Что такое стерины в молочных продуктах
Что такое стерины в молочных продуктах
Не секрет, что значительное расширение ассортимента продуктов питания на потребительском рынке не обходится без стремления выпускать явные подделки или продукцию заведомо заниженного качества. В настоящее время на рынке присутствует значительное количество фальсифицированной продукции. Чаще всего фальсификации подвержены дорогостоящие виды продукции, в том числе молочной.
Как правило, для фальсификации жировой фазы молочных продуктов наиболее часто используют гидрированные растительные жиры или их смеси с другими растительными маслами. Такие композиции часто продаются как заменители молочного жира, жиры для кондитерской промышленности и производства мороженого.
Достоверными показателями, характеризующими качества жировой фазы молочной продукции, являются жирнокислотный состав, а также состав стериновой фракции, которые определяются хроматографическими методами.
Состав стериновой фракции имеет сильную зависимость от природы жира, так как при использовании животного жира (молочного), в стериновой фракции будет находиться только холестерин. Растительные жиры в своем составе холестерина практически не имеют, зато содержат другие стерины растительного происхождения: брассикастерин, кампестерин, стигмастерин и т.д. По наличию этих стеринов можно судить о примесях растительного масла в животном жире.
С мая 2017 сотрудниками отдела хроматографических исследований ФГБУ «Кемеровская МВЛ» успешно освоен и внедрен в работу ГОСТ 33490-2015 «Молоко и молочная продукция. Обнаружение растительных масел и жиров на растительной основе методом газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием».
В мае 2017 года в отдел хроматографических исследований ФГБУ «Кемеровская МВЛ» поступило 8 проб молочной продукции на определение стеринов в жировой фазе.
В ходе исследований было установлено, что в 4 образцах обнаружены стерины растительного происхождения, что свидетельствует о фальсификации жировой фазы растительными маслами. Среди фальсифицированной продукции оказались 3 образца мороженного и 1 образец сухого молока.
Стерины
Стерины, также известны как стероидные спирты, принадлежат к классу химических веществ, значимых для организма.
Они состоят из частей, которые могут растворяться как в жироподобной, так и водной среде. Наиболее известный человеческий стерол – холестерин, который служит предшественником стероидных гормонов и жирорастворимых витаминов. В качестве биодобавки многие принимают растительные стерины, такие как витамины А, D, Е или К.
Стерины в группе липидов
Не столь важно, кто и как называет это вещество – жир или липиды. Более значимо – понимать разницу между разными видами липидов. Жиры, наряду с протеинами и углеводами, являются одними из важнейших макроэлементов, а в природе существует немало их разновидностей, которые выполняют разные функции.
В широком смысле слова «липиды» – это: жиры (насыщенные, моноглицериды, диглицериды, триглицериды), воски, стерины, фосфолипиды.
И что интересно, почти все они взаимодействуют между собой. Жирные кислоты служат основой для молекул триглицеридов, стеролов, насыщенных и ненасыщенных жиров. Триглицериды играют роль хранилища энергии для тела. А стерины представляют собой подгруппу стероидов, которые встречаются в природе в растительных и животных организмах. Они являются структурной частью клеток, а также функционируют по принципу гормонов.
Общая характеристика
Стерины – высокомолекулярные циклические спирты, принадлежащие к классу липидов, от которых зависят многие биологические процессы в организме, а также структура клеточных мембран.
Биосинтез стеринов происходить во всех эукариотах (растения, животные, грибы), но они практически отсутствуют в прокариотах (бактериях). В окаменелостях, возраст которых превышает 2,5 миллиарда лет, ученые нашли стераны (органическое вещество, служащее основой для стероидов). Этот факт позволил исследователям сделать вывод, что стерины сыграли роль в эволюционном развитии. Выявление стероидных и тритерпеновых углеводов свидетельствует о кислородном фотосинтезе в те древние времена. Увеличение концентрации оксигена в атмосфере способствовало эволюции самих стеринов, а те в свою очередь, помогли зарождению эукариот (сложных организмов на земле).
Стерины образуют важную группу среди стероидов. Эти устойчивые к омылению (гидролиз с образованием кислоты и спирта) вещества в значительной концентрации были найдены в тканях животных и растений. В телах позвоночных стерины концентрируются в надпочечниках (почти 10 процентов веса), нервных тканях (около 2 процентов), печени (0,2 %). В клетках мозга стерол представлен в форме холестерина. Кроме того, в высоких концентрациях есть в клеточных мембранах.
В группу стеринов входят:
Стерины имеют решающее значение для так называемой текучести клеточных мембран, а в составе растений вещества из класса стеролов защищают зелень от теплового удара.
Пищевые источники
Стеролы в наивысшей концентрации обычно представлены в продуктах, богатых холестерином. Среди наиболее полезных – желтки куриных яиц и креветки.
Обычно в 100 г продуктов животного происхождения содержится около 500 мг стеринов. В растительной пище, в частности в маслах, этот показатель значительно выше. Так, например, в кукурузном масле на каждые 100 г продукта есть около 700 мг стерола, а в масле из зародышей пшеницы – все 13-17 г.
Запастись растительными стеринами можно из масел орехов, семян и бобовых культур. В частности, 1 литр рыжикового масла содержит в себе около 200 мг холестерина, а листья рапса почти на 72 процента могут состоять из этих стеринов. Исследования показали, что стеролы есть также в хлоропластах, побегах и пыльце некоторых растений.
| Название продукта (100 г) | Стерин (мг) |
|---|---|
| Мозги | 2000 |
| Кукурузное масло | 580-1000 |
| Яйцо перепелиное | 600 |
| Яйцо куриное | 570 |
| Печень трески | 520 |
| Молоко коровье | 200-500 |
| Льняное масло | 420 |
| Хлопковое масло | 400 |
| Рапсовое масло | 350 |
| Почки говяжьи | 300 |
| Соевое масло | 300 |
| Подсолнечное масло | 300 |
| Карп | 270 |
| Говяжья печень | 270 |
| Арахисовое масло | 250 |
| Оливковое масло | 230 |
| Масло сливочное | 190 |
| Говядина | 80-140 |
| Свиная печень | 130 |
| Сметана 30 % | 130 |
| Сало | 70-120 |
| Телятина | 110 |
| Свинина нежирная | 70 |
| Творог | 60 |
| Щука | 50 |
| Баранина | 30 |
| Курица-бройлер | 30 |
| Кефир | 10 |
Суточная норма
Обычно здоровым людям диетологи советуют ежедневно употреблять примерно 3 грамма фитостеринов и не больше 300 мг зоостеринов в виде холестерина.
Что касается людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, с риском развития атеросклероза или с повышенным «плохим» холестерином, для них суточная норма стеролов высчитывается индивидуально.
Также пересматривают дневную норму стеринов (обычно в сторону увеличения) для людей с ослабленным иммунитетом, нехваткой энергии, дефицитом жирорастворимых витаминов (А, D, Е, К), сниженным либидо. Диетологи советуют увеличить порции стеролов беременным и кормящим матерям, детям с признаками рахита, людям с повышенной нагрузкой (физической или умственной). Лицам с высоким риском возникновения инсульта или инфаркта советуют также больше есть продуктов, богатых стеринами, но только растительных.
Как распознать дефицит стеринов?
Нет никакого конкретного признака, послужившего сигналом «SOS» от организма о крайнем дефиците стеринов. Но существуют некоторые состояния, которые врачи воспринимают как предупреждение.
Скорее всего, стоит проверить уровень стеринов в организме, если заметили у себя:
Атеросклероз и перепады настроения также могут предупреждать о недостатке стеринов, в частности растительного происхождения.
Избыток стеролов
Чрезмерное насыщение организма стеринами может стать причиной нарушений свертываемости крови, работы селезенки и печени, повышения давления, развития желчнокаменной болезни. На фоне чрезмерного потребления холестерина возможно развитие атеросклероза.
Для правильного функционирования организма, клетки любого органа или тканей должны эффективно «общаться» между собой. То есть обмениваться импульсами, сигналами, информацией. Стеринам отведена роль передачи сигналов между клетками организма, что помогает регулировать процесс развития. Кроме того, они передают клеткам сигналы, полученные извне, что позволяет влиять на работу ячейки и ее рост. Благодаря этой способности стерины порой называют вторичными мессенджерами.
С другой стороны, они работают в организме как стероидные гормоны. Наиболее распространенные: кортизол (гормон стресса), альдостерон (регулирует минеральный баланс), тестостерон (мужской половой гормон), эстроген (женский гормон).
Жирорастворимые витамины А, D, Е и К, синтезируются в организме из стеринов. Если припомнить, что витамин А важен для здоровья глаз и кожи, D – для иммунитета и укрепления костей, Е – антиоксидант, защищающий поврежденные клетки, а К необходим для свертывания крови, важность стерола становится более понятна.
Стерины, в частности холестерин, необходимы для поддержания стабильности клеточной мембраны. Мембрана – это внешняя оболочка клетки, которая защищает ячейку, подобно коже. С точки зрения химии, эта клеточная защита состоит из липидного бислоя (двойного). В этой структуре холестерин отвечает за целостность мембраны и ее устойчивость к температурным перепадам.
Холестерин и зоостерины
Из зоостеролов главную роль играет холестерин. Это вещество содержится в клетках многих биологических видов, а для животных является главным стерином. Наряду с солнечными лучами (ультрафиолетовое излучение) необходим для синтезирования витамина D.
Большинство тканей организма содержит в себе холестерин, а в составе головного мозга его количество превышает 2-4 процента от общего веса органа, около 0,3 % печени и примерно четверть веса мышц – это также холестерол. В человеческом теле ему отведена значимая роль. Правда об этом люди часто забывают и акцентируют внимание только на «плохой» стороне стерола.
Холестерин не принадлежит к числу незаменимых для человека – организм может самостоятельно вырабатывать необходимое количество. К слову сказать, дозы вырабатываемого человеком холестерола почти в 4 раза превышают порции вещества, получаемого с пищей. В старшем возрасте возможно нарушение метаболизма холестерина, что является причиной повышения уровня стерола в организме. Меж тем, снизить показатель этого стерина можно за счет другого – содержащегося в растительной пище (фитостерина). Ученые доказали, что стеролы из растений препятствуют всасыванию холестерина из пищи, чем предотвращают чрезмерное накопление вещества в организме.
Фитостеролы
Фитостерины встречаются в растениях, которые, собственно, и являются источниками вещества для человека. Именно эти вещества, согласно исследованию, проведенному американцами в 2003 году, способствуют выведению избытков холестерина, что положительно сказывается на работе сердечно-сосудистой системы.
Есть мнение, что регулярное потребление продуктов богатых растительными стеринами помогает снизить уровень «плохого» холестерина почти на 10 процентов. А недавние исследования позволили ученым сделать вывод, что 2-3 грамма потребляемых ежедневно фитостеринов улучшают формулу крови, очищают плазму от излишних липидов.
Фитостерины принимают в качестве профилактического средства против атеросклероза. Порой эти вещества включают в лечебную терапию сердечно-сосудистых заболеваний.
Стеролы грибов
Основной стерол, найденный в грибах, – эргостерин. Его структура некоторой мерой отличается от других видов стеринов. А специфические свойства вещества позволяют ему взаимодействовать с антибиотиками.
Бактериальные стерины
Примитивные стерины, производимые бактериями, способны развиваться в чрезвычайно экстремальных условиях. Для них практически не имеет значения температура среды обитания, кислотность, давление, ионная сила. Они считаются хорошими маркерами геологических образцов, в составе которых есть органические вещества.
Как усваивает организм
Биологи говорят, что человеческое тело способно лучше усваивать растительные стерины, нежели вещества животного происхождения. Фитостерины являются менее устойчивыми перед желудочным соком, чего нельзя сказать о зоостероле.
Стерины – важный компонент ежедневного питания, который способен обеспечить здоровье в любом возрасте. Приверженцы диет для похудения часто полностью вычеркивают из своего рациона жиры, что в результате чревато намного большими проблемами, чем пара-тройка лишних килограммов.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Методы обнаружения растительных жиров в молочной продукции, в том числе по наличию фитостеринов
Предлагаем вашему вниманию статью Елены Стайновой, химика-эксперта санитарно-гигиенической лаборатории филиала ЦГИЭ в городе Москве в ВАО, опубликованную в № 11 2017 журнала «СЭС» (Cанитарно-эпидемиологический собеседник). Статья публикуется с согласия автора в полном объеме.
Проблема фальсификации и контроля качества молока и молочной продукции заслуживает самого пристального внимания как надзорных органов, так и испытательных лабораторных центров, занимающихся исследованиями данной продукции. Особое значение сегодня имеют идентификация молочной продукции, то есть подтверждение ее натуральности, соответствие состава надписи на этикетке, отсутствие дополнительных, несвойственных молочным жирам сырьевых компонентов, а также соотношение заявляемого качества продукта и его цены. В системе сертификации данное исследование относится к категории добровольных, и необязательность его проведения может приводить к неконтролируемому насыщению рынка низкокачественными продуктами по завышенным ценам.
Наиболее распространена фальсификация молочных продуктов путем изменения их натурального состава при введении вредных, а иногда и опасных для здоровья людей компонентов. Некоторые производители подчас максимально удешевляют себестоимость продукта, заменяя натуральные молочные жиры растительными – пальмовым, соевым и другими маслами, которые намного дешевле. При этом в средствах массовой информации все чаще стали появляться материалы о пользе смешанных сливочно-растительных продуктов, хотя вред натуральных (животных жиров) нельзя считать обоснованным – достаточных доказательств, в частности повышения при их употреблении уровня холестерина, нет.
Отметим, что в смесях растительные жиры обычно находятся в свободной или гидрированной форме. В гидрированных формах высоко содержание вредных для здоровья трансизомеров жирных кислот, поэтому их использование необходимо ограничивать. Согласно нормативным актам, регламентирующим физико-химические характеристики молока и молочных продуктов, любое добавление растительных жиров в естественном или гидрированном виде недопустимо.
Отличить некоторые фальсифицированные товары, например творог или сметану, по вкусовым качествам практически невозможно. Выявить несоответствие состава продукта с большей долей вероятности можно в аккредитованных лабораториях методом газовой хроматографии. В настоящее время основными способами установления фальсификации жировой фазы признаны метод обнаружения растительных стеринов и метод определения жирно-кислотного состава молочного жира.
Рис. 1а. Хроматограмма стериновой фракции молочного жира
Рис. 1б. Хроматограмма стериновой фракции подсолнечного масла
Рис. 1в. Хроматограмма стериновой фракции молочного жира с добавками растительного происхождения
Рис. 2а. Хроматограмма жирно-кислотного состава сливочного масла
Рис. 2б. Хроматограмма жирно-кислотного состава фальсифицированного сливочного масла с добавлением растительного
Метод обнаружения растительных стеринов
Продукты животного и растительного происхождения имеют четкие различия по составу стеринов.
Стерины делятся на группы:
Самый распространенный из зоостеринов – холестерин, которым представлена основная часть всех стеринов молочного и других видов животных жиров. Наиболее известные фитостерины – β-ситостерин, брассикастерин, кампестерин и стигмастерин: ими представлена основная часть всех стеринов жиров растительного происхождения. Другими словами, в стериновой фракции молочного жира содержится лишь холестерин и не могут содержаться фитостерины, и, наоборот, в растительном жире присутствуют исключительно фитостерины, холестерина же в нем нет.
При обнаружении растительных стеринов руководствуются ГОСТ 33490-2015 и ГОСТ 31979-2012. Чтобы выделить стерины из продуктов, применяется щелочной гидролиз предварительно выделенной жировой фракции продукта с последующим экстрагированием неомыляемой стериновой фракции. Фальсификация выявляется при анализе состава стериновой фракции методом газовой хроматографии. Присутствие на хроматограмме пика β-ситостерина говорит о наличии в продукте растительных жиров. Остальные фитостерины дополнительно подтверждают факт фальсификации.
Как видно на хроматограмме (1а), молочный жир имеет один пик холестерина. На хроматограмме стеринов подсолнечного масла (1б) пиков три и они соответствуют фитостеринам – кампестерину, стигамастерину и β-ситостерину. На хроматограмме молочного жира с растительными добавками (1в) одновременно визуализируются и пик холестерина, и пики фитостеринов – брассикастерина, кампестерина, стигмастерина и β-ситостерина.
Согласно лабораторным исследованиям с контрольными образцами, метод обнаружения растительных стеринов позволяет выявить фальсификацию при содержании фитостеринов 2%.
Метод определения жирно-кислотного состава молочного жира
Молочный жир обладает строго определенным составом жирных кислот, содержание и соотношение которых регламентируют ГОСТ 32261-2013 «Масло сливочное. Технические условия» и ГОСТ 52253-2004 «Масло и паста масляная. Общие технические условия». Для определения содержания жирных кислот используется газохроматографический метод определения массовой доли метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК) (ГОСТ 31663-2012).
Принцип получения МЭЖК основан на предварительной экстракции жировой фазы продукта и проведении реакции этерификации жира с метанолом в присутствии щелочного катализатора – гидроксида натрия. Сущность метода заключается в измерении массовой доли МЭЖК, расчете соотношений массовых МЭЖК и сравнении полученных данных с нормативными. По результатам сравнительного анализа устанавливают факт наличия или отсутствия фальсификации продукта (2а, 2б).
Для молочного жира характерны присутствие легких С4:С10 кислот, высокое (8–13%) содержание миристиновой кислоты и низкое (3–5,5%) – линолевой. В фальсифицированном продукте содержание легких кислот занижено или их совсем нет, содержание миристиновой кислоты занижено (2–8%), а линолевой завышено (6–15%).
Необходимо отметить, что хотя в данном методе по факту определяются эфиры жирных кислот, в результатах анализа указывается содержание не эфиров, а самих кислот. Для нашей страны такая практика обычна, а за рубежом, как правило, определяются сами кислоты.
Содержание жирных кислот в молочном жире сильно варьирует в зависимости от сезона сбора молока, породы коров, их питания и в особенности от технологии производства продукта. В частности, для твердых сыров разной степени созревания характерны индивидуальные диапазоны массовых долей МЭЖК, которые в настоящее время не нормированы, а в плавленых сырах жировая фаза состоит из молочного жира разных компонентов – масла, сливок, сыров, творога и т.д., что в принципе затрудняет их сравнение с чистым молочным жиром и делает применение метода несостоятельным и неправомочным.
Жирно-кислотный состав сливочного масла и фальсификата
| Жирные кислоты | Жирно-кислотный состав молочного жира по ГОСТ 32261-2013 | Сливочное масло | Фальсификат |
|---|---|---|---|
| Масляная | 2,4–4,2 | 3,3 | 0,2 |
| Капроновая | 1,5–3,0 | 2,1 | 0,2 |
| Каприловая | 1,0–2,0 | 1,3 | 0,2 |
| Каприновая | 2,0–3,8 | 2,8 | 0,4 |
| Лауриновая | 2,0–4,4 | 3,1 | 1,5 |
| Миристиновая | 8,0–13,0 | 10,5 | 2,9 |
| Миристолеиновая | 0,6–1,5 | 0,8 | 0,2 |
| Пальмитиновая | 21,0–33,0 | 30,5 | 37,1 |
| Стеариновая | 8,0–13,5 | 13,3 | 7,3 |
| Олеиновая | 20,0–32,0 | 26,4 | 32,8 |
| Линолевая | 2,2–5,5 | 3,5 | 16,1 |