([SUS]/[SSU] = 3,5, [UUS]/[USU] = 14,1) резко от него отклоняется вследствие преобладания ненасыщенных кислот в 2-положениях [931].

СОСТАВ ТРИГЛИЦЕРИДОВ ЖИВОТНЫХ ЖИРОВ

Глава 14. СОСТАВ ТРИГЛИЦЕРИДОВ ЖИРОВЫХ ТКАНЕЙ

ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА ЖИВОТНЫХ ТРИГЛИЦЕРИДОВ

Животные жиры по триглицеридному составу изучены менее подробно, чем растительные; среди животных триглицеридов в большей мере исследованы запасные глицериды жировых тканей и значительно меньше — молочные жиры и жиры печени и других внутренних органов. При обычных условиях животные триглицериды имеют твердую или полужидкую консистенцию, кото- <\br> рая определяется их жирнокислотным составом. Главные кислоты животных жиров — пальмитиновая, стеариновая и олеиновая; почти всегда имеются заметные количества пальмитолеиновой и миристиновой, а также более или менее обширный набор минорных компонентов. Полиненасыщенные кислоты животными в организме не синтезируются, их присутствие в жире целиком зависит от состава рациона (стр. 219). Ненасыщенные кислоты животных жиров часто содержат несколько изомеров положения двойных связей. В отличие от растений (стр. 179), определенным таксономическим группам животных специфические эндогенные кислоты обычно не свойственны [368, 655].

По характеру позиционного распределения S и U большинство животных жиров напоминает растительные масла: пальмитиновая, стеариновая и кислоты с m > 18 содержатся преимущественно в 1,3-положениях, а олеиновая, линолевая и кислоты с m < 16 — в 2-положениях глицеридов. Однако из-за относительно высокого уровня [S]₂ различия в жирнокислотном составе между этими положениями выражены здесь слабее, чем у растений [655]. Возможно, что такая схема распределения вызвана сохранением 2-моноглицеридной структуры жиров рациона (стр. 222), приводящим к накоплению линолевой и других экзогенных кислот в 2-положениях, а стеариновой и пальмитиновой, синтезированных самим организмом, — в 1,3-положениях глицеридов [142]. Было отмечено, что в 2-положения включаются преимущественно те кислоты, которые больше, чем другие, растворимы в гидрофильной фазе обращенно-фазовой хроматографической системы [133].

По сравнению с растительными в животных триглицеридах более выражено несимметричное распределение жирных кислот между 1- и 3-положениями. В положениях 1 обычно преобладают пальмитиновая и стеариновая кислоты; в положениях 2 при равном m включаются преимущественно ненасыщенные кислоты, а при равном е — главным образом кислоты с более короткой цепью; наконец, в положениях 3 в большей мере, чем в положениях 1, содержатся более длинные ненасыщенные кислоты с m = 18, 20 и 22. Таким образом, в S₂U- и SU₂-глицеридах животных жиров преобладают S₁-энантиомерные формы [133, 142, 739].

Величина [S₃] животных жиров более или менее близка к статистической (большинство растительных жиров с m кислот ≥ 16 содержат лишь следы S₃, стр. 179), причем степень этой близости прямо пропорциональна уровню олеиновой кислоты. Этот факт пытались объяснить «гипотезой биогидрирования», согласно которой при первоначальном биосинтезе образуются преимущественно диолеопальмитоглицериды в количествах, отвечающих равномерному распределению; затем бактерии пищеварительного тракта животных подвергают эти глицериды гидрированию, в результате которого около ¹/₂ олеиновой кислоты превращается в стеариновую и значение [S₃] достигает статистического или приближается к нему [368]. Для типового состава <\br> животных жиров характерно также пониженное по сравнению со статистическим значение [U₃]. Вообще животные триглицериды в меньшей степени, чем растительные, соответствуют какой-либо из имеющихся теорий распределения, что вызвано большей функциональной гетерогенностью животных жировых тканей, а также меняющимся составом рациона [655].

Как отметил Брокерхоф, в ходе эволюции животных триглицеридный состав их жиров закономерно изменялся: жиры морских рыб представляют собой жидкие масла, бедные S-ацилами; жиры амфибий и рептилий по составу кислот занимают промежуточное положение между жирами рыб и птиц; жиры птиц и грызунов в свою очередь служат переходной ступенью к жирам плотоядных и всеядных млекопитающих — хищников, приматов и свиней; наконец, наибольшей насыщенностью отличаются жиры крупных травоядных животных. Можно видеть, что эволюция животного мира привела к появлению твердых жиров, в то время как жиры растений, наоборот, эволюционировали от твердых к жидким (стр. 179) [133].

В настоящее время различают ряд групп животных, каждая из которых характеризуется особым механизмом биосинтеза триглицеридов жировых тканей: 1) морские рыбы и беспозвоночные; 2) морские млекопитающие; 3) материковые птицы; 4) грызуны, хищники, приматы; 5) свиньи и пеккари; 6) крупные копытные [133]. Кроме конкретного разбора особенностей триглицеридов каждой их этих групп будут рассмотрены триглицериды печени и молочного жира, а также влияние строения триглицеридов рациона на ПВС глицеридов жировых тканей.

ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА ТРИГЛИЦЕРИДОВ МОРСКИХ ЖИВОТНЫХ

Рассмотрим прежде всего состав и строение глицеридов морских организмов — беспозвоночных, рыб, птиц и млекопитающих. Основой питания всех этих животных служит морской планктон, богатый ненасыщенными кислотами с m = 20 и 22, которые сохраняются затем как характерный признак триглицеридов всей морской фауны и могут переходить в жиры наземных животных при содержании последних на рыбном рационе (стр. 223). Другой отличительной чертой морских жиров следует считать повышенное содержание в них моноеновых кислот с m = 16, 20 и 22 [368].

Триглицериды морских животных сосредоточены в основном в подкожной жировой ткани и отчасти в печени морских млекопитающих, а также в мышцах, печени или гепатопанкреасе рыб и беспозвоночных. Жирнокислотный состав этих глицеридов, особенно глицеридов рыб, весьма сложен. В каждом из морских жиров содержится от 12 до 30 жирных кислот с различной длиной цепи и ненасыщенностью, не считая позиционных изомеров. По- <\br> этому в настоящее время имеются лишь данные о суммарном и позиционном составе этих жиров, а сведения о ПТС и видовом составе глицеридов, который может насчитывать тысячи отдельных соединений, пока почти отсутствуют [250, 251]. В «морских» жирах преобладают ненасыщенные кислоты с m = 14—26, содержание насыщенных кислот (главным образом пальмитиновой) редко превышает 15—20%, возможно, вследствие низкой температуры внешней среды, а S₃-глицериды обычно отсутствуют [368]. У зубатых китов и ряда других морских животных во фракции нейтральных липидов наряду с триглицеридами обнаружены воска, алкокси- и плазмалогенные формы глицеридов [655]. По строению триглицеридов «морские» жиры можно разделить на две группы: жиры морских рыб и беспозвоночных, с одной стороны, и жиры морских млекопитающих — с другой [140].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ МОРСКИХ РЫБ И БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

Из триглицеридов первой группы к настоящему времени исследованы жиры мышц и печени трески Gadus callarius; мышц угольной рыбы Anaplopoma fimbria, сельди Clupea pallassii, сардины Sardinops sagax, макрели Scomber scombrus, чавычи Oncorhynchus tshawytsha, менхадена Brevoortia tyrannus, тунца Euthynnus alleteratus, угря Anguilla rostrata; печени палтуса Hypoglossus hypoglossus и ската Raja laevis; мышц и печени беспозвоночных омара и морского гребешка Platopecten magellanicus. Изучены также жиры пресноводных рыб — карася Carassius auratus, американской палии Salvelinus fontinalis, сомика Mystus seenghala, налима Lota lota и пресноводного барабанщика Aplodinotus grunniens. Жирнокислотный состав этих триглицеридов отличается значительной изменчивостью, вызванной видовой специфичностью и различиями в рационе. Средние данные о составе главных жирных кислот суммы [А] и 2-положения [А]₂ триглицеридов морских рыб и беспозвоночных (в мол %) были следующими [135—137, 139, 144, 250, 251, 323, 351, 772].

Кроме главных кислот в большинстве жиров содержатся следы насыщенных кислот с m = 12, 15, 17, 19, 20, 22 и 23 и следы ненасыщенных кислот 14 : 1, 20 : 2, 16 : 3, 18 : 3, 20 : 3, 22 : 3, 18 : 4, 20 : 4, 22 : 4 и 26 : 4. В глицеридах имеется свыше <\br> 80% насыщенных и моноеновых и по 5—7% ди-, пента- и гексаеновых кислот. Генотип отдельных животных может оказывать значительное влияние на состав их жира. Так, в жире A. fimbria содержится значительное количество кислот 22 : 4 и 26 : 4; у пресноводных рыб отсутствие или пониженная концентрация полиненасыщенных кислот с m = 20—22 компенсируется высоким содержанием линолеата; в жирах беспозвоночных сильно повышена концентрация 16 : 2 и т. д. [136, 368, 655, 772].

Достаточно широкий набор кислот в рыбьих жирах еще более усложняется благодаря наличию многих изомеров положения двойных связей. В моноеновых кислотах с m = 16—22 жира макрели, трески и омара изомеры с двойной связью, расположенной в средней части цепи (16 : 1⁹, 18 : 1⁹, 20 : 1¹¹, 22 : 1⁹⁺¹¹), составляют в среднем 75—90%; наряду с главными изомерами содержится много кислот, где двойная связь смещена к 7 или 13-му атому. Все изомеры полиеновых кислот по положению двойных связей являются структурными аналогами линоленовой кислоты [135, 137, 142, 655].

Как видно из данных, представленных выше, в 2-положении преобладают кислоты с m = 14—16 независимо от их ненасыщенности, а также пента- и гексаеновые кислоты. Следует отметить, что наряду с указанным выше распределением пальмитиновой и олеиновой кислот, которое напоминает их распределение в свином жире и наблюдается в большинстве рыбьих жиров, у ряда животных, в частности беспозвоночных, обнаружено и другое распределение: [П]₂ снижается до 9%, а [О]₂ возрастает до 31%. Обычно положения 1 обогащены насыщенными и C₁₆—₁₈-моноеновыми кислотами, а положения 3 — моноеновыми кислотами с m = 20—22. В концентрации изомеров моноеновых кислот (см. выше) между положениями 1 и 3 значительных различий нет [135, 136, 142].

Для экзогенных, содержащихся в пище морских животных полиеновых кислот 22 : 5 и 22 : 6 значения [А]₁, [А]₂, [А]₃ и [А]₁,₃ можно вычислить из содержания данной кислоты в сумме триглицеридов этих животных по уравнениям вида [А]₁,₂,₃ = a₁,₂,₃ [А], где коэффициенты корреляции между содержанием полиненасыщенных жирных кислот с m > 18 в 1-, 2- и 3-положениях и в сумме триглицеридов составляют: а₁ = 0,26, а₂ = 2,07, а₃ = 0,66, а₁,₃ = 0,46. Величина [А] в уравнениях отражает концентрацию данных кислот в метаболитическом пуле, а константа а — сродство ферментов, катализирующих ацилирование положений 1, 2 или 3, к этим кислотам. Можно видеть, что каждая из полиеновых кислот этерифицируется независимо от других, но из одного и того же метаболитического пула. Абсолютные расхождения между вычисленными и найденными величинами не превышают 2% [636].

Следовательно, в жирах рыб сохраняется без значительных изменений структура триглицеридов, свойственная жирам морского планктона, — главной пищи рыб; полиненасыщенные кис- <\br> лоты, занимающие в триглицеридах центральное положение, играют здесь ту же роль, что и экзогенная линолевая кислота в жирах наземных животных. Мышцы и печень рыб мало различаются по глицеридному составу [136, 137, 142].

Несмотря на крайнюю сложность триглицеридного состава, было сделано несколько попыток фракционирования триглицеридов рыб. Путем окисления жира печени акулы и жира пресноводной рыбы М. seenghala по методу Картха было обнаружено, что строение триглицеридов этих жиров соответствует теории ограниченно-статистического распределения. Разделение глицеридов масла A. fimbria по ненасыщенности на три фракции с иодным числом 38—115 показало, что эти глицериды не соответствуют теории Вандер Валя [250, 251, 655, 772]. В углеродном составе масел B. tyrannus и E. alleteratus обнаружили и нечетные триглицериды [351].

Жиры морских птиц — чаек и бакланов — в общем сходны с жирами материковых птиц (стр. 204); различия заключаются в снижении концентрации линолевой кислоты и появления кислот 20 : 1, 22 : 1, 20 : 5, 22 : 5 и 22 : 6. Высокое содержание последних наблюдалось в содержимом желудка Fulmarus glacialis [142, 314, 323].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ МОРСКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

К другой группе «морских» жиров относятся триглицериды жировых тканей и печени кита, тюленя и белого медведя. В среднем глицериды жировых тканей содержат 13% насыщенных кислот (5% миристиновой, 8% пальмитиновой) и 44% моно- и диеновых кислот (1% — 14 : 1 и 18 : 2, 16% — 16 : 1 и 26% — 18 : 1); кроме 57% кислот с m = 14—18, в глицеридах содержится 43% кислот с m = 20—22 (16% — 20 : 1, по 8% — 22 : 1 и 22 : 6, по 5—6% — 22 : 5 и 20 : 5 и следы 20 : 4). Позиционное распределение ацилов (стр. 199) определяется почти исключительно длиной цепи: около 91% А₂-ацилов приходится на долю кислот с m = 14—18 (34% — 18 : 1, 28% — 16 : 1, 13% миристиновой, 11% пальмитиновой и по 2—3% — 14 : 1 и 18 : 2) [133].

В отличие от рыбьих жиров, характерной чертой глицеридов жировых тканей морского зверя можно считать незначительное включение полиненасыщенных кислот с m = 20—22 в 2-положения глицеридов, где концентрация каждой из них не превышает 1—2%. В 2-положениях содержится также около 4% 20 : 1 и 1% — 22 : 1 [133, 137, 140—142]. Полиеновые кислоты сосредоточены главным образом в 3-положениях, а в положениях 1 содержатся преимущественно моноеновые кислоты с m = 20—22 и насыщенные кислоты с m = 16—18 [137, 140—142, 1011]. В уравнениях, аналогичных приведенным выше (стр. 202), величина а₁ = 0,90, а₂ = 0,23, а₃ = 1,87 и а₁,₃ = 1,39; вычисленные и найденные значения совпадали [636]. <\br> Преимущественное включение экзогенных кислот в 1,3-положения глицеридов доказывается также изучением изомерного состава моноеновых кислот с m = 16—22 в этих положениях. Установлено, что в тюленьем жире изомеры экзогенного происхождения, у которых двойные связи смещены из центра цепи в направлении метильной или карбоксильной группы (16 : 1⁷, 16 : 1¹¹, 18 : 1⁷, 18 : 1¹¹ и др.), сосредоточены главным образом в 1,3-положениях глицеридов. Эндогенные Δ⁹-моноеновые кислоты образуются в самом организме тюленя и занимают в триглицеридах преимущественно 2-положение. Возможно, что эти кислоты составляют особый метаболитический пул, который при недостатке поступающих с пищей полиненасыщенных кислот может использоваться для синтеза ненасыщенных триглицеридов, имеющих жидкую консистенцию в условиях жизни организма [142]. В жире китового молока подобной неравномерности в распределении ацилов не было обнаружено [135].

Глицериды печени тюленя значительно отличаются от глицеридов его жировой ткани. В них повышена концентрация 16 : 0 и 18 : 1 кислот, но зато в пять раз понижено содержание полиненасыщенных кислот, которые здесь сосредоточены в 2-положениях [137]. Эта особенность сближает глицериды печени тюленя с рыбьими жирами. В жире дельфина Delphinus delphis L. обнаружены триглицериды, содержащие один или два остатка оптически активной (+)-метилэтилуксусной кислоты и имеющие [α]²⁵_D = 3,45° и 10,16° соответственно [856].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ПТИЦ, АМФИБИЙ, РЕПТИЛИЙ И НАСЕКОМЫХ

Среди жиров птиц наиболее исследован куриный жир. По жирнокислотному составу ([M] = 1, [П] = 21—25, [C] = 5—6, [По] = 7—10, [О] = 37—45, [Л] = 15—17, [Ле] = 2, [S] = 33, [U] = 67%) он близок к жиру кролика (стр. 205) и отличается от последнего меньшим содержанием миристиновой и пальмитиновой кислот. Распределение кислот между 1,3- и 2-положениями определяется только их ненасыщенностью, причем [S]₂ не превышает 20%. В противоположность жирам млекопитающих, в жирах птиц пальмитиновая кислота сосредоточена преимущественно в 1,3-положениях. Эта черта строения сближает жиры птиц с жирами рептилий, амфибий, рыб и беспозвоночных. От жиров более высоко организованных животных, жиры птиц отличаются почти симметричным распределением кислот между положениями 1 и 3: характерная для животных жиров картина (стр. 199) хотя и сохраняется, но абсолютные различия концентраций отдельных видов кислот не превышают 2—3%. Типовой состав жира близок к статистическому. В составе S₂U отношение [SSU]/[SUS] = 2/3, а величина [USU] составляет ¹/₅ — ¹/₃ от [SUU]. ПТС и ПВС триглицеридов соответствуют теории Вандер Валя [84, 133, 144, 207, 213, 368, 369, 655, 658, 1007]. <\br> Жиры фазана и утки близки по свойствам к куриному. Однако в жире фазана по сравнению с куриным величина [S]₂ равна 20—11% и концентрации SSU- и USU-изомеров соответственно снижены. Жиры фазана и курицы сходны по составу кислот с некоторыми сортами свиного жира, но различия в ПВС приводят к тому, что свиной жир однороден при комнатной температуре, а куриный жир расслаивается на жидкую и твердую фракции, так называемый «стеарин». В жире утки в составе 16 : 1 и 18 : 1 кислот на долю Δ⁹-изомеров приходится 91—92%, а на долю Δ⁷- и Δ¹¹-изомеров — около 8—9%; различий в распределении отдельных изомеров кислот между 1,3- и 2-положениями не обнаружено [135, 144, 207, 208, 212]. Жиры индейки и голубя также сходны с куриным, если не считать повышенного содержания стеариновой и пальмитиновой кислот и пониженного уровня олеиновой [144, 207].

К птичьим жирам примыкают жиры мучного червя (личинки жука Tenebrio mollitor) и лягушки, в которых, однако, более резко выражены обычная для животных жиров 1,3-асимметрия (стр. 199). Жир мучного червя по ПВС ([S]₂ < 2%) напоминает растительные масла, а в жире лягушки повышено содержание линолената (>10%) [131]. Жиры других амфибий, а также жиры рептилий сходны с жирами пресноводных рыб: в них появляются кислоты с m = 20—22, заметные количества моноеновых и следы полиненасыщенных кислот. Эти жиры служат как бы переходным звеном между жирами рыб и птиц [142].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ГРЫЗУНОВ, ХИЩНИКОВ И ПРИМАТОВ

Из жиров грызунов данные триглицеридного состава имеются лишь для жиров крысы и кролика и в меньшей степени для морской свинки, мыши и суслика. Состав жирных кислот в триглицеридах крысы очень изменчив и сильно зависит от жиров рациона: [По] изменяется от 4 до 18%, а [Ле] от 0,3 до 26%. М и По в жире крысы сосредоточены в 1,3-положениях, Л — в 2-положении, а олеиновая — в положениях 2 и 3, в которых она распределяется в равной степени. В глицеридах лимфы и плазмы отдельные кислоты по сродству к 2-положению глицеридов распределяются в порядке Л > П > О. На безжировом рационе кислоты 16 : 1 и 18 : 1 на 90% состоят из Δ⁹-изомеров; небольшие количества 16 : 1⁷ и 18 : 1¹¹ изомеров содержатся главным образом в 1,3-положениях. Несмотря на отмеченные различия, типовой состав ПТС и ПВС жировой ткани, лимфы и плазмы крысы в общем близок к статистическому: абсолютная разность вычисленных и найденных значений редко превышает 2%. Жиры внутренних органов крысы сходны между собой по ПТС глицеридов; под влиянием жиров рациона ПТС значительно меняется [84, 135, 141, 144, 224, 368, 639, 655, 781, 885, 953, 954, 961, 1007].

Жир кролика по составу кислот напоминает жир крысы: в среднем имеется по 30% олеиновой и пальмитиновой кислот, <\br> 20% линолевой и равные количества По, М, Ле и С. Исключая последние четыре кислоты, различия в концентрации отдельных кислот в 1-, 2- и 3-положениях невелики; миристиновая, пальмитолеиновая и линоленовая содержатся преимущественно в 2-, а стеариновая — в 1,3-положениях глицеридов. Типовой состав и ПТС триглицеридов близки к статистическим. Вычисленный по Вандер Валю видовой состав жиров кролика, морской свинки и суслика мало отличается от найденного хроматографически: 35% ПО₂, 20—30% О₃, 15—20% П₂О и др. Углеродный состав глицеридов крысы, кролика, морской свинки и мыши при содержании на одном и том же рационе примерно одинаков: глицериды с m = 48, 50, 52 и 54 составляют 5—6, 23—25, 39—43 и 21—26% соответственно [84, 144, 207, 208, 213, 368, 885, 915].

К числу хищников, глицериды которых изучались, принадлежат собака, кошка и норка. В жире собаки содержится в среднем 42—52% О, 23% П, 9—12% С, 8—10% Л и по 3—5% М и По. Обычная для животных жиров позиционная специфичность невелика — величины [S] и [S]₂ близки. Поэтому жир собаки почти единственный из животных жиров, где типовой состав и ПТС в пределах ошибки опыта отвечают статистическому распределению. Кроме того, триглицериды собаки отличаются от других жиров особенно несимметричным распределением отдельных ацилов в 1- и 3-положениях глицеридов — сумма [П] + [С] в этих положениях равна 48 и 30%, а величина [О] + [Л] — 41 и 64% соответственно. В 18 : 1 кислотах, независимо от их положения, 90% приходится на олеиновую кислоту и около 10% — на 18 : 1¹¹-изомер. В распределении 16 : 1 кислот имеются характерные различия — в 1,3-положениях содержание 16 : 1⁷-изомера выше [84, 135, 144, 915].

Жир кошки по составу кислот и стереоспецифичности сходен с жиром собаки, но различия между [S] и [S]₂ выражены здесь резче. Для сходного с жиром собаки жира норки характерно повышенное содержание Л, появление эйкозеновой кислоты и преобладание S₁-энантиомерных триглицеридов: по содержанию стеариновой кислоты 1-положения в пять раз превосходят положения 3 [141, 144].

Подкожная жировая ткань человека по жирнокислотному составу несколько напоминает свиной жир и сильно изменяется под влиянием жиров рациона. Преобладают олеиновая и пальмитиновая кислоты — около 45 и 25% соответственно; содержится также по 6—7% С, По и Л, 4% миристиновой и следы лауриновой, тетрадеценовой, пентадекановой, пентадеценовой, гептадекановой, гептадеценовой, линоленовой и эйкозеновой кислот. В транспортных триглицеридах хиломикронов по сравнению с запасными уровень Л повышен до 35%. ПВС запасного жира типичен для животных глицеридов: [П]₂ не превышает 10%, а [С]₂ — 1—2%; в 2-положениях сосредоточены U-кислоты и миристиновая кислота. По характеру распределения ацилов между <\br> 1- и 3-положениями глицеридов также имеется сходство с другими животными жирами: По и насыщенные ацилы сосредоточены в 1-, а главные ненасыщенные ацилы — в 3-положениях. Указанная картина распределения изменялась после переэтерификации [109, 130, 144, 368, 915].

По типовому составу ([S₃] = 0—2%, [S₂U] = 15—16%, [SU₂] = 50—60%, [U₃] = 20—30%) триглицериды человека отличаются от сходного по ненасыщенности свиного жира более высоким содержанием SU₂ и U₃; возможно, это связано с большим содержанием в последнем стеариновой кислоты. В S₂U имеется приблизительно одинаковое количество обоих позиционных типов, а доля USU в SU₂, вероятно, не превышает 3—6%. Вычисление ПТС по Вандер Валю дает результаты, завышенные для [S₃]vw, [S₂U]vw и [U₃]vw и заниженные на 5—10% — для [SU₂]vw. Таким образом, жир человека в целом не отвечает позиционно-статистическому распределению. Не исключено, что отсутствие совпадения связано с неоднородностью жира, возникшей вследствие непрерывно меняющегося взаимовлияния эндо- и экзогенного жира. Расчет ПТС, согласно теориям 1-статистического, 2-статистического, 3-статистического и 1,3-статистического, 2-статистического распределения (стр. 164), дает почти одинаковые результаты (стр. 178). В видовом составе содержались ПО₂ (37%), S₂O и SОЛ (по 13%), О₃ (18%), ЛО₂ (8%) и др. [105, 211, 212, 820, 915].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ СВИНОГО ЖИРА

Триглицериды жировых тканей свиньи исследованы больше, чем какой-либо другой животный жир. Однако полная картина триглицеридного состава свиного жира еще не создана, поскольку на этот состав оказывают сильное влияние жиры рациона и другие факторы [368]. Поэтому далее рассматриваются главным образом жиры, синтезированные на безжировом рационе.

В табл. 22 приведены средние данные жирнокислотного состава суммы и отдельных положений триглицеридов подкожной жировой ткани и других тканей свиньи [67, 84, 88, 135, 137, 144, 172, 207, 209, 212, 289, 368, 369, 462, 596, 655, 656, 705, 797, 819, 907, 914, 915, 1011]. В свином жире, иодное число которого равно приблизительно 60, содержатся также следы 12 : 0, 15 : 0, 17 : 0, 14 : 1, 15 : 1, 17 : 1, 20 : 1 и 20 : 4 кислот. Почечный жир свиньи и других животных отличается от подкожного большей насыщенностью и меньшим содержанием олеиновой и линолевой кислот [172, 268, 907], а внутренние слои подкожного жира по ненасыщенности несколько уступают внешним слоям [84, 289]. Систематическое включение в рацион поросят китового жира или сафлорового масла со времени отъема вызывает адекватные и весьма глубокие изменения жирнокислотного состава: так, в последнем случае содержание линолевой кислоты в жире возрастало до 54% [368, 705]. <\br> Таблица 22 Средний состав главных жирных кислот суммы и отдельных положений триглицеридов свиного жира (в мол %)

Из табл. 22 видно, что в 2-положениях свиного жира содержатся преимущественно жирные кислоты с m ≤ 16, а 18 : 0, 18 : 1 и 18 : 2 кислоты сосредоточены в основном в 1,3-положениях. Эта особенность, которая, наряду с жиром домашней свиньи свойственна жирам дикого кабана (Sus scrofa) и пеккари (Peccari angulatus и P. tojacu), отличает свиной жир от подавляющего большинства других природных жиров, в том числе и от жиров таких парнокопытных как бегемот, верблюд и др. [705], и сильно влияет на физико-химические свойства этого жира (стр. 148). Преобладание пальмитиновой и других кислот с более короткой цепью в 2-положении наблюдается во всех свиных жирах, независимо от ненасыщенности и анатомического происхождения (за исключением жира печени), но в почечном жире и во внутреннем слое подкожного жира эта тенденция выражена резче [105, 207].

Следовательно, распределение кислот в отдельных положениях глицеридов отличается от статистического и определяется не ненасыщенностью, а длиной цепи [137, 907]. Так, повышение уровня стеариновой кислоты в жире не приводит к росту его содержания в 2-положениях за счет концентрации пальмитиновой [207]. В 1,3-положениях свиного жира отдельные кислоты распределены крайне несимметрично (табл. 22): пальмитиновая почти полностью, а стеариновая — на ²/₃ сосредоточены в положениях 1, в то время как кислоты 18 : 1 и 18 : 2 сосредоточены преимущественно в положениях 3 [144]. На безжировом рационе ацилы 16 : 1 и 18 : 1 в сумме глицеридов и в 2-положениях на 90% состоят из Δ⁹-изомеров; на содержащем жир рационе соотношение 18 : 1 изомеров почти не меняется, но 16 : 1⁷ сосредоточен преимущественно в 1,3-, а 16 : 1⁹ — в 2-положениях (стр. 223). Таким образом, свиной жир в общем соответствует <\br> Рис. 34. Позиционно-типовой состав ряда свиных жиров в зависимости от содержания насыщенных кислот в жире 1 — статистическое распределение; 2 — вычислено по Вандер Валю

схеме строения большинства животных жиров. От других жиров свиной жир отличается преобладанием жирных кислот с более короткой цепью в 2-положениях глицеридов [133, 135].

Типовой состав глицеридов свиного жира, как и их жирнокислотный состав, колеблется в довольно широких пределах. В среднем при росте [S] с 34 до 51% содержание S₃ повышается с 2 до 10%, [S₂U] — с 19 до 45%, [SU₂] снижается с 57 до 40%, а [U₃] с 21 до 6%. В почечном жире (см. выше) величины [S₃], [S₂U] и [SSU] выше приведенных. Типовой состав глицеридов свиного жира отличается от статистического (RD): обычно [S₃]RD и [U₃]RD выше, а [SU₂]RD — ниже найденного, лишь содержание [S₂U] близко к статистическому. Вычисленное по Картха [SU₂]к сильно расходится с фактическим. По данным, полученным методом кристаллизации, типовой состав жира дикого кабана соответствует теории Хилдитча [773].

В ПТС жира преобладание пальмитата в 2-положениях вызывает еще более значительные отклонения от статистического распределения. Содержание изомеров SUS и SUU, независимо от жирнокислотного состава суммы триглицеридов, обычно постоянно и составляет 1—2% и 7—9% соответственно. Величина [USU] + [SSU] также, следовательно, постоянна и равна 65—70%, причем между концентрациями каждого из позиционных типов имеется обратно пропорциональная зависимость, поскольку при росте [S] с 34 до 51% содержание [SSU] возрастает с 20 до 39%. В последней фракции найдены оптически активные глицериды с избытком S в 1-положениях. ПТС можно определить по жирнокислотному составу жира, пользуясь графиками (рис. 34). Найденный хроматографически ПТС свиного жира и сходный с ним ПТС жира свиного молока ближе соответствует распределению по Вандер Валю, чем чисто статистическому: для отдельных фракций абсолютные различия достигают 6—7% вследствие несимметричного распределения ацилов в глицеридах (табл. 22). После переэтерификации ПТС соответствует статистическому. ПТС почечного жира (см. выше) закономерно отличается на 1—7% в одну и ту же сторону для каждого позиционного типа от соответ- <\br> ствующих величин, вычисленных по Вандер Валю, причем значения [SUS]vw, [SUU]vw и [USU]vw обычно завышены, а [SSU]vw и [U₃]vw — занижены [67, 84, 105, 107, 172, 207—209, 212, 368, 655, 658, 739, 805, 819, 826, 907, 953—955, 1007].

Изучение олефинового состава триглицеридов свиного жира показало, что в отдельных жирах содержание глицеридов с е = 0, 1, 2, 3 и 4 и более составляет 2—12, 16—36, 36—59, 12—24 и 5—13% соответственно. В углеродном составе около 90% глицеридов содержит 50, 52 и 54 атома углерода; имеются также фракции с m = 42—48 и с m = 56. Данные ПВС из-за значительных различий в жирнокислотном составе между разными жирами сильно отличаются друг от друга, поэтому здесь можно привести лишь диапазон концентраций. Более ¹/₂ глицеридов приходится на ОПО + СПО, соотношение которых равно 1,5; содержится также 7—15% триолеина и ОПЛ, 2—8% ППО и ПОО, 2—4% ООЛ, 2—3% СПС, СПЛ и ОСО, 1—3% ЛПЛ и 1—2% ППС, COC, OCO, ОМО, ПЛО, ОЛО и ОЛЛ. Содержание остальных глицеридов не достигает 1%. В ряде работ говорится о соответствии ПВС теории Вандер Валя. Однако сейчас установлено, что распределение пальмитиновой и стеариновой кислот в триглицеридах не является статистическим: так, соотношение этих кислот в жире равно 1,5—3,5, а в S₃ — 1—1,5. Кроме того, содержание глицеридов с m = 50 во фракции S₃ и глицеридов с m = 52 во фракции с е = 1 было много выше вычисленного. Наконец, величина [П]₂ в триглицеридах различных типов из ряда органов свиньи варьирует от 60—70% в S₃ до 100% в SОЛ и SO₂. Все это свидетельствует о принципиальной неприменимости расчета по Вандер Валю к ПВС свиного жира [88, 105, 207, 209, 213, 368, 462, 596, 797, 819, 914, 915, 955].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ КОПЫТНЫХ

Говяжьи жиры, возможно из-за большей однородности рациона крупного рогатого скота, менее различаются по жирнокислотному составу, чем свиные. В наиболее широких пределах изменяется содержание стеариновой и олеиновой кислот, составляющее около 21—34 и 29—42% соответственно. Концентрация суммы этих кислот в отдельных говяжьих жирах (55—60%) более постоянна. Это, вероятно, связано с различной активностью десатураз, превращающих стеариновую кислоту в олеиновую, в разных жировых тканях. В жире содержится также 27—34% пальмитиновой кислоты, 4—6% миристиновой, 3—5% пальмитолеиновой, по 1—2% линолевой и 14 : 1 кислот и следы 18 : 3. Таким образом, в большинстве жиров 50—75% всех ацилов — насыщенные. Жирнокислотный состав отдельных тканей зависит от их анатомического положения. Так, внутренние слои подкожного жира, почечный и кишечный жир содержат больше стеарата в составе кислот с m = 18, чем внешний подкожный жир, и от- <\br> личаются от него по ПТС, а жир брыжейки занимает промежуточное положение [84, 172, 207, 213, 655, 705, 805, 826, 953].

Позиционное распределение ацилов в говяжьем жире, как и в других животных жирах, за исключением свиного, в большей степени определяется ненасыщенностью, чем длиной цепи. Однако избирательное сродство U-ацилов к 2-положениям в этом жире много ниже, чем в растительных маслах, а такая насыщенная кислота, как миристиновая, сосредоточена преимущественно в 2-положениях. В среднем 2-положения глицеридов содержат 8—10% миристиновой, 2—3% тетрадеценовой, 15—20% пальмитиновой, 6—9% пальмитолеиновой, 2—10% стеариновой, 52—60% олеиновой и 3—5% линолевой кислот. Несимметричность строения глицеридов выражена сравнительно слабо; кислоты с m = 14—16 большей частью сосредоточены в 1-, а кислоты с m = 18, в том числе и стеариновая — в 3-положениях [84, 144, 172, 207, 213, 368, 369, 705].

Типовой состав говяжьего жира зависит от состава кислот: при росте [S] с 50 до 73% наблюдается повышение [S₃] с 13 до 30% и [S₂U] с 40 до 58% при одновременном снижении [SU₂] с 33 до 20% и [U]₃ с 8 до 3%, причем в S₂U около 13—18% составляет SSU, а в SU₂ доля USU равна 3—6%. Говяжий жир отличается от свиного тем, что типовой состав его глицеридов близок к статистическому и специфическому ограниченно-статистическому типовому составу. Однако ПТС и ПВС говяжьего жира резко отличаются от статистического из-за преобладания U в 2-положении и удовлетворительно согласуются с вычисленными по Вандер Валю. Хроматографические данные по видовому составу и ПВС этого жира еще не получены. Предполагается, что к числу главных глицеридов относятся ПОО, СОО, СОП, ПОП, ППО, ППС и ППП [84, 172, 207, 213, 368, 491, 655, 805, 826, 953, 954].

Бараний жир сходен с говяжьим по жирнокислотному составу и отличается от последнего лишь несколько пониженной концентрацией кислот с m = 14—16 и повышенным уровнем стеариновой и олеиновой кислот. В среднем в бараньем жире содержится 35—43% олеиновой, 30—35% стеариновой, 21—26% пальмитиновой, 2—4% миристиновой и 1—2% пальмитолеиновой и линолевой кислот. Значение [S] обычно не превышает 60% и, как всегда, зависит от анатомического положения ткани. Сходен с говяжьим и состав 2-положений — около 60% кислот приходится здесь на долю олеиновой, а ¹/₂ S-кислот — на стеариновую. Интересно, что в 2-положениях глицеридов лимфы овцы уровень пальмитиновой кислоты достигает 55%, что сближает их с глицеридами свиного жира. Типовой состав бараньего жира (15—20% S₃, 39—42% S₂U, 27—34% SU₂ и 5—8% U₃) близок к статистическому и позиционно-статистическому уровню, но ПТС отличается от статистического, поскольку SSU и USU занимают в составе S₂U и SU₂ соответственно приблизительно <\br> ту же долю, что и в говяжьем жире; по ПВС эти жиры также сходны. О полиморфизме глицеридов бараньего и говяжьего жира см. стр. 149 [84, 172, 207, 213, 289, 368, 655, 705, 805].

Из жиров других копытных по составу глицеридов изучены жиры оленя, козы, бегемота, верблюда и лошади. По типовому составу и ПТС жиры оленя и козы фактически не отличаются от говяжьего или бараньего жира с соответствующей величиной [S]. По жирнокислотному составу ([S] = 58—60%) олений жир близок к бараньему, а по составу 2-положений — к говяжьему [84, 368, 705]. Жиры бегемота и верблюда по составу кислот жира аналогичны говяжьему; однако преобладание олеиновой кислоты в 2-положениях выражено здесь резче, а содержание пальмитиновой и стеариновой в 3-положениях не превышает 10—15% и 6—7% соответственно [705].

Жир лошади отличается от жиров парнокопытных большей ненасыщенностью ([S] = 36%). Наряду с 16—17% линоленовой он содержит 34—37% олеиновой, 26—27% пальмитиновой, по 4—7% стеариновой, пальмитолеиновой и линолевой и 2—4% миристиновой кислот. Концентрация S в 2-положениях не превышает 17%. Пальмитиновая кислота, как обычно, сосредоточена преимущественно в 1-положениях, олеиновая — в 3-положениях, а другие ацилы распределяются симметрично. Найденные значения [S₃] и [S₂U] лошадиного жира близки к статистическим; однако [SU₂]RD оказался ниже, а [U₃]RD — выше найденного [144, 655].

Глава 15. СОСТАВ ТРИГЛИЦЕРИДОВ ПЕЧЕНИ И МОЛОЧНОГО ЖИРА

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ПЕЧЕНИ СВИНЕЙ И РОГАТОГО СКОТА

В липидах печени млекопитающих содержится значительно меньше триглицеридов, чем в жировой ткани, а сами эти глицериды, как правило, отличаются по составу от запасного жира соответствующего вида животного. Вместе с тем жиры печени различных млекопитающих имеют ряд общих признаков: пониженное содержание стеариновой и пальмитиновой, повышенную концентрацию линолевой и присутствие 2—4% арахидоновой кислоты. Обычно по составу кислот эти триглицериды ближе к фосфолипидам печени, чем к триглицеридам жировой ткани. Более подробно изучены глицериды печени свиньи, крупного рогатого скота и грызунов.

Печень свиньи по величине [S]/[U] ≈ 0,7 и по набору кислот в триглицеридах близка к соответствующей жировой ткани, однако в видовом составе кислот имеются отклонения, отмеченные выше. Данные о позиционном распределении ацилов противоречивы: согласно одним результатам, в 2-положениях, как и в запасном жире, сосредоточены миристиновая, пальмитиновая <\br> и пальмитолеиновая кислоты; согласно другим, печеночный жир свиньи построен подобно большинству животных жиров, но отличается преобладанием U-кислот и низким (не более 15%) уровнем пальмитиновой кислоты в 2-положениях. На основе последних данных определили типовой состав и ПТС жира печени; соотношение между найденным и вычисленным статистическим типовым составом было таким же, как и для запасного жира (стр. 209). ПТС обнаруживал обычные для животных жиров отклонения от статистического уровня. Результаты вычисления ПВС противоречивы; более однородны данные по олефиновому составу: около ¹/₂ глицеридов имеет е = 2 и 3, а доли глицеридов с е = 1, 4 и 5 приблизительно одинаковы [84, 105, 137, 837].

Триглицериды печени крупного рогатого скота по жирнокислотному составу сильно отличаются от запасных глицеридов: содержание стеариновой кислоты снижено до 4%, примерно равные концентрации олеиновой и пальмитиновой составляют в сумме около 80%, содержание пальмитолеиновой повышено до 6%, а остаток приходится на долю 18 : 3, 18 : 2, 14 : 0, 15 : 0 и других минорных компонентов. В 2-положениях преобладают U-ацилы, а все S-ацилы находятся в основном в 1,3-положениях. Типовой состав глицеридов близок к статистическому, а ПТС и ПВС соответствуют вычисленным по Вандер Валю. К главным глицеридам относятся SOO, SOS, SSO и ООО, составляющие вместе около 80% от суммы [837].

Триглицериды печени овец, в отличие от соответствующих компонентов печени крупного рогатого скота, по концентрации стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислот почти не отличаются от запасного жира низкой ненасыщенности, но содержат около 12% миристиновой и по 5% пальмитолеиновой и линолевой кислот. Состав 2-положений также характеризуется высокой насыщенностью (около 30—50% S — пальмитиновой, миристиновой и 15% стеариновой). В этих глицеридах обнаружены многократно разветвленные кислоты, не отщепляемые липазой из-за стерических затруднений. Типовой состав глицеридов почти совпадает со статистическим, но в ПТС имеются значительные отклонения. Равные количества S₃ и SU₂ составляют ¹/₂ триглицеридов, а содержание U₃ не превышает 5% [84, 289].

ТРИГЛИЦЕРИДЫ ПЕЧЕНИ ГРЫЗУНОВ И ХИЩНИКОВ

В противоположность глицеридам печени овец, триглицериды печени крысы, получающей безжировой рацион, содержат 25% S, а [S]₂ составляет здесь всего 11% (почти полностью пальмитиновая). Главными кислотами являются линолевая (42%), олеиновая (25%) и пальмитиновая (21%), составляющие вместе с арахидоновой и стеариновой около 95% суммы кислот. Повышенная ненасыщенность жира отражается на его ПТС: содержится всего <\br> Таблица 23 Позиционно-типовой состав триглицеридов печени крысы на безжировом рационе (в вес %) [105]

по 2% SSS и USU и 4—7% SSU, а из высоконенасыщенных изомеров имеется 60% SUU, 14—18% UUU и 12—15 SUS. По одним данным, типовой состав и ПТС этих глицеридов хорошо соответствует теории Вандер Валя [224, 837], а согласно другим, по-видимому более достоверным результатам, значительно от нее отклоняется: независимо от наличия жиров в рационе, величины [SUS]vw и [UUU]vw сильно завышены, а значения [SUU]vw — занижены против найденных (табл. 23) [15, 107, 211].

Существует также мнение о полном соответствии видового состава глицеридов печени крысы теории Вандер Валя [837]. Однако данные о резко несимметричном распределении S и U между положениями 1 и 3 этих глицеридов и об отсутствии жирнокислотной специфичности при ацилировании 1,2-диглицеридов (стр. 277) противоречат этому выводу. В табл. 24 приведены результаты разделения триглицеридов преобладающего в жире SU₂-типа и последующего стереоспецифического анализа отдельных фракций с применением диглицеридкиназы. Найденный состав триглицеридов сравнивали с составом, вычисленным по составу кислот 1-, 2-, 3-положений, и обнаружили, что он значительно ближе к составу, рассчитанному по данным стереоспецифического анализа, чем к S-видовому составу, вычисленному по теории Вандер Валя. В то же время резкое преобладание S₁-изомеров во всех SU₂-глицеридах приводит к тому, что уравнения Вандер Валя становятся полностью непригодными для расчета стереовидового состава триглицеридов печени крысы [616, 882, 883].

Наконец, следует упомянуть о сходных между собой триглицеридах печени кролика и собаки. В них имеются примерно равные количества S и U, причем в составе первых содержится около 40% пальмитиновой и одинаковые концентрации миристиновой и стеариновой, а в последних — 30—40% олеиновой, 10—16% линолевой и 3—7% пальмитолеиновой кислот. В 2-положениях глицеридов довольно много S-ацилов (около 16—34%), с преобладанием пальмитата и миристата; в этих же положениях со- <\br> Таблица 24 Вычисленный и найденный стереовидовой состав SU₂-триглицеридов и печени крысы (в вес %) [882]

средоточена большая часть ненасыщенных кислот. Типовой состав глицеридов близок к статистическому, как это наблюдается и в жировых тканях тех же животных. Однако ПТС печени, в отличие от жировых тканей, значительно отличается от статистического: 6—7% S₃, 7—12% SSU, 2—5% USU, 22—33% SUS, 28—39% SUU и 12—16% U₃ [84, 733].

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ МОЛОЧНОГО ЖИРА

Еще в начале ХІХ в. Шеврель именно на примере молочного жира установил химическую природу триглицеридов (стр. 10). Он обнаружил в этом жире летучие жирные кислоты — масляную, капроновую и каприновую [288, 368]. Однако и сейчас молочный жир исследован еще недостаточно, а имеющиеся данные относятся главным образом к жирам крупного и мелкого рогатого скота. В то же время знать глицеридный состав молочного жира необходимо, поскольку триглицериды являются важнейшей составной частью липидов молока, а распределение ацилов во многом обусловливает качество сливочного масла и других молочных продуктов [120, 425, 596].

При помощи газохроматографического анализа бутиловых или 2-хлорэтиловых эфиров жирных кислот (в программированном температурном режиме), а также другими методами обнаружили, что кислоты важнейших молочных жиров имеют m = 4—26. Обычно преобладают пальмитиновая (около 25%), олеиновая (35—40%; в эту величину входит около 7% транс-вакценовой и других транс-18 : 1 кислот), летучие кислоты с <\br> m = 4—10 (15—20%), миристиновая и стеариновая (по 5—10%). Именно эти кислоты чаще всего учитываются при вычислении триглицеридного состава. Всего же в молочном жире содержится 64 жирные кислоты — н-насыщенные («четные» и «нечетные»), н-моно-, -ди-, -три- и полиненасыщенные (цис- и транс-изомеры), изо-, антеизо- и многократно разветвленные кислоты. Кроме летучих кислот для молочного жира характерны Δ⁹-гомологи олеиновой с m = 10—16. Содержание в коровьем молоке линолевой кислоты, незаменимой в питании животных, по-видимому, незначительно. В молочных жирах много минорных компонентов, причем 27 из них составляют в сумме 1% от общего количества кислот. Жиры молока отдельных видов животных различаются по жирнокислотному составу. Содержание летучих кислот в молочном жире травоядных выше, чем в других молочных жирах, причем среди летучих кислот молока коровы преобладают C₄—₆-, овец и коз — C₈—₁₀-, а лошади, крольчихи и крысы — C₈—₁₂- жирные кислоты. У других животных молочные жиры обычно сходны по составу с запасными: например, для молока свиньи и человека характерна линолевая кислота, для молока морских животных — полиненасыщенные кислоты с m = 20—22 и т. д. Глицеридный состав этих жиров изучен еще мало; при дальнейшем изложении термином «молочный жир» обычно обозначается жир коровьего молока [104, 127, 424, 425, 592, 885].

ГРУППОВЫЕ КАТЕГОРИИ СОСТАВА ТРИГЛИЦЕРИДОВ МОЛОЧНОГО ЖИРА

Исследование углеродного состава триглицеридов позволило разделить изученные до сих пор молочные жиры на три группы. К одной из этих групп принадлежат жиры коровьего, козьего и овечьего молока, которые отличаются большим набором триглицеридов от m = 26 до m = 56 с двумя максимумами при m = 38—40 и 50—52. Даже в самой летучей фракции глицеридов не обнаружены C₂₄ и более легкие компоненты, которые содержали бы два и три остатка летучих кислот. При газовой хроматографии триглицеридов между главными «четными» пиками обычно обнаруживаются минорные пики, содержащие триглицериды с одним «нечетным» или разветвленным ацилом. В видовом составе каждого «четного» пика триглицерида, имеющего обычно все главные кислоты исходного жира, может быть десять и более компонентов, поэтому видовой состав молочного жира, по данным углеродного состава, можно определить лишь весьма приближенно. Изучение насыщенных и моноеновых глицеридов фракции молекулярного дистиллята жира с m = 26—38 (см. рис. 3) позволило установить, что олеиновая кислота содержится главным образом в триглицеридах с m = 36—38. Как показывает рис. 8, найденный углеродный состав молочного жира значительно отличается от статистического по числу и концентрации отдель- <\br> ных пиков. Это различие выражено еще сильнее в наиболее летучих фракциях жира. Переэтерификация (см. рис. 9) вызывает заметные изменения в углеродном составе, которые указывают на преимущественное образование пальмитодистеарина и триглицеридов с короткой цепью. По углеродному составу молочного жира можно легко установить его фальсификацию: примесь даже 5—10% свиного жира или растительного масла достоверно обнаруживается по непропорциональному увеличению пиков с m = 52 и 54 [104, 127, 248, 592, 596—598, 775, 884, 885].

В олефиновом составе молочного жира найдено 35 фракций. При обычной тонкослойной хроматографии триглицериды молока разделяются на фракции Д₃ и КоД₂ в отношении 2 : 1 (Ко и Д — остатки жирных кислот с m < 12 и с m ≥ 12 соответственно), что само по себе исключает возможность статистического распределения. При переэтерификации жира получали статистические количества Ко₃, Ко₂Д и КоД₂ [104]. Тонкослойная хроматография диглицеридов — продуктов частичного деацилирования триглицеридов молочного жира — дала три зоны: 1,2(2,3)-КоД, 1,3-КоД + 1,2(2,3)-ДД и 1,3-ДД [1011]. Отдельные фракции, полученные противоточным распределением, больше отклоняются от статистического распределения, чем исходный жир [884].

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ КАТЕГОРИИ СОСТАВА ТРИГЛИЦЕРИДОВ МОЛОЧНОГО ЖИРА И ЕГО БИОСИНТЕЗ

Липазный гидролиз показал, что, в отличие от большинства животных жиров, в 1,3-положениях глицеридов молочного жира преобладают стеариновая, октадеценовая и иногда каприновая кислоты, а в 2-положениях — лауриновая, миристиновая, тетрадеценовая, гептадекановая, пальмитиновая и пальмитолеиновая. Вычисленный по этим данным ПТС жира отличается от статистического. Значительных различий между отдельными положениями по содержанию линолевой и линоленовой кислот не было обнаружено [73, 110, 119, 120, 127, 288, 368, 425, 445, 597, 598, 669, 884, 995]. Положение летучих кислот окончательно не установлено, поскольку липаза для этой цели непригодна (стр. 117). Можно лишь предположить, что эти кислоты в большей мере сосредоточены в 1,3-положениях [104, 119, 120, 599, 775].

Несмотря на очевидное несоответствие других категорий состава молочного жира статистическому распределению, его типовой состав приближается к статистическому. Возможно, это объясняется сильной гетерогенностью и большой сложностью жира, который, имея 64 вида кислот, может содержать свыше 250 000 триглицеридов. Высокая концентрация S₃ в молочном жире (15—40%) определяет его большую твердость [73, 110, 884]. Триглицериды оболочки глобулы молочного жира тверже остального жира, так как они не содержат летучих кислот и по строению напоминают свиной жир. В 2-положениях этих глицеридов имеются <\br> почти исключительно насыщенные кислоты с m = 14—18, а в 1,3-положениях — каприновая, лауриновая, олеиновая и линолевая [288, 995].

Вследствие несоответствия состава триглицеридов молочного жира статистическому распределению вопрос о возможном механизме их биосинтеза остается открытым. Предположение Хилдитча о возникновении летучих кислот путем ступенчатого укорочения остатков олеиновой кислоты в триглицеридах рациона или путем селективного обмена этих остатков на ацилы летучих кислот в дальнейшем не подтвердилось. В настоящее время твердо установлено гетерогенное происхождение молочного жира: с одной стороны, этот жир возникает из глицеридов пищи, поскольку в нем легко обнаружить включаемые в рацион необычные жирные кислоты (эруковую, 9,10-Н³-стеариновую и др.); с другой стороны, летучие кислоты триглицеридов синтезируются в самой молочной железе из ацетата и оксибутирата. Если учесть к тому же, что летучие кислоты встречаются в молочном жире только в составе КоД₂-триглицеридов, то можно предположить, что триглицериды молока образуются из поступающих в молочную железу диглицеридов с длинной цепью в результате ацилирования последних эндогенными летучими кислотами. Однако более вероятно, что диглицеридные предшественники молочного жира также возникают в самой железе. В пользу этого вывода свидетельствует тот факт, что диглицериды, получаемые при липазном гидролизе молочного жира, и нативные диглицериды, заведомо синтезированные самой железой, сходны по жирнокислотному составу [120, 127, 288, 368, 599, 669, 775].

По углеродному составу их молочных жиров кроме жвачных исследованы еще две группы животных. Жиры лошади, крольчихи и крысы сходны по широте спектра триглицеридов с жирами жвачных из-за преобладания кислот с m = 8—12, содержание которых в кроличьем молоке достигает 65, а в крысином — 24%. У лошади первый максимум газовой хроматограммы триглицеридов молока смещен к C₄₂, а «нечетные» триглицериды отсутствуют. Молочный жир крысы имеет лишь один максимум при C₄₀—₄₄, а жир кроличьего молока — три максимума при m = 26—28, 34—36 и 42—44. Молочный жир мыши, содержащий глицериды с m = 32—56 с максимумом при m = 52, служит переходной ступенью к последней группе, в которую входят молочные жиры человека, собаки и морской свинки, имеющие узкий спектр глицеридов с m = 44—54 из-за отсутствия в них кислот с m < 10 [127, 885].

Глава 16. ВЛИЯНИЕ ТРИГЛИЦЕРИДОВ РАЦИОНА НА ТРИГЛИЦЕРИДНЫЙ СОСТАВ ЖИРОВ ОРГАНИЗМА

ВЛИЯНИЕ ТРИГЛИЦЕРИДОВ РАЦИОНА НА СОСТАВ ТРАНСПОРТНЫХ ТРИГЛИЦЕРИДОВ

Большинство транспортных и запасных жиров, как правило, образуется из эндогенных жирных кислот за счет безжировой части рациона — углеводов и белков [846]. В то же время значительное влияние на жирнокислотный и триглицеридный состав и на строение этих жиров оказывают триглицериды рациона, способные включаться во внутриклеточные липиды без разрушения своих алифатических цепей и без гидролиза всех сложноэфирных связей [203]. Точный учет этого влияния важен для понимания механизма биосинтеза триглицеридов, для изучения этиологии и терапии болезней сердечно-сосудистой системы в связи с липидным составом рациона, а также для поисков практических способов направленного изменения технологических и пищевых свойств животных жиров [781].

Перестройка структуры глицеридов рациона путем ацильной миграции, обеспечивающая гомеостазис физических свойств запасного жира, происходит, по-видимому, в печени или в самой жировой ткани, поскольку транспортные глицериды обычно сходны по строению с триглицеридами рациона (стр. 220) [800, 961]. Многочисленные данные об адекватном изменении жирнокислотного состава липидов организма под действием того или иного состава жирных кислот в рационе здесь не рассматриваются [368].

Триглицериды рациона в тонком кишечнике на 60% гидролизуются панкреатической липазой, давая СЖК и 2-моноглицериды, которые после соединения с желчнокислыми солями образуют гидрофильную мицеллу, способную проникать через стенку кишечника в лимфатическую систему [699, 703]. Ресинтез триглицеридов из липидов мицеллы и эндогенных жирных кислот при этом проникновении приводит к появлению хиломикронов плазмы и лимфы — транспортной формы триглицеридов [204, 217, 846].

Ненасыщенные кислоты и моноглицериды всасываются с одинаковой скоростью, а насыщенные кислоты с m > 12 уступают в этом отношении соответствующим моноглицеридам, которые легко всасываются без гидролиза: моноглицериды с m < 12 расщепляются в слизистой вследствие легкой миграции ацилов летучих кислот (стр. 117) [99, 202]. Несмотря на это, транспортные глицериды часто сходны с пищевыми по [А] и [А]₂ отдельных видов кислот [109, 961]. Для изучения превращений липидов в организме обычно применяют свободные жирные кислоты, а также глицериды с определенным ПВС или с характерным рас- <\br> Рис. 35. Расщепление, поглощение и ресинтез триглицеридов в кишечнике Цифры жирным шрифтом — соотношения различных продуктов расщепления и ресинтеза триглицеридов в расчете на остатки глицерина; цифры тонким шрифтом — то же, в расчете на остатки жирных кислот; α, β — жирные кислоты, занимающие соответственно 1-3- или 2-положение в исходных триглицеридах

пределением меченых ацилов; после экспозиции, длящейся от нескольких часов до нескольких недель, выделяют триглицериды тех или иных органов и определяют состав или радиоактивность продуктов их липазного гидролиза in vitro (стр. 116) [118, 845, 987].

Через 10 час. после скармливания крысам олеата-, пальмитата- или стеарата-C¹⁴ 70—90% соответствующих ацилов триглицеридов лимфы содержали C¹⁴ [217, 987]. Если в рацион включали Г*-1-О*, Г*-1,3-ОО, Г-ООО, Г-ООО, ГООО, Г*ООО или ГООО (Г — остаток глицерина, * — наличие C¹⁴), то в первые часы после скармливания меченого моно-, ди- или триолеина в триглицеридах лимфы обнаруживалось лишь 22% эндогенного немеченого глицерина. Хотя 75% жирных кислот жира рациона всасывалось в свободном виде, их участие в ресинтезе транспортных триглицеридов привело к тому, что в составе последних до 88% 1,3-ацилов и 75% 2-ацилов содержались в тех же положениях, что и в жире рациона (рис. 35) [699, 845]. Аналогичные данные были получены при введении крысам необычного триглицерида трипентадеканоина [961]. В течение следующих суток C¹⁴-триглицериды хиломикронов постепенно разбавлялись эндогенными липидами [118, 204, 703].

Сходство триглицеридов из рациона и из хиломикронов по ПВС, отражающее моноглицеридный путь биосинтеза триглицеридов в слизистой (стр. 264), доказано скармливанием животным синтетических или природных жиров определенной структуры [118]. Так, при скармливании крысе или свинье свиного жира или ОСО, ОПО и других глицеридов значение [S]₂ в транспортных глицеридах превышало 78%, а при введении масла какао, арахиса или кукурузы [S]₂ не достигало и 15%, причем в двух последних случаях независимо от ПВС жировой ткани того или иного животного среди U₂ хиломикронов преобладала линолевая кислота [800].

Различия по ПВС между транспортными и пищевыми глицеридами вызваны примесью эндогенных жиров (стр. 222), ацильной миграцией при гидролизе и ресинтезе (редко превышающей 10—15%) и, наконец, той или иной жирнокислотной специфичностью ацилтрансфераз слизистой и хиломикронов; в результате транспортные глицериды по ПВС обычно занимают промежуточное положение между экзо- и эндогенными триглицеридами [699, 813]. Роль миграции ацилов проявляется сильнее при всасывании жиров, богатых летучими кислотами, например, кокосового масла [202]. При введении его крысам [Ла]₂ исходного масла, содержимого и слизистой кишечника, хиломикронов и жировой ткани составило 59, 53, 38, 33 и 18% соответственно, что указывает на постепенное приближение ПВС жира рациона к строению SUS, свойственному запасному жиру крысы [99].

Влияние жирнокислотной специфичности биосинтеза изучали путем скармливания крысам переэтерифицированных жиров или <\br> свободных кислот [217]. В первом случае 1,3-положения глицеридов хиломикронов занимают стеариновая или олеиновая кислоты (особенно при отсутствии линолевой кислоты в рационе), а также элаидиновая кислота; в 2-положения преимущественно включаются пальмитиновая, линолевая и полиненасыщенные кислоты с m = 20—22 [204]. СЖК рациона в хиломикронах по глицерофосфатному пути биосинтеза превращаются в триглицериды, ПВС которых обычно соответствует эндогенному [109]. Интенсивность и направление присоединения свободных кислот сильно зависят от уровня линолевой кислоты в рационе или эн- <\br> догенных транспортных липидах: при высоком содержании линолевая кислота конкурирует за 2-положения с пальмитиновой и олеиновой, что приводит к их преимущественному присоединению в 1,3-положения. Таким образом, синтез транспортных триглицеридов в целом контролируется специфическими ацилтрансферазными ферментами, и ПВС этих глицеридов далек от статистического [846, 961].

ВЛИЯНИЕ ТРИГЛИЦЕРИДОВ РАЦИОНА НА СОСТАВ ТРИГЛИЦЕРИДОВ ЖИРОВЫХ ТКАНЕЙ

Транспортные триглицериды плазмы и лимфы поступают в жировую ткань и печень и откладываются там в виде запасных триглицеридов [987]. ПВС тех и других можно сравнить по величине j_t = [A]₂/[A]₁,₃ = 2[A]₂/3([A] — [A]₂), вычисляемой по данным липазного гидролиза, а степень удерживания состава меченых жирных кислот, свойственного 2-положениям триглицеридов рациона, или так называемой «2-моноглицеридной структуры» этих глицеридов, — по величине S_R = 100 ([A]₂ жировой ткани — 33) : ([А]₂ рациона — 33), где [А]₂ — радиоактивность кислоты А в 2-положении глицеридов в % от ее радиоактивности в сумме глицеридов, 33 — теоретическая доля радиоактивности ацилов в 2-положениях при полной рандомизации глицеридов рациона в жировой ткани [143]. Введение свободных кислот и их соответствующих триглицеридов оказывает сходное действие на ПВС глицеридов жировой ткани благодаря быстрой этерификации СЖК в хиломикронах [781].

Триглицериды рациона, как правило, изменяют соответственно своему составу жирнокислотный состав жировой ткани, а на типовой состав ее глицеридов оказывают меньшее влияние [203]. Последний в большинстве тканей в общем напоминает статистический (стр. 199); под действием жиров рациона он качественно не меняется, а количественно колеблется в сравнительно узком диапазоне вблизи основного типового состава, соответствующего триглицеридам чисто эндогенного происхождения [817]. Значительные отклонения от этого правила наблюдали лишь в отдельных случаях; так с ростом [U₃] в рационе уровень U₃ в организме обычно несколько возрастает [800]. ПТС вновь отложившихся в жировой ткани глицеридов в большей степени определяется специфичностью эндогенного жирового обмена этой ткани и всего организма, чем строением транспортных триглицеридов [224, 846]. Так, триглицериды, образовавшиеся в жировой ткани человека, получавшего с пищей свиной жир, содержали в 2-положениях преимущественно ненасыщенные ацилы [564].

ПТС глицеридов смешанного происхождения обычно приближается к вычисленному по Вандер Валю и изменяется в более узком диапазоне, чем ПТС жира рациона [955]. Если диапазон [S] в рационах различного состава равнялся 1—64%, то величины [S], <\br> [S]₁,₃ и [S]₂ в триглицеридах жировой ткани изменялись от 26 до 38, от 35 до 46, и от 5 до 30% соответственно [781].

При высокой концентрации той или иной жирной кислоты в рационе ее содержание в соответствующем положении запасных триглицеридов повышается. Значения j_t для С, П и М жировой ткани обычно ниже единицы [938]. Жирнокислотный состав глицеридов внутренних органов (печени и др.) меняется под действием жиров рациона медленнее, чем в жировой ткани. В печени величина j_t С, П и М близка к единице [733].

При изучении всасывания триглицеридов, богатых ненасыщенными кислотами, было обнаружено, что в жировой ткани мыши на рационе, лишенном линолевой и арахидоновой кислот, величина j_t этих кислот обычно много выше единицы [647]. После длительного скармливания растительных масел, когда в запасном жире достигается [Л] ≥ 33%, может наблюдаться j_t < 1; если мышей снова перевести на безжировой рацион, то j_t быстро возвращается к норме вследствие первоочередного расходования линолеата из 1,3-положений [937—939]. Величина [Л]₂ не зависит от состава рациона [800]. В жировой ткани крысы олеиновая кислота отличается значительно меньшим, чем линолевая, сродством к 2-положениям и меньшей способностью к замещению S-ацилов в 1,3-положениях при ее избытке в рационе [203, 224, 781].

При частичной или полной замене цис-связей (с) в олеиновой или линолевой кислоте транс-связями (t) снижается включение этих кислот в 2-положения триглицеридов жировой ткани крыс, выращенных на безжировом рационе: для cc-, ct- и tt-изомеров 18 : 2 отмечено параллельное снижение j_t с 4,9 до 0,5 и снижение сродства данного изомера к ацилтрансферазе, специфичной для 2-положений, что доказывает участие этих ферментов в биосинтезе триглицеридов in vivo. С ростом концентрации транс-кислот в рационе их уровень в 1,3-положениях возрастает; одновременное снижение общей ненасыщенности в 2-положениях приводит к тому, что запасные глицериды крысы начинают приобретать несвойственное им строение USU [616, 648, 811, 812].

Полиненасыщенные кислоты рациона с m = 20—22 в жировых тканях норки и крысы распределяются различно. В жире норки наблюдалась прямая зависимость между РМ отдельных видов кислот (стр. 47) и значением их j_t (более гидрофильные ацилы 14 : 0, 16 : 0, 16 : 1, 18 : 2 — преимущественно в 2-положении, а более липофильные — 18 : 0, 20 : 1, 22 : 1, C₂₀—₂₂-полиненасыщенные — главным образом в 1,3-положении). В жире крысы величина j_t была пропорциональна е кислот — все S-ацилы независимо от m находились в основном в 1,3-положениях [141].

Среди моноеновых ацилов (m = 16—22) глицеридов обоих животных ацилы с центральным положением двойной связи (16 : 1⁹, 18 : 1⁹, 20 : 1¹¹, 22 : 1⁹⁺¹¹), образовавшиеся (за исключением ацилов с m > 18) эндогенно, путем дегидрирования <\br> Рис. 36. Распределение массы (1) и радиоактивности (2) между жирными кислотами рациона и лецитина хиломикронов а — рацион А; б — рацион В; в — лецитин А; г — лецитин В

соответствующих S-кислот, были выше по величине j_t, чем изомеры с несимметричным положением связи (16 : 1⁷, 16 : 1¹¹, 18 : 1⁷, 18 : 1¹¹ и др.), которые поступали с рационом [135]. Таким образом, ацилы в 1,3-положениях, возможно под влиянием обратимого действия липазы жировой ткани (стр. 113), быстрее обмениваются с ацилами экзогенных липидов, чем остатки кислот в центральных положениях триглицеридов [353, 733].

РОЛЬ ЭНДО- И ЭКЗОГЕННЫХ ТРИГЛИЦЕРИДОВ В СТРУКТУРЕ ТРИГЛИЦЕРИДОВ И ФОСФОЛИПИДОВ ЖИВОТНЫХ ТКАНЕЙ

Существование у высших животных сильной перестройки 2-моноглицеридной структуры пищевых и транспортных жиров [938, 846], которая предшествует отложению последних в запас и отражает биосинтез триглицеридов в организме de novo по глицерофосфатному пути, можно показать на примере позиционно-S-видового состава запасных глицеридов крыс, четыре месяца получавших свиной жир (табл. 25) [800]. Эта перестройка выражается в отрицательной величине S_R после скармливания крысам синтетических ОПО и ООТО* (обозначения * и Т на стр. 220 и 119) [143]. Пока еще не известно, где именно меняется ПВС транспортных глицеридов на их пути к жировой ткани и какова здесь роль печени и липопротеиновой липазы плазмы [118, 262, 733]. У более низкоорганизованных животных — беспозвоночных и рыб — величина S_R составляла +50—80%, что указывает на образование их запасных жиров по моноглицеридному пути биосинтеза и на значительное сохранение 2-моноглицеридной структуры жиров морского планктона, в которых полиненасыщенные кислоты с m = 20—22 находятся в 2-положениях (стр. 202) [132].

Таблица 25 Позиционно-S-видовой состав глицеридов жировой ткани крыс, получавших в рационе свиной жир (в вес %)

Таким образом, несмотря на значительную роль жиров рациона в адекватном изменении строения глицеридов животного организма, в целом позиционный состав запасных триглицеридов определяется в первую очередь потребностями самого организма и спецификой его обмена веществ.