Липиды рыб отличаются от лпгшдов большинства других животных составом высокомолекулярных жирных кислот — степень ненасыщенности их выше. Иолиеповые кислоты образуются в фитопланктоне и водорослях, находящихся в основании пищевой цени морской фауны. Две основные жирные кислоты — эйкозапеитаеновая и локозагексаеновая кислота — считаются полезными для здоровья, поскольку снижают риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и атеросклероза, однако ненасыщенная природа липидов оказывает при автолизе негативное влияние на окислительную стабильность.
Имеются данные, что в замороженном лососе свободные жирные кислоты сами по себе имеют определенный привкус, а вместе с докозагексаеновой, пальмито.теи-новой, лпнолевой и эйкозапентаеновой кислотами, высвобождаемыми из трпацпл-глицерпдов, они обусловливают вкус ворвани, горечь и металлический привкус [92]. Существует мнение, что свободные жирные кислоты участвуют в образовании перекрестной сшивки протеинов [29, 52], что оказывает негативное влияние на текстуру мышечной ткани рыбы. Считается, что свободные жирные кислоты в рыбе являются субстратами окисления, хотя по этому поводу существуют разные точки зрения [69, 102].
В работе [16] изучалось распределение липидов в различных анатомических частях жирной рыбы (австралийской скумбрии и макрели). В темном мясе (0,5 см под кожей), составляющем 20% от массы филе, содержится 20% липидов, а в белом мясе (80% от массы филе) — 4%. Белое мясо в два раза богаче фосфолиппдамп, чем темное (19 и 10% соответственно). Примерно такое же соотношение наблюдается в отношении п-3 жирных кислот — эйкозапентаеновой и докозагексаеновая.
Согласно [ 18], в замороженной балтийской сельди большая часть (55%) свободных жирных кислот в темном мясе образуется из триадилглицерпдов, а белом — в основном из фракции фосфолиппдов (75%). Такая же тенденция наблюдается в замороженном тунце [110]. Это напоминает ситуацию с мясом млекопитающих (см. предыдущий раздел), где фосфолипиды являются основным источником свободных жирных кислот в белой мышечной ткани, а красное мясо не уступает белому по интенсивности расщепления резервных триацилглицеридов и фосфолиппдов. В случае замороженной балтийской сельди [18] триацилглицериды темного мяса более активны в отношении гидролиза, так как начальные уровни содержания липидов и скорость их гидролиза в темном мясе выше, чем в белом. Содержание свободных жирных кислот в темном и светлом мясе после 12 недель хранения при -15 °С составляет 1000 мг/100 г и 280 мг/100 г соответственно, по здесь все не так просто, как кажется на первый взгляд. В замороженной молочной рыбе (белянке), другом представителе семейства сельдевых, гидролиз нейтральных лппидов происходит только после гидролиза фосфолиппдов. В замороженном филе трески (постной рыбы, которая, как считается, пе создает особых проблем с прогорклостью) свободные жирные кислоты образуются только из фосфолипидов. [53]
Прогорклость присуща лишь жирной рыбе — сельди, лососю, сардинам, менха-дену (американской сельди ) и т. д. с содержанием липидов более 5% от общей массы мяса. Значительные колебания в содержании липидов, доходящем до 25-30%, относят на счет триацилглицерпдов. Эти колебания вызываются несколькими факторами — видовой принадлежностью рыбы, особенностями ее рациона, сезонностью лова, полом и т. д. Несмотря на это большинство исследований было посвящено изучению фосфолиппдов, хотя, по нашему мнению, изучать следовало бы прежде всего триацилглицериды и липазы.
В триаиилглицеридах рыб полиненасыщенные жирные кислоты связаны с sn-2 атомом углерода, насыщенные пли мононенасыщенные жирные кислоты — с sn-\, а мононенасыщенные жирные кислоты — c sn-3 атомом [19, 72, 74].
Имеются сведения о выявлении в мясе рыб нескольких триацплглицеридных липаз, но ими оказались низкомолекулярная липаза из скумбрии [45] и высокомолекулярная липаза из радужной форели [12], которые, как было доказано позднее, имеют лизосомалыюе происхождение и высвобождаются при медленном замораживании и температурных колебаниях при хранении рыбы. Быстрое замораживание и последующее храпение этих видов рыбы при низких температурах снижают вероятность высвобождения липаз (46]. Эти липазы были также частично экстрагированы из жировой ткани радужной форели [101].
Имеются некоторые данные о том, что липазы мышечной ткани рыб, вовлеченные в мобилизацию резервных трпацилглицеридов, чувствительны к воздействию гормонов стресса. Поэтому большое значение для сроков хранения могут иметь состояние упитанности и стресс при вылове [6]. Порчу рыбы могут также обусловливать липазы пищеварительной системы, особенно в случае мелких видов рыб (например, сардин и анчоусов), вследствие их попадания в тканевые структуры при неправильном потрошении пли разрыве внутренностей во время транспортировки пепотрошеной рыбы. В некоторой степени эту проблему помогает решить низкотемпературное хранение непотрошеной рыбы.
Процентное соотношение эйкозаиентаеновой и докозагексаеновой кислот, входящих в состав фосфолипидов, по сравнению с таковыми в триацилглицеридах, больше. Речь идет в основном о sn-2 замещенных фосфатидилхолине и фосфатиди-лэтаноламине. В рыбе обнаружены обе фосфолипазы /11 и Л2, в отличие от фосфо-диэстераз PLC и PLD. PLA2 присутствует в ряде видов рыб, как в постных, так и в жирных [6]. Некоторые из них Са -зависимы, например, сайда [7], а другие независимы (например, форель). Известно, что в форели и лососе при воспалительной реакции PLA2 участвует в образовании эйкозаноидов [11, 86]. Если проводить параллели с млекопитающими, то повреждение ткани и стресс при вылове повышает содержание этого фермента, что определяет негативные последствия при хранении [6]. Кальций-независимая PLA1 выявлена в белом мясе тунца и в обыкновенной скумбрии [6, 57]. Фосфолипазная активность в постной рыбе проявляется в том, что в результате взаимодействия свободных жирных кислот и мышечных белков мяса такой рыбы ее текстура становится более жесткой [29, 52, 103].
Кроме реакций, катализируемых ферментами, свой вклад в потерю стабильности при хранении вносит структурная конфигурация жирных полиенацильных радикалов в случае присутствуя в биологических мембранах их этерифицированных форм (например, фосфолпппдов). Наличие двойных связей в ^ис-копфигации затрудняет плотную упаковку ацпльных радикалов и влияет на структуру и целостность мембран 199, 112, 113, 118].
При адаптации к холоду насыщенный жпрнокислотный остаток в sn-\ положении замещается на ненасыщенный; это, в свою очередь влияет па температуру фазового перехода мембран от жидкокристаллического до гелеобразного состояния. Например, температура фазового перехода у адаптированного к холоду карпа может снизиться с -8 до -13 °С [37, 54]. В результате фазовых изменений мембраны могут стать проницаемыми для растворенных веществ, включая Са , который играет важную роль в активации некоторых фосфолипаз. В некоторых системах липидная фаза влияет на эффективность связывания липолитического фермента с межфазпым слоем, происходящего более активно в гелеобразной фазе, то есть при более низкой температуре [77].
Сравнительная оценка потерь фосфолипидов и триацилглицеридов в замороженном хеке при различных температурах приведена в [24]. Оказалось, что при понижении температуры скорость гидролиза фосфолипидов по сравнению с нейтральными лппидами снижается быстрее. Расчеты показали, что при температуре выше -12 °С фосфолипиды гидролизуготся быстрее, чем нейтральные липиды, а при температуре ниже -12 °С быстрее гидролизуются триацилглицериды. Этот факт отражает доступность субстрата, который для фосфолипидов обеспечивается поверхностью бислоя мембраны, тогда как для резервных триацилглицеридов доступны лишь липиды на поверхности жирового шарика. Это ограничивает скорость гидролиза триацилглицеридов, что, в свою очередь, объясняеть этот феномен. Интересно, однако, что рассчитанная точка пересечения на графике зависимости скорости гидролиза фосфолипидов и триацилглицеридов от температуры (-12 °С) почти совпадает с температурой фазового перехода фосфолипидов рыб (см. выше), когда начинает проявляться действие ряда других факторов. Все это очень важно для рыбы, которая зачастую в течение нескольких суток хранится на льду или замораживается в сыром виде на продолжительный период времени. В работе [24] делается вывод, что при температуре выше -12 °С в постной рыбе формируется более высокое содержание свободных жирных кислот, чем в жирной, и что при температуре ниже -12 °С должна наблюдаться обратная картина.
Влияние добавок в рыбный корм ненасыщенных жиров, сс-токоферола и астак-саптпна (встречающегося в природе производного витамина Л) на стабильность хранения замороженной радужной форели и охлажденного копченого филе изучалось в работах [62, 66]. Повышение дозировок астаксаптииа предотвращает окисление лпнпдов в замороженной до -28 °С рыбе. В копченом филе при холодильном храпении с температурой 3 °С окислению липидов противодействует внесение а-то-коферола. При исследовании сроков хранения атлантического палтуса и тюрбо выяснилось, что у палтуса устойчивость к окислению и изменению цвета выше (в нем содержится больше ос-токофсрола, чем в тюрбо) [94].

Липолитические ферменты играют определенную роль в мобилизации запасов масла в семенах при их проращивании и последующем росте. Это впоследствии оказывает влияние на срок хранения используемых в пищу семян, например, зерновых и бобовых культур, которые занимают значительное место в рационе питания. Липолиз также играет немаловажную роль в пожелтении листовых овощей и других частей растений, используемых в качестве пищевых продуктов.
В зерне злаковых культур содержится 2-10% липидов, в основном в форме трна-цплглицсрпдов, из которых 80-90% содержат жирные кислоты C18 : 2 и C18 : 1 [60]. Кслп обойная фракция или отруби перемалываются в муку, то в выпеченном из нее продукте могут присутствовать нежелательные привкусы и мука характеризуется сниженными хлебопекарными свойствами из-за присутствия метаболпзирующих лини/ид ферментов в компонентах отрубей и зародыша [42]. Проявление этого дефекта зависит от условий храпения сырья. Липаза триацилглпцеридов отрубей активна даже в условиях низкой активности воды, поэтому в сухой непросеянной муке в течение нескольких педель происходит медленное накопление свободных полине-насыщенпых жирных кислот. При добавлении воды они быстро (в течение нескольких минут) окисляются присутствующими в зародыше липоксигеиазами.
Лппо.тптическая стадия окисления, по-видимому, лимитирует скорость всего процесса, так как лппокспгеназа зародыша катализирует окисление свободных жирных кислот и является основным фактором вариативности привкуса прогорклости, а также влияет на хлебопекарные свойства муки и текстуру мякоти изделия [43, 107].
Липазную активность можно использовать в качестве значимого показателя при прогнозировании скорости ухудшения характеристик непросеянной (обойной) муки, тогда как по количеству поглощенного кислорода можно получить информацию об истории хранения и степени ухудшения свойств муки. Влияние липидов на хлебопекарное качество муки связано со способностью жирных кислот «связывать» не-липпдпые компоненты в ходе замеса теста. Эта способность может быть восстановлена путем внесения добавок жира (триацилглицеридов) и эмульгаторов.
Липаза зерен пшеницы проявляет стабильность при температурах вплоть до 80° С в течение не менее 7 сут [44]. Для некоторых процессов зерпопереработки важна температура инактивации липазы. Это касается, например, производства пищевых продуктов из овса, поскольку послеуборочная обработка и хранение зерна, а также его последующая переработка вызывают повреждение тканей. Для инактивации фермента необходима высокая температура образца и его высокая теплопро-водящая способность [34]. В случае рисовых отрубей, в которых во время храпения может развиться прогорклость [58], эффективным оказался нагрев токами сверхвысокой частоты (СВЧ) [90].
Некоторые зерновые, например, кукуруза, рисовые отруби, пшеничные зародыши, используются в промышленном производстве масла. Зачастую для инактивации фермента и предотвращения гидролиза масла зерна злаковых сначала нагревают и сушат. Масло хорошего качества характеризуется присутствием токоферолов и натуральных антиоксиданов (например, эфиров феруловой кислоты, характерных для рисовых отрубей) [84].
Согласно расчетам, произведенным в 1992 г., промышленные потери, вызванные деятельностью липаз в пшенице, составили около 5% от всего использованного количества непросеянной муки. С присутствием липаз в ячмене также связывают формирование посторонних привкусов при производстве солода и пива [83]. В пивоварении лизофосфолипазы, присутствующие в эндосперме ячменя, участвуют в высвобождении лизофосфолипидов из крахмала в процессе солодоращения [60].
Из других липолитичсских ферментов, способных оказывать влияние на срок хранения пищевых продуктов растительного происхождения, следует упомянуть D-фосфолипазу (PLD) и так называемая «галактолипазу». D-фосфолипаза участвует в гидролизе мембранных липидов в нескольких происходящих в растениях физиологических процессах (старении и стрессовых реакциях на повреждения), а также в мобилизации липидов во время прорастания семян [28]. Она также вовлечена в процесс расщепления фосфолипидов при повреждении растительных клеток при замораживании [ 119]. Этот фермент обнаружен в целом ряде растений — горохе, бобах, моркови, листьях шпината, в брюссельской и кочанной капусте и т. д. [2, 70,116]. В работе [78] различные растительные ткани сравнивались по содержанию этого фермента. Больше всего 2>фосфолипазы обнаружено в быстро растущих тканях (например, в запасающих тканях и семенах). При механизированной уборке характеристики гороха и бобов быстро ухудшаются вследствие тканевых повреждения.
0-1- -
Растительная D-фосфолипаза определенно нуждается в Са [82], и поэтому фазовые изменения в мембранах, приводящие к утечке растворенных веществ и потере клетками целостности, могут вызвать быструю активацию D-фосфолппазы не только в месте повреждения, но и в неповрежденных частях ткани [96].
Фосфатидная кислота, образующая при катализируемом jQ-фосфолипазой гидролизе, при участии своей фосфотазы далее разлагается до диацилглицсридов. Последние, в свою очередь, гидролизуются с помощью ацилгидролазы, после чего ли-иоксигеназы деоксигенируют высвободившиеся свободные жирные кислоты с образованием гидропероксидов. Это, в конечном счете, приводит к образованию летучих низкомолекулярных альдегидов и спиртов. В результате кроме желаемых ароматов возникают и нежелательные побочные привкус и запах, что становится фактором, лимитирующим качество многих фруктов и овощей [35, 59, 73, 85, 93]. Горох и бобы, характеризующиеся высоким содержанием липоксигеназнои активрюстыо и часто повреждающиеся при механизированной уборке, перед замораживанием обычно бланшируют для инактивации ферментов, что стабилизирует их для длительного хранения.
Соевые бобы, которые хранятся длительное время перед переработкой или производством соевого масла, характеризуются повышенным содержанием фосфатид-ной и лизофосфатидпой кислот. С этим связаны проблемы качества, если хранение осуществляется в неподходящих условиях. Бобы растрескиваются, повреждаются насекомыми или в результате болезней [105]. Эффективно инактивирует D-фосфо-липазу нагрев соевых бобов и хлопьев из них токами сверхвысокой частоты и острым паром [71].
Липоксигеназы зачастую считают основными виновниками окислительной порчи овощей, однако поскольку они преимущественно воздействуют на свободные жирные кислоты [108], то общая скорость окисления определяется, по-видимому, липолптической стадией этого процесса. Тем не менее, некоторые данные свидетельствуют о том, что растительная микросомная D-фосфолипаза предпочитает фосфатидилхолин с окисленной (кислородсодержащей) ацилыюй группой, хотя такая избирательность меняется в зависимости от вида растений [8] и предположительно от стадии их развития. Поэтому при некоторых обстоятельствах липоксигеназы играют определенную роль на ранних стадиях процесса окисления.
Пожелтение листовых овощей, происходящее после уборки урожая и являющееся ключевым фактором потери их качества, также приписывают действию ли-полптических ферментов. В данном случае это обусловлено в основном деацилиро-ванием гликолипидов [117, 120]. Действующий фермент часто называют «галакто-лнпазой», хотя по свой природе он скорее всего неспецифичен и способен гидролизовать фосфолипиды или другие ацильные молекулы, но не трпацилглице-рпды. В растениях может присутствовать несколько ферментов с отличающийся субстратной специфичностью (например, у гороха в случае Phaseolus muliifloris и P. vulgans) [20, 21, 41, 80J.
В зеленых листьях основными липидными компонентами хлоропласта являются галакто- и сульфолипиды. При 25 °С галактолипиды, главным образом в форме моногалактозилдиглицерида и дигалактозилдиглицерида, в значительной степени теряются, как и фосфатидилглицерип. Эти хлоропластные липиды характеризуются высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот [48]. Деградация хло-ропластных тилакоидов вызывает разложение хлорофилла и пожелтение тканей листьев, а также других зеленых частей растения (например, бутонов брокколи) [120].
Моногалактозилдиглицерид также подвержен гидролизу в клубнях картофеля, при хранении которых нарушение целостности мембран является обычным явлением [40, 68]. В клубнях картофеля липндиая ацилгидролаза (патанин) составляет 20-40% от общего содержания растворимого белка (2% от сухой массы клубней) [87, 88]. Патанин также гидролизует фосфолипиды и моноацилглицериды, но для трна-циглицеридов он неэффективен [5, 40]. В растительном пищевом сырье обнаружена также D-фосфолипаза (в частности, в корнях сельдерея и овса [61, 75]), однако она исследована пока недостаточно.

В природе существует несколько механизмов защиты от нежелательных лииолити-ческих реакций, в том числе механизм отложения липидов в глобулах, масляных тельцах и жировых тканях, ограничивающий площадь поверхности, доступную для липолиза; отделение лпполитических ферментов от их кофакторов и активаторов, предотвращающее межфазную активацию и катализ; механизмы адаптации, корректирующие поведение липидов и обеспечивающие проницаемость мембран и сохранение (суб)клеточной целостности; эффективное использование ос-токоферола (витамина Е) в мембранных средах, обладающих биохимическими и биофизическими антпокислительными свойствами. [39]. Все эти мехнизмы могут быть классифицированы как:
• сохранение или защита липидов и мембран;
• предотвращение активности лпполитических ферментов;
• использование антиоксидаптной активности ос-токоферола (витамина Е). Стратегии увеличения продолжительности хранения пищевых продуктов базируются в основном на этих трех принципах.
Первые шаги в увеличении сроков хранения могут быть предприняты еще до уборки урожая или забоя скота. В некоторых животных тканях деятельность лпполитических ферментов регулируется гормонами. Большое значение имеет физиологический статус и состояние упитанности животных перед убоем. Определенную роль играют также добавки пищевых доз липидов совместно с антиоксидантами (например, витамином Е) и выращивание нежирных животных. У растений на сроки хранения могут влиять засуха, заморозки и другие воздействия, запускающие механизм старения. Стресс, возникающий при уборке урожая или забое скота, может вызвать пелый ряд негативных реакций, поэтому его необходимо минимизировать. Так как лшюлиз — первая и обязательная стадия окисления липидов, во многих случаях ограничивающая скорость всего процесса, то в большинстве случаев для инактивации или ограничения активности ферментов необходимо действовать оперативно. В горохе и бобах после нанесения повреждений быстро развивается прогорклость, обусловленная, по-видимому, Са -опосредованным липолитическим нрогорканием и катализируемая липоксигеназным окислением. Поэтому эти овощи необходимо бланшировать очень быстро, причем еще до появления признаков окисления липидов. Хорошим примером является сухое хранение зерна, когда липазы довольно активны, но окислительная прогорклость не проявляется до тех пор, пока в зерно не попадет вода. В этом случае лииоксигепазы быстро окисляют резервные свободные жирные кислоты.
Термическая инактивация ферментов —- метод, широко используемый при пастеризации, стерилизации или СВЧ-обработке молока, при бланшировании овощей, паровой или СВЧ-обработке зерен или бобов (например, соевых). Перед тепловой обработкой молока важно обеспечить целостность жировых шариков путем минимизации перемешивания при доении и последующих операциях с молоком. Если для инактивации ферментов применение термообработки невозможно, другой возможной стратегией является охлаждение или замораживание продукта в целях снижения скорости ферментативных реакций. Для предотвращения нарушения целостности мембран и лизосомальных разрушений с последующим высвобождением ферментов и утечкой растворенных веществ вследствие фазового перехода и повреждений, вызванных образованием кристаллов льда, следует минимизировать температурные колебания и оптимизивать скорость замораживания.
В пищевые продукты добавляют ос-токоферол, например, в молоко в процессе его обработки или при производстве различных молочных продуктов. В некоторых случаях может оказаться успешным хелирование кофакторов и снижение значения рН (например, в процессе производства сыра). Также следует принимать во внимание локализацию липолитических ферментов в тканевых структурах — например, в некоторых видах зерен липаза присутствует преимущественно в отрубях, а не в зародыше. Другие возможные варианты — это удаление жира из мяса или глубокое снятие кожи с рыбы.

Присутствующие в липидах рыб и других морепродуктах п-3 полиненасыщенные жирные кислоты, зйкозапентаеиовая и докозагсксаеновая кислоты являются важными и незаменимыми жирными кислотами, поскольку они не синтезируется в организме человека. Наличие этих жирных кислот в рационе питания считается полезным для снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний и предупреждения некоторых воспалительных процессов (например, прогрессирующего псев/горевма-тизма и астмы). Несмотря на это, массовому потреблению таких лппидов, по крайней мере в Великобритании, не уделяют достаточно внимания со стороны государственных органов. По имеющимся данным, важным оценочным критерием является баланс между и-6 и п-3 жирными кислотами. Все еще остается проблемой возросшее после 1970-х гг. потребление пищевых п-6 липидов в составе масел растительного происхождения как альтернатива животным и молочным жирам. Тенденция к введению п-3 полупенасыщенпых жирных кислот в рацион, по всей вероятности, сохранится и в будущем. Одним из примеров является обогащение п-3 по-луненасыщенпыми жирными кислотами яиц, достигнутое за счет изменения рациона кур-несушек, и предполагаемое включение докозагексаеновой кислоты в рецептуры детских молочных смесей.
Альфа-линоленовая кислота,. ещё один представитель семейства п-3 по-липепасыщеппых жирных кислот, содержащаяся в орехах (особенно в грецких) и некоторых семенах масличных и злаковых культур, а также в листовых овощах (например, шпинате), может преобразовываться в человеческом организме в докозагек-саеповою кислоту. Эта п-3 жирная кислота также присутствует в мясе травоядных млекопитающих, например, крупного рогатого скота и баранине. Кормовая стратегия должна быть направлена па повышение содержания докозагексаеновой кислоты в таком мясе, тем более что потребление красного мяса в последние годы снижается.
Так как п-3 жирные кислоты в первую очередь подвержены окислительной прогорклости, важны любые меры, направленные на снижение их липолиза и последующего окисления. Препятствием к использованию в качестве ингредиентов пищевых продуктов или оздоровительных «сердечных» добавок п-3 масел из морепродуктов является рыбий запах, обусловленный окислительной прогорклостью. Возможно, со временем на основе научных исследований будут разработаны методы дезодорации, инкапсуляции и другие методы защиты от неприятного запаха, в том числе и с использованием натуральных антиоксидантов. Многие натуральные антиоксидаиты встречаются в экстрактах трав и маслах растительного происхождения, возможности которых используются еще не в полной мере. Вполне возможно, что в них присутствуют липолитические ингибиторы. Необходимость получения источников сырья из возобновляемых рыбных запасов может привести к увеличению использования альтернативных видов и разведению жирных пород рыбы. Пример первого варианта — использование новозеландского макроруса в качестве альтернативы треске (оба вида рыб относятся к постным).
Другая важная (с точки зрения здоровья) тенденция в Европе и США — это стремление к снижению уровня ожирения среди взрослых и детей. В случае успеха это приведет к перераспределению уровней потребления различных групп пищевых продуктов и заставит производителей разрабатывать пищевые продукты с пониженным содержанием жира или модифицированными полпненасыщенными жирными кислотами, а также с оптимальным соотношением насыщенных жирных кислот с липолитической и окислительной стабильностью. Возрастет и потребление продуктов с повышенным содержанием обойной муки или муки из отрубей, содержащих липазу.
Одним из основных секторов пищевой промышленности является растущий рынок продуктов быстрого приготовления, которые можно употреблять немедленно (легкая закуска) или с минимальными затратами времени на приготовление. Многие из них хранятся при обычной температуре или в охлажденном виде, поэтому сроки их хранения меньше, чем у замороженных, консервированных или сухих пищевых продуктов, а значит, они меньше времени находятся в пищевой цепи. Тенденция к увеличению сроков хранения таких продуктов приведет к переосмыслению механизмов микробиологической или энзиматической порчи. Особенно это касается тех продуктов, которые не могут быть подвергнуты тепловой обработке и обрабатываются только для денатурации ферментов. Больше внимания следует уделять предотвращению окислительных, а не липолитических реакций, поскольку они более понятны, легче контролируются и не требуют учета всех аспектов, связанных межфазпым характером липолиза и плохой растворимостью липпдных субстратов в водной фазе пищевых материалов.

Большая часть литературы, посвященной липолизу и срокам хранения, посвящена окислению лпнидов или анализу липидных фрагментов в случае вовлеченности их в липолиз. Многие из этих литературных источников приведены ниже в списке литературы. Хотя в Интернете имеются отличные ресурсы для оперативного поиска прошедших экспертную оценку статей, а также специальные поисковые системы типа веб-сайта Института научной информации (ISI Web of Science), всеобъемлющего сайта по проблемам липолиза в пищевых продуктах нам обнаружить не удалось.
Единственный и самый важный совет при изучении липолиза пищевых продуктов — это всегда учитывать причастность нерастворимого в воде субстрата (и иногда продукта), особенно в случаях измерения липолитической активности. Существует множество различных методов анализа липазной активности, и полную информацию по методологии анализов и рекомендации по проведению исследований липолиза можно получить из работы Бейссона.

Окисление липидов — важный фактор ухудшения качества мяса и мясных продуктов [64]. По мере старения мяса в нем увеличивается содержание свободных жирных кислот [111]. Этот показатель, ио-вндимому, является ключевым и влияет па процесс сухого созревания ветчины, в котором фосфолипазы считаются ответственными за потерю фосфатидилхолина и фосфатидилэтаполамина [56, 109].
Природа и степень липолиза по всей видимости зависит от типа метаболизма мышечной ткани, обусловленного содержанием субстратов и ферментов. Это связано с различиями в окислительной активности мышечной ткани и в эффективности посмертной мобилизации липидов из жировых отложений, хотя иногда более важным фактором формирования окислительной прогорклости является распад фос-фолипидов.
Результаты изучения мышечной ткани различной морфологии свидетельствуют, что красная (окислительная) мышечная ткань по сравнению с белой (гликолитической) характеризуется более высоким содержанием фосфолипидов (и, следовательно, содержанием полиненасыщенных жирных кислот), а также повышенной активностью фосфолипазы и липазы [55]. Содержание полиненасыщенных жирных кислот возрастает с увеличением окислительной активности мышц.
Эксперименты с белой мышечной тканью (свиная мышца Longissimiis dorsi в ва куумпой упаковке при хранении при -18 °С в течение 6 мес.) показали, что образование свободных жирных кислот полностью объясняется фосфолипазной активностью на фосфолиппдах, учитывая убыль линолевой кислоты (С18:2)изфосфатидпл-.тгаполамппа без каких-либо изменений во фракции насыщенных жирных кислот. С этой тенденцией согласуются данные работы [4], свидетельствующие, что в белой мышце кролика фосфолипиды — более важный источник свободных жирных кислот, чем триацилглицериды, а в красной мышце триацилглицериды обеспечивают такое же или более высокое содержание свободных жирных кислот, чем фосфолипиды. Это отражает состав метаболических ферментов в мышцах различной морфлоло-гпп, поскольку красная (окислительная) мышечная ткань, богатая железосодержащими ферментами, лучше приспособлена к извлечению энергии из жировых отложений, а белая (глпколитическая) ткань — из глюкозы. Подобное наблюдается при хранении мяса индейки [106], в котором окисление в бедренных мышцах заметнее по сравнению с грудными; авторы объясняют это более высоким содержанием фосфо-лппидов и полпненасыщенных жирных кислот.
Важным фактором окислительной стабильности является также эффективность присутствующих в красной мышечной ткани железосодержащих протеинов в активизации окисления. Тем не менее, более вероятно, что красное мясо и продукты, выработанные из этой мышечной ткани, сильнее подвержены окислительной прогорклости, чем белое мясо и продуктами его переработки (см. также [100]).
Мясо птицы (цыплята, индейки и т. д.) содержит по сравнению с красным мясом полуненасыщенные жирные кислоты в более высоких пропорциях, но при этом иод кожей птиц находится больше жира, чем в мясе [98]; подкожный жир легко удаляется. В вареных грудках цыпленка жира 1,3%, тогда как в говядине — 13-30% [79]. О содержании ненасыщенных жирных кислот в жировой ткани жвачных животных см. [15].
К линолптическнм ферментам, присутствующим в жировой ткани, относятся лнпопротеинлипаза, гормопочувствптельная липаза (гидролизующая триацилглицериды до диацилглицеридов) и моноацилглицеридлипаза [109]. Поскольку некоторые изменения в жировой ткани регулируются гормонами, то физиологическое состояние и степень упитанности животного перед забоем влияет на качество получаемого мяса и его стабильность при хранении.
Как и в случае молока, обогащение кормов ненасыщенными жирными кислотами влияет на жирность мяса различных отрубов. Содержание жира в мясе зависит также от породы животного [10]. Добавление витамина Е препятствует развитию окислительных реакций хранившегося мяса и повышает его пищевую ценность [49, 63.65,95].

Сырое молоко содержит липопротеинлипазу и сложную смесь жирных кислот, эте-рпфиипрованиых преимущественно в триацилглицерпдах. Этот «молочный липид» состоит из 2,6-6% молока и свыше 80% масла [84J. Образующиеся в результате гидролиза масляная (С4 : о) и капроновая (С5 ; о) кислоты, этерифицированные с sn-3 атомом углерода, являются летучими и вызывают неприятный привкус (соответственно, вкус прогорклости и ноты «козьего» запаха). Тем не менее, несмотря на присутствие липопротеинлипазы, прогорклость лишь в незначительной степени индуцируется лпполизом, так как жировые шарики молочного жира защищены мембраной [38]. Эта мембрана состоит из глицеролипидов, фосфолипидов, холестерина и его уфиров, свободных жирных кислот, сквалена, каротиноидов и некоторых протеинов [26]. Чтобы активировать липазу, необходимо связать ее с межфазным пограничным слоем. Для этого требуется апопротеин apoCil, который «стыкует» фермент с частицей субстрата в нужной стерической конфигурации. Этот апопротеин присутствует в сыворотке, по отсутствует в молоке. Тем не менее, любой фактор, действие которого изменяет пли разрушает межфазный слой и нарушает структуру жировых шариков (например, механическое перемешивание в ходе доения, сбивание масла или сливок и т. д.), может привести к началу липолитической порчи, вызванной нативными ферментами, присутствующими в сыром молоке. Эти факторы необходимо принимать во внимание при внесении изменений в технологию молочного производства.
Лппопротепплиназа, выделенная в виде белка 62-66 kDa [33], денатурирует при 55-60 °С. Таким образом, она успешно инактивируется термообработкой — например, пастеризацией при 72 °С (липолиз может также происходить в результате микробиологической контаминации после тепловой обработки). Сепарирование сливок, приводящее к удалению жировых шариков, делает окислительную прогорклость менее вероятной.
В козьем молоке и молочных продуктах из пего система липолптических ферментов играет важную роль в формировании характерного «козьего» привкуса. Несмотря на более низкие уровни содержания липопротеинлипазы, скорость липолиза в них выше. Это обусловлено тем, что в козьем молоке с жировыми шариками связано больше фермента, чем в коровьем [23].
Липолиз может играть определенную роль в формировании вкуса сыра. Если используется пастеризованное молоко, липазу добавляют в процессе созревания сыра. При использовании сырого молока нативная липаза, присутствующая в молоке или твороге, теряет свою липолитическую активность в процессе созревания вследствие ошпаривания творога, удаления сыворотки и снижения рН, но несмотря на это свежие или мягкие сыры могут портиться [50]. При производстве мягких сыров обезжиренное молоко также восстанавливают с помощью ненасыщенных жиров, полученных, например, из овощей. При решении вопросов, связанных со сроками хранения сыров, необходимо принимать во внимание как липолиз, так и окислительную стабильность добавленной лииидной фракции [27, 47].
При производстве мороженого, масла и других продуктов с измененными свойствами (плавление и т. д.) молочный жир модифицируют. Коровье молоко характеризуется низким содержание С^-полиненасыщенных жирных кислот (Cjg; 2, C^g. 3 обычно составляют 1-3% в зависимости от сезонных колебаний). Это объясняется тем, что микроорганизмы в рубце коров такие кислоты перед адсорбцией частично гидрогеиизируют. Тем не менее, биологическую гидрогенизацию можно преодолеть (например, добавляя в корм капсулированпые полиненасыщенные жирные кислоты) и поднять содержание Cjg. 2 до 35%. При этом, однако, при хранении продуктов переработки такого молока возникают проблемы, связанные с их окислительной стабильностью [32].
Предотвратить появление кислого привкуса позволяет добавление в свежее молоко ос-токоферола, диетические добавки которого не только повышают окислительную стабильность молока, по и помогают также ингибировать окислительное действие примесей меди [22].

Мы не приводим здесь подробных данных, поскольку их можно найти в многочисленных обзорных работах [25, 60, 81, 91].
Липазы (ацплглицерпн-ацилгидролазы, ЕС 3.1.1.3) в три-, ди- и мопоацилгли-церпиах гидролпзуют эфирные связи, высвобождая свободные жирные кислоты. Некоторые из них обладают более широкой специфичностью и гидролизугот также и другие эфирные связи. Липазы играют важную роль в мобилизации резервных триацилглицеридов, например, в семенах масличных культур и в жировой ткани. Липопротеинлипаза присутствует в молоке и для своей активации нуждается в апо-протепне.
Фосфолипазы можно условно разделить на две группы: ацилгидролазы (фосфо-линазы А и В) и фосфодиэстеразы (фосфолипазы Си D):
• фосфолипаза /11 (PLA\, EC 3.1.1.32) гидролизует ацильную группу, присоединенную к sn-1 атому углерода фосфолипида;
• фосфолипаза Л2 (PLA2, ЕС 3.1.1.4) селективно расщепляет эфирную связь sn-2 атома углерода фосфоглицеридов;
• фосфолипаза В (PLB, ЕС 3.1.1.5) действует на лизофосфолипиды (моноацил-
фосфолипиды);
2+
• PLA1 и PLA2 присутствуют в мясе и рыбе; некоторые из них являются Са -зависимыми;
• фосфолипаза С (PLC, EC 3.1.4.3) гидролизует глицерофосфорную связь, образуя диацилглицерид;
• фосфолипаза D (PLD, ЕС 3.1.4.4) воздействует на эфирную фосфорпо-азотную группировку, образуя фосфатидную кислоту и терминальную половину фосфолипида — например, холин, этаноламип и т. д.
PLD играет важную роль в метаболизме растений и развитии семян, a PLC встречается в растительном пищевом сырье. Другие интересующие нас ацилгидролазы достаточно широко распространены в природе — например, те, которые действуют на гликолипиды, сульфолипиды, дп- и мопоацилглицериды. Примером таких ацил-гидролаз могут служить «галактолипазы» растений. Наиболее типичными фосфо-липидами (ФЛ) являются фосфатидилхолин (ФХ) и фосфатидилэтаноламин (ФЭ). Галактолипиды преобладают в хлоропластовых мембранах растений.
Липазы отличаются необычным поведением — они проявляют повышенную активность, когда липидные субстраты агрегируют и образуют межфазный водно-ли-пидный слой [115]. Это явление «межфазной активации» обычно сопровождается аллостерическим изменением фермента, наблюдаемым также у фосфолппаз [25].
Для активации связывания водно-липидного слоя некоторые липазы и фосфо-липазы нуждаются во втором компоненте (ко-липазе или активаторе). Например, липонротеинлипазы молока активны только в том случае, если триацилглицерид-ный субстрат образует комплекс с липопротеиновым компонентом сыворотки [67]. Последствием такого объединения субстратов является создание двухмерной поверхности липидов (более высокой концентрации доступного субстрата по сравнению с его трехмерным объемом) [14]. Это означает, что липиды, накопленные, па-пример, в масляных тельцах семян или в жировых тканях животных, имеют относительно малую площадь активной поверхности по сравнению с фосфолипидами, входящими в состав мембранного бислоя. Это важно для оценки скорости реакций, поскольку низкая доступность субстрата ограничивает скорость реакции. Это не относится к кинетике липолиза при пониженных температурах — в условиях снижения скорости протекающих процессов нельзя недооценивать роль гидролиза накопленных липидов в формировании вкуса и запаха прогорклости. Этот аспект очень важен для многих пищевых продуктов, хранящихся при температурах охлаждения или замораживания.
В формировании прогорклости решающее значение имеет степень ненасыщен-пости жирных кислот, входящих в состав липидов [69]. Как правило, чем больше фрагментов ненасыщенных молекул, тем выше их чувствительность к окислению. В природе полиненасыщенные жирные кислоты с двумя и более двойными связями имеют тенденцию быть связанными с sn-2 атомами углерода — как в триацилглице-ридах, так и в фосфолипидах. Предполагают, что такое расположение жирных кислот придает триацилглицеридам повышенную стабильность к самоокислению [89]. Ферменты, действующие на sn-2 эфирную связь, способствуют образованию окислительной прогорклости в большей степени, поскольку обеспечивают образование свободных жирных кислот, являющихся ненасыщенными. Обычно полиненасыщенные жирные кислоты более чувствительны к окислению, если они находятся в свободной, а не в этерифицированной форме. Это объясняет ключевую разрушительную роль гидролиза липидов или липолиза.
В молекулах фосфолипидов степень ненасыщешюсти жирных кислот влияет на целый ряд свойств, определяющих целостность мембран, а значит, и стабильность натурального пищевого сырья.
Мембранные фосфолипиды, имеющие высокий процент ненасыщенных ациль-ных радикалов (например, фосфолипиды рыб), не способны к плотной упаковке вследствие стерических препятствий, создаваемых двойными связями и наличием крупных заместителей в ^wc-конфигурации. Это влияет на вязкость и температуру плавления липидов, а также на диффузию катализатора или фермента в пограничный слои липндов [ 1, 6, 112].
Выше температуры плавления липпды текучи и находятся в жидко-кристаллическом состоянии, а ниже — в гелеобразном и твердом состояниях. Резкое понижение температуры ниже точки (разового перехода может привести к утрате избирательности проницаемости мембран [101]. Это происходит также в поврежденных тканях и приводит к активации ферментов, в том числе кальций-зависимой фосфо-липазы, с последующим автолизом мембран. При нарушении их целостности происходит «протекание» различных фракций, что приводит к смешиванию ферментов и их кофакторов с субстратами [97, 51 ].
Фосфолипидные мембраны с высокой степенью ненасыщенности в условиях низких температур остаются жидкими. Это является важным фактором при хранении или замораживании пищевого сырья с неповрежденной тканевой структурой (то есть в случае, когда присутствующие ферменты не были предварительно пнакти-вированы с помощью тепловой обработки).
Протекающее затем окисление оказывает обратное действие на динамику агрегатного состояния мембран, то есть оно снижает их текучесть [17]. В работе [3] па примере липидпых монослосв было показано, что свободные жирные кислоты (СЖК) «расширяют» окисление. При применении давления окисленные липпды в основном выдавливаются. Хорошо известно, что окисленные жирные кислоты более растворимы, чем пеокисленпые. Эти факты свидетельствуют о том, что данное явление имеет место благодаря чисто физико-химическим свойствам монослоя. Представляет интерес, насколько это объясняет (хотя бы отчасти) окислительное поведение жирных кислот в животных и растительных системах, когда жирные кислоты, окисляющиеся в мембранах in situ, удаляются избирательно [8, 36, 99, 112, 118].
Так как реакции, катализируемые липазами и фосфолипазами, включают межфазную адсорбцию и последующий катализ, эти физико-химические явления должны иметь некоторое отношение к лпполизу в пищевых материалах. Следует отметить, что при пониженном давлении, когда монослой находится в расширенном состоянии, окисление усиливается [1,6], но это происходит уже после лпполиза, что помогает попять согласованность лпполиза и линндпого окисления. [1]. Таким образом, наряду с собственно свойствами вовлеченных ферментов важно учитывать физико-химические свойства лппидного окружения.
В случае натуральных продуктов (рыбы, мяса пли овощей) вполне уместным может оказаться исследование активности липолитпческих ферментов в их обычной физиологической среде, так как некоторые из них находятся либо под гормональным пли спгпалыю-опосредованпом контролем, либо вовлечены в защитные механизмы, которые заканчиваются быстрой мобилизацией липидов и их последующим метаболизмом.

Окисление липидов зачастую является определяющим фактором срока годности пищевых продуктов, вызывающим негативные изменения их органолептических свойств (вкус и аромат, цвет, текстура) и пищевой ценности, а также возможное образование токсичных продуктов окисления [64, 114]. На все эти показатели оказывает влияние степень липолиза, поскольку этот процесс является первой стадией деградации качества продукта, а ферменты (например, липоксигеназы) катализируют окисление липидов, взаимодействуя в основном или исключительно со свободными жирными кислотами.
Стабильность пищевого материала по отношению к липолитическому распаду — это показатель биохимической активности вовлеченных ферментов, кофакторов и липидных субстратов. Нерастворимые в воде липиды имеют тенденцию к агрегации, образуя граничный межфазный слой с водным окружением. Липазы и фос-фолипазы имеют характерную особенность, связанную с их необычным поведением в этом водно-липидном слое. По этой причине чувствительность к липолизу и последующему окислению лииидов также определяется физико-химическими свойствами этой уникальной двухмерной среды. В случае натуральных продуктов растительного или животного происхождения физиологическое состояние, степень упитанности скота перед забоем или зрелости (зерна, овощей и фруктов) перед сбором урожая влияет на последующее качество продукта и срок их хранения.
В настоящей главе мы рассмотрим влияние липолиза на порчу пищевых продуктов, участие в этом процессе ферментов в контексте их межфазной природы и значение молекулярной структуры, организации и кинетики липидного окружения. Мы также обсудим роль липолиза в формировании срока годности различного пищевого сырья — молока и молочных продуктов, мяса и рыбы, растительных пищевых продуктов (листовых овощей, различных видов зерна и бобовых), а также методы смягчения эффектов липолитической деградации и увеличения срока хранения пищевого сырья. Мы не будем касаться вопросов влияния на порчу пищевых продуктов липолитических микроорганизмов. Пищевые продукты глубокой переработки не молочного происхождения обычно не содержат липаз и фосфолипаз, как масла и жиры, используемые как конечные пищевые продукты или пищевые ингредиенты. По этой причине рассматривать влияние липолиза на процессы порчи таких продуктов не имеет практического смысла.

Инструментальные методы оценки степени окисленпости масел, по всей вероятности, в будущем станут еще более актуальными. При использовании методов без применения химических реагентов и растворителей не возникает проблемы удаления их отходов. Анализ состава газовой среды над продуктом и метод ИСПФ, на наш взгляд, получат еще более широкое распространение. Тенденция к миниатюризации хроматографического оборудования приведет, возможно, к разработке портативных, легко транспортируемых газохроматографических приборов, которые позволят проводить анализ газовой среды при снижении требований к необходимому объему рабочей зоны. Использование автоматических пробоотборников позволит анализировать газовую среду над различными образцами пищевых продуктов с минимальными трудозатратами. Развитие робототехники позволит также автоматизировать выполнение некоторых химических анализов.