MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2013 LUKÁŠ LANDAUF

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Zastoupení a význam mastných kyselin v mléčném tuku Bakalářská práce Vedoucí práce: doc. Ing. Květoslava Šustová, Ph.D. Vypracoval: Lukáš Landauf Brno 2013

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Zastoupení a význam mastných kyselin v mléčném tuku vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne podpis

4 PODĚKOVÁNÍ Chtěl bych poděkovat vedoucí mé bakalářské práce doc. Ing. Květoslavě Šustové, Ph.D. za odborné vedení, konzultace, cenné rady a připomínky při vypracovávání závěrečné práce. Dále chci poděkovat svým rodičům za finanční a psychickou podporu při studiu na Mendelově univerzitě. A v neposlední řadě patří mé díky i přátelům, bez kterých by mé studium bylo těžší.

5 ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá zastoupením a významem mastných kyselin v mléčném tuku. V první části se zaměřuje nad obecnými znalostmi lipidů a mastných kyselin, od jejich vzniku, vlastností až po jejich zastoupení v mléčném tuku. Další část popisuje základní činitele ovlivňující obsah mastných kyselin a jejich zastoupení u různých živočišných druhů. Poslední část se zabývá nutričními a technologickými vlastnostmi u vybraných mléčných produktů. KLÍČOVÁ SLOVA: mléko, mléčný tuk, krmivo, plemeno ABSTRACT The bachelor s thesis deals with representation and importance of fatty acids in the milk fat. The first part focuses above general knowledge of lipids and fatty acids, since their formation, properties to their representation in the milk fat. Another part describes the basic factors affecting the content of fatty acids and their distribution in the different animal species. The last part deals with the nutritional and technological properties of selected dairy products. KEYWORDS: milk, milk fat, feed, breed

6 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Lipidy Homolipidy Získávání živočišných tuků Heterolipidy Komplexní lipidy Mléko Mastné kyseliny Nasycené mastné kysleiny (SFA,) Nenasycené monoenové mastné kyseliny (MUFA) Nenasycené polyenové mastné kyseliny (PUFA) Rozvětvené mastné kyseliny Kyseliny s další kyslíkatou funkční skupinou Vlastnosti mastných kyselin Reakce mastných kyselin Biosyntéza mastných kyselin mléčného tuku Prekurzory mléčného tuku Syntéza mastných kyselin Mastné kyseliny v mléčném tuku skotu Nasycené mastné kyseliny (SFA) Nenasycené mastné kyseliny (UFA) Monoenové nenasycené mastné kyseliny (MUFA) Polyenové nenasycené mastné kyseliny (PUFA) Skupiny n-3 a n-6 polynenasycených mastných kyselin Trans-isomery nenasycených mastných kyselin (tfa) Minoritní mastné kyseliny Volné mastné kyseliny Mastné kyseliny v triacylglycerolech (TAG) Mastné kyseliny v ostatních složkách mléčného tuku

7 3.8 Vlivy působící na zastoupení mastných kyselin v mléčném tuku skotu Genetické vlivy a plemenná příslušnost Pořadí a stádium laktace Výživa a složení krmné dávky Roční období Zastoupení mastných kyselin u různých druhů živočichů Mléko kozí Ovčí mléko Význam mastných kyselin Technologické hledisko Lipolýza mléčného tuku skotu Nutriční hledisko Jogurty a mléčné fermentované výrobky Tavený sýr Sýr Stanovení mastných kyselin ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM ZKRATEK SEZNAM TABULEK

8 1 ÚVOD Mléko a mléčné výrobky jsou v dnešní době základní součástí výživy člověka, proto je nezbytně nutné sledovat obsah všech mléčných komponentů. Součástí mléčného tuku jsou především mastné kyseliny vázané v triacylglycerolech. Jejich význam má zásadní vliv z hlediska technologického a nutričního. Obsah všech mastných kyselin je většinou stálý, ale může se ovlivnit pomocí genetiky, pořadí a stádia laktace, výživy a složení krmné dávky a nakonec ročním obdobím. Nicméně převládají kyseliny olejová a palmitová, doprovázené kyselinami stearovou a myristovou. V dnešní době se však klade důraz na zdravotní stránku mléčných výrobků, proto se hledá kompromis mezi zdravotním hlediskem a zároveň technologickým pohledem. Zatímco technolog by nasycené mastné kyseliny ocenil, jelikož nehrozí riziko autooxidace a je zvýšena trvanlivost výrobku, lékař by poukázal na aterogenní, karcinogenní a další negativní účinky. Zvýšená pozornost je věnována hypercholesterolemickým mastným kyselinám laurové, myristové a palmitové, polynenasyceným mastným kyselinám řady n-3 a n-6, trans- isomerům nenasycených mastných kyselin, konjugované linolové kyselině a volným mastným kyselinám

9 2 CÍL PRÁCE Cílem této práce je porovnat zastoupení nejdůležitějších mastných kyselin v mléce. Dále srovnat obsahy mastných kyselin v mléce kravském, ovčím a kozím. Popsat jednotlivé vlivy působící na zastoupení jednotlivých mastných kyselin v mléčném tuku. A v neposlední řadě posoudit význam mastných kyselin v potravinách obsahující mléčný tuk

10 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Lipidy Lipidy jsou významnou složkou potravin, a proto ve výživě člověka tvoří jednu z hlavních živin nezbytnou pro zdraví a vývoj organismu. Nepředstavují však jednotně definovanou skupinu sloučenin. Hlavním požadavkem pro zařazení sloučenin do této skupiny nebývají chemické vlastnosti, ale jejich hydrofobnost (Homolka, Kudrna, 2007). Lipidy často definujeme jako přírodní sloučeniny obsahující vázané mastné kyseliny o více než třech atomech uhlíku v molekule. Jako složky aromatu potravin se mohou běžně vyskytovat ethylestery a vyšší estery mastných kyselin s čtyř až dvanácti atomy uhlíku, které přesto k lipidům řadíme. V potravinách se často vyskytují také sloučeniny mastných kyselin vzniklé průmyslovou činností, nebo jinými lidskými aktivitami (např. estery cukrů a cukerných alkoholů s vyššími mastnými kyselinami), které se běžně v praxi zařazují k lipidům, ačkoliv nejsou přírodními látkami. Většinou se v praxi za lipidy řadí také netěkavé lipofilní sloučeniny, které v přírodních i průmyslových produktech doprovázejí vlastní lipidy, proto je nazýváváme doprovodné látky lipidů. Jejich chemická struktura se v mnohém liší a často ani vázané mastné kyseliny neobsahují. Do této skupiny řadíme velké množství sloučenin, jako jsou různé terpenoidy (např. steroly) a karotenoidy. Dále to jsou lipofilní vitamíny, některá barviva, přírodní antioxidanty a další lipofilní sloučeniny (Velíšek, 1999). KLASIFIKACE Lipidy řadíme do tří hlavních skupin: HOMOLIPIDY HETEROLIPIDY KOMPLEXNÍ LIPIDY

11 Volné mastné kyseliny všeobecně považujeme za lipidy, ačkoliv neobsahují vázaný alkoholový zbytek a proto by měli tvořit samostatnou skupinu lipidů. Často se spolu se svými solemi, které se nazývají mýdla, řadí do samostatné skupinky lipidů. V praxi se však nejčastěji setkáváme s nelogickým označením neutrální lipidy a polární lipidy. K neutrálním lipidům patří estery glycerolu, steroly a jejich estery, ale také volné mastné kyseliny, i když nejsou neutrální. Pod polární lipidy patří fosfolipidy a další mnohé heterolipidy, často ani neobsahují fosfor a někdy ani mastné kyseliny. V technologické a potravinářské praxi se lipidy rozeznávají podle názvu jako tuky, oleje, mastné kyseliny, vosky a lecitin, neboť pouze tyto složky mají průmyslový význam (Velíšek, 1999) Homolipidy Homolipidy se skládají jen z mastných kyselin vázaných na alkoholy, které se dnes dělí výhradně dle struktury vázaného alkoholu. Tím je v přírodě nejčastěji glycerol, méně ethery glycerolu nebo hemiacetaly vyšších alifatických aldehydů, glykoly, ale také vyšší jednosytné alifatické alkoholy, alifatické a alicyklické terpenoidní sloučeniny (např. xantofyly) nebo různé steroidní sloučeniny. Estery jednosytných alkoholů se označují triviálním názvem vosky. Z přírodních sloučenin jsou nejdůležitější ceridy, což jsou estery mastných kyselin s alifatickými alkoholy a steridy, neboli estery mastných kyselin s alicyklickými alkoholy. Estery glykolů se vyskytují v živočišných a rostlinných lipidech v množství menším než 1 %. Estery glycerolu představují nejvýznamnější potravinářské lipidy, které nazýváme dle skupenství tuky nebo oleje. Řadíme zde monoacylglyceroly, diacylglyceroly a triacylglyceroly). Skupina estery vícesytných alkoholů obsahuje převážně průmyslově vyrobené látky s využitím jako zdravotně neškodné tukové emulgátory, nebo jako tukové náhrady (Velíšek, 1999) Získávání živočišných tuků Mléčný tuk se získává z mléka odstředěním, kdy se oddělí frakce bohatá tukem (smetana) od vodnaté fáze chudé tukem (odstředěné mléko). Ze smetany, což je emulze typu olej ve vodě se tuk mechanicky oddělí od podmáslí obrácením emulze na typ voda v oleji. Kromě tuku obsahuje přibližně 20% netukových podílů, převážně vody (Velíšek, 1999)

12 Tab. 1 Body tání a tuhnutí tuhých tuků (Velíšek, 1999). Druh tuku Bod tání ( C) Bod tuhnutí ( C) Vepřové sádlo Hovězí lůj Tuk kravského mléka Tuk mateřského mléka Tab. 2 Obsah lipidů v některých potravinách živočišného původu (Velíšek, 1999). Potravina Obsah lipidů v % v materiálu Obsah lipidů v % v sušině Mléko plnotučné 3,8 30 Mléko egalované 1,8 12 Mléko zahuštěné 9,5 12 Mléko sušené plnotučné Šlehačka Máslo Sýry Heterolipidy Heterolipidy obsahují navíc od homolipidů vázané mastné kyseliny a alkoholy. Další složky, podle kterých je dělíme: Fosfolipidy Glykolipidy Sulfolipidy Fosfolipidy obsahují esterově vázanou kyselinu fosforečnou. Dále je rozdělujeme dle struktury alkoholové složky na fosfatidy, lysofosfatidy a plasmalogeny. Důležitá skupina, která neobsahuje glycerol, ale sfingosin se nazývá sfingofosfolipidy (Velíšek, 1999)

13 Tab. 3 Složení mastných kyselin fosfolipidů (% veškerých mastných kyselin) Velíšek (1999). Mastná kyselina Mléčné fosfolipidy Palmitová 20 Stearová 16 Olejová 60 Linolová 2 Linolenová 0 Ceramidy obsahují sfingosin, nebo podobné aminoalkoholy s amidově vázanou mastnou kyselinou, kdy sfingosin se může vyskytovat ve formě glykosidu, nejčastěji galaktosidu. Cerebrosidy, glykosidy aramidů, jsou amidy sfingosinu s mastnými kyselinami (převážně nasycenými). Glykolipidy jsou deriváty mastných kyselin obsahující vázané cukry. Pokud obsahují navíc vázaný glycerol, nazývají se glyceroglykolipidy, obsahují-li vázaný sfingosin nebo příbuzné sloučeniny, nazývají se sfingoglykolipidy (cerebrosidy). Nejčastěji vázaným cukrem je D-galaktóza. Jako jiné heterolipidy se mohou vyskytovat sulfolipidy, sírany, sialolipidy a další fenolové sloučeniny s antioxidačním účinkem (Velíšek, 1999) Komplexní lipidy Komplexní lipidy jsou makromolekulární látky skládající se z lipidové složky, která je na nelipidový podíl vázána vodíkovými můstky, hydrofobními interakcemi a jinými fyzikálními vazbami. Mohou se však částečně uplatnit také kovalentní vazby. Nejčastěji tvoří nelipidový podíl protein, polysacharid nebo jeho směs s proteinem, ligninem apod. Lipoproteiny se skládají z bílkovin a lipidů. Obvykle se skládají z nepolárních lipidů, jako jsou TAG, estery cholesterolu, cholesterolu a polárních lipidů, jako např. fosfolipidy, které umožňují vazbu mezi lipidy a proteiny. Lipoproteiny se rozpouštějí, nebo alespoň dispergují ve vodě a slouží k transportu lipidů, protože jádro makromolekuly tvořené lipidem je obaleno hydratovanými proteiny. Lipoproteiny lze rozdělit dle své specifické hmotnosti (hustoty). Jestliže obsahují více nepolárních lipidů, tím je jejich specifická hmotnost nižší. Dodnes se užívají zkratky odvozené z anglického označení. Lipoproteiny s nízkou hustotou LDL (Low Density Lipoproteins) a s vysokou hustotou HDL (High Density Lipoproteins). Nejlépe jsou

14 prozkoumané lipoproteiny krevního séra, kde chylomikra a lipoproteiny o velmi nízké hustotě VLDL (Very Low Density Lipoproteins) a LDL přenášejí lipidy od střevní stěny do tkání, kde se ukládají, zatímco lipoproteiny o velmi vysoké hustotě VHDL (Very High Density Lipoproteins) a HDL přenášejí lipidy z tkání do krevního řečiště a zároveň také přenášejí cholesterol, včetně cholesterolu v těle syntetizovaného (Velíšek, 1999). Mukolipidy obsahují vázanou sialovou kyselinu. Jsou přítomné v nervových tkáních a patří k nim gangliosidy. Doprovodné látky lipidů často nazývané lipoidy, přecházejí při izolaci lipidů z materiálu do lipidové frakce vzhledem ke své nízké polaritě. Vyšší alkoholy doprovázejí především vosky, kde tvoří dokonce i několik procent z jejich hmotnosti. Občas se vyskytují také v jedlých tucích a olejích. Alifatické primární alkoholy C 12 -C 36 doprovázejí vosky a ve stopovém množství také v jedlých olejích, kde se získávají z povrchových vrstev extrakcí semen. Vyšší ketony (nejčastěji C 24 -C 33 ) vznikají jako produkty oxidace alkanů. V jedlých olejích se pravidelně vyskytuje vitamin E (tokoferol) a řidčeji jejich estery. Jako aditiva se přidávají další tokoferoly ve formě acetátu. Vitamin A přidávaný ve formě acetátu. V emulgovaných tucích je někdy přítomen vitamin D. Nejčastější přírodní barviva jsou karotenoidy a chlorofylová barviva v rostlinných lipidech. V živočišných lipidech je významné karotenoidní barvivo obsažené v másle. Podobně obsažené jako v margarínech, zde však jako aditivní látka. Steroidy jsou nejvíce zastoupenou složkou doprovodných látek. Náleží do rozsáhlé skupiny sloučenin nazývané jako terpenoidy, nebo isoprenoidy a jsou odvozeny ze šesti izoprenových jednotek. Téměř všechny steroidy mají perhydro-1,2- cyklopentanofenanthrenový skelet, jsou to tedy sekundární alkoholy. Jednotlivé steroidy se liší počtem uhlíků a počtem i polohou dvojných vazeb v postraním řetězci. Dále se liší substituenty na C-4 uhlíku. Zde rozeznáváme skupiny 4,4-dimethylsteroly, 4- methylsteroly a 4-demethylsteroly jednoduše nazývané steroly. Steroly se v organismu syntetizují z acetyl-coa složitými mechanismy v mnoha stupních, jsou však nezbytnou složkou lipoproteinů a tukových membrán. U živočichů jsou významné v nervových tkáních při transportu lipidů, kdy jsou vázané v lipoproteinech. Základním C 27 sterolem je cholesterol. V živočišných tucích se vyskytuje prakticky pouze cholesterol, zatímco u nižších živočichů se mohou

15 vyskytovat jiné steroly, souborně zvané zoosteroly. Steroly jsou tuhé krystalické látky o vysokém bodu tání. Jsou nerozpustné ve vodě, špatně rozpustné v alkoholu, ale dobře rozpustné v nepolárních rozpouštědlech. Katalytickou hydrogenací při ztužování olejů přecházejí na nasycené sloučeniny (Velíšek, 1999). Tab. 4 Obsah cholesterolu v potravinách živočišného původu (Velíšek, 1999). Potravina Obsah v mg.kg -1 jedlého podílu Mléko Mléko Mléčné výrobky Jogurt Smetana Sýry Tvaroh Tuky Máslo Mléko Mléko je sekret mléčné žlázy, je to přírodní výživa pro mláďata živočichů. Mléko některých živočichů, jako krávy, buvoli, kozy a ovce mohou být konzumovány lidskou populací a přeměňovány v některé produkty (máslo) Walstra a kol. (2006). Tuk je v mléce prezentován jako tuková globule, která je rozptýlena ve vodné plazmě. Plazma je koloidní směs kaseinových micel, sérových proteinů, cukrů a minerálů (Tamine, 2007). Hlavní složky: Laktosa neboli mléčný cukr. Disacharid skládající se z glukosy a galaktosy. Laktosa je redukující mléčný cukr. Tuk je tvořen z převážné části triacylglyceridy, představující velmi složitou směs. Složka mastné kyseliny se velmi liší podle délky řetězce (2-20 atomů uhlíku) a nasycenosti (0-4 dvojné vazby). Dále lipidy zahrnují fosfolipidy, cholesterol, volné mastné kyseliny, monoacylglyceridy a diacylglyceridy. Proteiny složené z kaseinu dávají mléku specifické vlastnosti. Skládají se ze čtyř složek: αs1-,αs2-, β- a κ-kasein (kapa). Zbytek je tvořen mléčným sérem, které většinu tvoří β-laktoalbumin a široká škála enzymů. Minerální látky jako jsou K, Na, Ca, Mg, Cl a fosfáty, které nejsou soli (Walstra a kol., 2006)

16 Tab. 5 Obsah celkových tuků a mastných kyselin (esenciální, nasycené, nenasycené), (Vyjádřeno v g/100 g mléka) Drbohlav a kol. (2002). Komodita Celkové lipidy Esenciální Nenasycené Nasycené FA lipidy FA Mléko syrové 4,06 0,160 2,40 1,37 Mléko polotučné 1,48 0,058 1,05 0,50 Mléko odstředěné 0,13 0,005 0,08 0,04 Mléko plnotučné 3,40 0,134 2,00 1,15 Velikost tukových kuliček se pohybuje v rozmezí 1 µm až 12 µm a v 1 ml mléka bývá dva až šest miliard tukových kuliček, což představuje velký povrch a snadnou reaktivitu. Jádro tukových kuliček se skládá z triacylglycerolů různých mastných kyselin, nicméně pouze 15 z nich se vyskytuje ve větším množství. K charakteru mléčného tuku přispívá každá mastná kyselina rozdílně, především typická chuť a vůně jsou způsobeny nízkomolekulárními mastnými kyselinami se čtyřmi až osmi uhlíky (Homolka, Kudrna, 2007). Tab. 6 složení mléka (Walstra a kol., 2006). Složka Průměrný obsah Průměrný obsah Rozsah (%) (%) v sušině (%) Voda 87,1 84,3-88,7 - Tuku prostá sušina 8,9 7,9-10,0 - Tuk v sušině Laktosa 4,6 3,8-5,3 36 Tuk 4,0 2,5-5,5 31 Protein 3,3 2,3-4,4 25 Kasein 2,6 1,7-3,5 20 Minerální látky 0,7 0,57-0,83 5,4-16 -

17 Tab. 7 Porovnání složení různých druhů mléka (Grieger, Holec a kol. 1990). Nutrient Kravské Ovčí Kozí Buvolí Tuk (%) 4,06 7,00 4,14 6, Mastné kyseliny Mastné kyseliny označujeme jako karboxylové kyseliny s alifatickým řetězcem a jsou nejvýznamnější složkou lipidů z hlediska výživového. V názvosloví mastných kyselin rozlišujeme tři varianty. Systematické názvy (např. oktadekanová; 9 cisoktadecenová; 9,12 cis-, cis-oktadekadienová, ) odvozené od uhlovodíků se stejným počtem uhlíkových atomů. Schematické zkratky (např. C N:M, C 18:0, C 18:1, C 18:2, ), kde N znamená počet atomů uhlíku a M počet dvojných vazeb. Triviální názvy (např. kyselina stearová, olejová, linolová, ), bohužel zde nemůžeme zjistit, o který jde izomer s polohou dvojné vazby, proto raději používáme systematické názvy, popřípadě schematické zkratky (Velíšek, 1999; Samková a kol., 2008) Nasycené mastné kysleiny (SFA, saturated fatty acids) Obsahují 4 až 60 atomů uhlíku, kde většinou mají rovný, nerozvětvený řetězec, nejčastěji o sudém počtu atomů uhlíku, kdy jsou v malém množství doprovázeny kyselinami s lichým počtem atomů (Velíšek, 1999; Gunstone a kol., 2007; Samková a kol., 2008) Nenasycené monoenové mastné kyseliny (MUFA, monounsaturated fatty acids) Monoenové mastné kyseliny nazýváme, protože obsahují jednu dvojnou vazbu. Navzájem se od sebe liší počtem atomů uhlíku, polohou dvojné vazby (neboli umístění dvojné vazby v řetězci) a prostorovou konfigurací. Polohu dvojné vazby často označujeme symbolem a, kde a je číslo uhlíku, ze kterého dvojná vazba vychází. Orientace substituentů (-H či -CH 2 -) je závislá na prostorové konfiguraci vůči rovině. Je-li izomer označován jako cis- či Z- (zusammen = spolu), pak jsou substituenty na stejné straně vazby. Jestliže jsou na opačných stranách vazby, pak se označují jako trans- či E- (entgegen = protilehlý) Velíšek (1999); Gunstone a kol. (2007); Samková a kol. (2008)

18 3.3.3 Nenasycené polyenové mastné kyseliny (PUFA, polyunsaturated fatty acids) Polyenové, neboli kyseliny s dvěma a více dvojnými vazbami, rozlišujeme stejně jako u mastných kyselin monoenových. Navíc je rozdělujeme podle vzdálenosti mezi dvěma vazbami na kyseliny izolované, kde jsou dvojné vazby oddělené alespoň dvěma vazbami jednoduchými. Konjugované vazby jsou takové, že dvojné vazby jsou oddělené jednou vazbou jednoduchou a kumulované, kde dvojné vazby jsou vedle sebe. PUFA řady n-3 nebo n-6 dělíme podle polohy první dvojné vazby od methylového konce uhlíkového řetězce (CH 3 -), často se však používá jako označení symbol ω (Velíšek, 1999; Gunstone a kol., 2007; Samková a kol., 2008) Rozvětvené mastné kyseliny Mastné kyseliny, které mají na bočním řetězci většinou jediný uhlík, tvořený methylovou skupinou CH 3 - (Me-). Jde tedy o methylderiváty. Isokyseliny jsou kyseliny, které mají methylovou skupinu vázanou na předposledním atomu uhlíku (n-1). Jestliže je methylová skupina vázaná na třetím atomu uhlíku od konce, jde o anteisokyseliny (Gunstone a kol., 2007; Samková a kol., 2008) Kyseliny s další kyslíkatou funkční skupinou Zde řadíme hydroxymastné kyseliny obsahující jednu nebo více hydroxyskupin (- OH) v různé vzdálenosti od karboxylové skupiny. Dále to mohou být oxokyseliny nebo ketokyseliny obsahující ketoskupinu, epoxykyseliny nebo furankyseliny (Samková a kol., 2008). 3.4 Vlastnosti mastných kyselin Nižší nasycené mastné kyseliny jsou bezbarvé kapaliny a od kaprinové kyseliny (C 10:0 ) výše jsou při teplotě místnosti tuhé, zatímco většina nenasycených mastných kyselin jsou viskózní kapaliny. Mastné kyseliny jsou částečně rozpustné ve vodě a částečně v nepolárních rozpouštědlech, jelikož mají volné mastné kyseliny vyšší podíl polárních skupin (volných karboxylů) než lipidy. Ve vodě rozpustnost klesá s narůstajícím počtem atomů uhlíku v molekule. Kyselina máselná je ve vodě rozpustná v libovolném poměru, zatímco málo rozpustné jsou kyseliny kapronová a kaprylová a všechny ostatní jsou nerozpustné. Všechny mastné kyseliny se dobře rozpouštějí v diethyletheru a etanolu. Od kyseliny kaprylové a výše i v benzenu a chloroformu. Vyšší mastné kyseliny mohou tvořit na vodní hladině monomolekulární film, kde jsou karboxylové skupiny (polární) orientovány směrem do vodné fáze a methylové skupiny (nepolární) orientovány do fáze plynné. Těkavé kyseliny jsou nižší mastné kyseliny

19 (máselná, kapronová, kaprylová, kaprinová, částečně i laurová) za atmosférického tlaku, kyseliny s vyšším počtem uhlíku jsou netěkavé. Obecně mastné kyseliny představují skupinu slabých kyselin a některé z nich (např. kyselina linolová, linolenová) vykazují biologickou aktivitu (Velíšek, 1999; Samková a kol., 2008). Tab. 8 Rozpustnost některých mastných kyselin (Velíšek, 1999). Mastná kyselina Rozpustnost v g.dm -3 Voda 95% etanol Máselná Mísitelná Mísitelná Kapronová 9,7 Mísitelná Kaprylová 0,68 Mísitelná Laurová 0, Palmitová 0, ,3 Stearová 0, ,3 Jejich teplota tání závisí na počtu atomů uhlíku, nicméně při počtu vyšším jak 20 se již více nemění. Nižší teplotu tání mají nenasycené a mastné kyseliny s lichým počtem uhlíků než nasycené a mastné kyseliny se sudým počtem uhlíků. Vazba cis-, která způsobuje ohyb, jinak přímého řetězce o 42 má výrazně nižší teplotu tání než odpovídající trans-isomery. Krystalická modifikace daná různým sklonem řetězců mastných kyselin ke krystalové rovině má také vliv na teplotu tání. Při ochlazování mastné kyseliny nejdříve přecházejí z kapalné fáze do nestabilní tuhé fáze. Poté se přeměňují na tuhé stabilní modifikace. Methylové konce řetězců a karboxyly jsou orientovány každý na opačnou stranu a tvoří vrstvy v krystalech mastných kyselin. V případě navzájem rovnoběžných řetězců jsou modifikace stabilní. Teplota varu závisí na rostoucím počtu atomů uhlíku, dvojné vazby mají vliv malý (Velíšek, 1999; Samková a kol., 2008)

20 Tab. 9 Vybrané vlastnosti hlavních mastných kyselin mléčného tuku (Samková a kol., 2008). Mastná kyselina Teplota Molekulová Teplota tání (t t ) Hustota (ρ) varu (t v ) hmotnost M ( C) (g.cm -3 ) ( C) (g.mol -1 ) 2) 4) 1) 1) 4) 3) C 4:0-7,9-7,9 162,0 0, d , ,1 C 6:0-3,4-3,4 205,0 0, d , ,1 C 8:0 16,7 16,7 237,0 0, d , ,1 C 10:0 31,6 31,6 268,4 0, D 40 40, ,1 C 12:0 44,2 44,2 176,0 0, D 50 40, ,2 C 14:0 54,1 53,9 196,5 0, D 54 40, ,2 C 16:0 62,7 63,1 215,0 0, d , ,2 C 18:0 69,6 69,6 232,0 0, D 20 40, ,3 C 20:0 75,4 76,5-77,0 328,0 - d , ,3 C 14:1n5 - -4,0 - - d 4 0, ,2 C 16:1n7 - -0,5 až +0, ,2 C 18:1n9 16, ,5 0, d , ,3 C 18:2n6-5,0-5,0 229,0 0, d , ,2-11,3 až C 18:3n6-10,6 a) ,0 a) 0, a) d , ,2 C 18:3n ,3 až d , ,2 C 20:4n6-49,5-49,5 - - d 20 40, ,2 1) ŠEBELA a kol. (1964); 4) 2) VELÍŠEK (1999); 3) a) uvedena pouze kyselina linolenová 3.5 Reakce mastných kyselin Během chemických reakcí u mastných kyselin se využívá karboxylová skupina COOH a z uhlovodíkového zbytku molekuly především dvojné vazby a sousedící methylenové (-CH 2 -) skupiny. Snadno s kationty kovů a organickými kyselinami tvoří soli (mýdla) využívané v nepotravinářských průmyslových účelech. Esterifikace má

21 význam při tvorbě esterů mastných kyselin s alkoholy, katalyzované kyselinami nebo enzymy acyltransferáz. Cyklizace nastává záhřevem na vyšší teploty, kdy vznikají z nenasycených mastných kyselin přes příslušné radikály cyklické mastné kyseliny (zejména pětičlenné cykly), jedná se o furankyseliny. Polymerační reakce doprovázejí isomerační reakce. Hydrogenační reakce se využívá u ztužování tuků, kterých se dnes využívá jen omezeně. U hydrogenace nenasycených mastných kyselin, kdy se nasytí dvojná vazba polyenových mastných kyselin a zůstává převaha monoenových, které současně mohou zčásti isomerovat na trans-monoenové mastné kyseliny. Enzymová hydrogenace probíhá u přežvýkavců při trávení potravy v žaludku, kde se účastní bachorová mikroflóra rozkládající celulózu. Reakce, při kterých dvojné vazby nenasycených mastných kyselin mohou změnit svoji sterickou konfiguraci (geometrickou) nebo se posune dvojná vazba (polohová) se nazývá isomerace. Geometrická isomerace se odvíjí na orientaci radikálů podle osy dvojné vazby. V přírodních lipidech se vyskytují dvojné vazby nenasycených mastných kyselin především ve formě cis. Přechod z formy cis na formu trans může způsobit záhřev (neboť konfigurace trans je termodynamicky stálejší), hydrogenace a nejčastěji při oxidaci. Oxidace je nejvýznamnější reakce mastných kyselin a nejběžnějším typem je autooxidace uhlovodíkového řetězce mastných kyselin, což je radikálová řetězová reakce probíhající ve třech stupních (iniciace, propagace, terminace). Vyskytuje se při zpracování, nebo skladování některých potravin. Jako primární produkty reakce vznikají hydroperoxidy mastných kyselin a jejich radikály. Sekundární produkty jsou například epoxykyseliny, hydroxykyseliny, oxokyseliny a další nasycené a nenasycené aldehydy a uhlovodíky (Fox, McSweeney, 1998; Velíšek, 1999; Samková a kol., 2008). 3.6 Biosyntéza mastných kyselin mléčného tuku Bachor je nejvýznamnější část trávícího systému přežvýkavců, neboť obsahuje biliony mikroorganismů s fermentační schopností. Rostlinná krmiva jsou štěpena pomocí mikroorganismů a vytváří tak energii a dusíkaté látky pro vlastní růst, zásobu energií a zároveň pro vysoce kvalitní bílkovinu dojnice. Hlavní spojení mezi mikroorganismy a jejich dietami je díky těkavým mastným kyselinám (TMK) a mikrobiálnímu proteinu. Zastoupení těkavých mastných kyselin určuje vznik určité složky, protože acetát a butyrát jsou lipogenní živiny, zatímco propionát je primárně používán jako prekurzor glukózy (Homolka, Kudrna, 2007)

22 Pro vznik mléka je důležitý vznik prekurzorů, které se v převážné míře tvoří v játrech ze živin vstřebaných v trávícím ústrojí. Některé specifické prekurzory mohou vznikat důsledkem kvasných procesů u přežvýkavců. Prekurzory se dostávají do sekrečních buněk mléčné žlázy pomocí krve, kde probíhá vlastní tvorba mléka. Látky mohou přecházet z krve přímo difúzí, či aktivním transportem v ředěné nebo koncentrované formě do mléka, nebo v sekrečních buňkách mléčné žlázy, kde dochází k vlastní biosyntéze, při nichž se tvoří kasein, laktóza a mastné kyseliny s krátkým řetězcem. Důležité je neustálé prokrvení mléčné žlázy (jeden litr mléka potřebuje průtok asi 500 l krve) a dostatečný obsah živin v krvi (glukózy, aminokyselin, mastných kyselin, minerálních látek a vitamínů), což je ovlivněno výživou, fermentačními procesy v předžaludku, úroveň resorpce živin, funkčním stavem jater a neurohumorální regulací (Bauman a kol., 2006; Samková a kol., 2008) Prekurzory mléčného tuku Základním a nejvýznamnějším prekurzorem mléčného tuku je kyselina octová, která vzniká při bachorové fermentaci ze sacharidů krmiva a β-oxidací mastných kyselin tukové tkáně dojnic. Tvorba kyseliny octové je přímo úměrná k obsahu tuku v mléce. Mléčná žláza je schopna zachytit přes 80 % kyseliny octové z krve. Na vyšší stupeň tvorby a využití kyseliny octové má vliv i zvýšená aktivita štítné žlázy a některé její hormony, jestliže se odstraní štítná žláza, tak se sníží tučnost a změní chemická skladba tuku. Dalšími prekurzory mléčného tuku jsou kyselina máselná a β- hydroxymáselná. Obě vznikají v bachoru, a jejichž zdrojem jsou konzervovaná a jadrná krmiva. Zdrojem laktózy v mléčné žláze je kyselina propionová, která je prekurzorem některých aminokyselin pro syntézu mléčného kaseinu a do mléčného tuku je zaslána v malé míře Syntéza mastných kyselin Pro biosyntézu mastných kyselin je nezbytný acetyl-coa, vznikající v mitochondriích a odtud transportován do cytosolu, kde probíhá převážná část biosyntézy. Proces je katalyzován multienzymovým komplexem, nazývaný syntáza mastných kyselin, jehož součástí je protein přenášející acylové skupiny (ACP = acyl Carrar protein). ACP umožňuje přenos meziproduktů mezi enzymy. Prvním krokem je tvorba malonyl-coa, kde je nejprve aktivován CO 2 vazbou na biotin za spotřeby ATP (adenosintrifosfát) a následné karbonylací acetyl-coa za vzniku malonyl-coa, vše je katalyzováno acetyl-coa-karboxylázou. Syntéza mastných kyselin

23 zahrnuje cyklicky se opakující enzymové reakce. Navázání acetyl-coa a malonyl-coa na ACP; kondenzace; 1. redukce; dehydratace; 2. redukce. Při tvorbě palmityl-coa musí cyklizace proběhnout sedmkrát. Po každém cyklu se prodlouží řetězec o dva atomy uhlíku, proto je výskyt mastných kyselin se sudým počtem uhlíků častější. Hydrolýzou thioesterové vazby palmitylthioesterázou vznikne palmitát, který je prekurzorem dalších nasycených a nenasycených mastných kyselin vznikající různými kombinacemi prodlužování řetězce, buď elongací nebo desaturací (Fox, McSweeney, 1998; Akers, 2002; Samková a kol., 2008). Polymorfismus enzymů, stearoyl-coa desaturáza (SCD) a acyl-coadiacylglycerol acyltransferáza (DGAT) mohou ovlivňovat variabilitu mastných kyselin mezi krávami (Samková a kol., 2012). Aktivita stearoyl-coa desaturázy (SCD) v mléčné žláze je zajímavá pro stanovení relativních poměrů mezi nasycenými a mononenasycenými mastnými kyselinami a je ovlivnitelná pomocí stravy a genetickými vlivy, především fenotypovou variancí. SCD je enzym zodpovědný za 9 desaturaci mastných kyselin v mléčné žláze a ostatních tkáních, zejména je odpovědný za většinu MUFA a všechny CLA v mléce. Má schopnost vytvořit dvojnou vazbu v 9 pozici a tak převést myristovou kyselinu (C 14:0 ) na myristoolejovou kyselinu (cis-9, C 14:1 ), palmitovou kyselinu (C 16:0 ) na palmitoolejovou kyselinu (cis-9 C 16:1 ), stearovou kyselinu (C 18:0 ) na olejovou kyselinu (cis-9, C 18:1 ) a vakcenovou kyselinu (TVA; trans-11, C 18:1 ) na konjugovanou linolovou kyselinu, isomer rumenové kyseliny (RA; cis-9, trans-11, C 18:2 ). Hlavní biologická role SCD v mléčné žláze je udržení plynulosti přeměny kyseliny stearové na kyselinu olejovou (Walstra a kol., 2007; Garnsworthy a kol., 2010). 3.7 Mastné kyseliny v mléčném tuku skotu V mléčném tuku se nachází přes 400 různých mastných kyselin, ale při použití současných analytických metod lze jich identifikovat kolem 70. Konkrétně 416 mastných kyselin se vyskytuje v mléčném tuku, což je 55,1 % z celkového počtu 755 identifikovaných přírodních mastných kyselin. Většina z nich se vyskytuje ve velmi nízkých koncentracích a zhruba 15 z nich má podíl 1 % a vyšší (Samková a kol., 2008). V mléce je více než 200 druhů sudých triacylglyceridů. Pouze 13 mastných kyselin se vyskytuje v množství větší než 1 g 100 g -1 (Tamine, 2007)

24 1) 2) Bod tání C Rozpustnost (g/l) Neutrální glyceridy Fosfolipidy Volné FA % ve 3 poloze Tab. 10 Mastné kyseliny v mléčném tuku (Walstra a kol., 2006). Mastné kyseliny Máselná mísitelná 8,5 (7-14) 0,0 14,5 97 Kapronová ,0 (2-7) 0,0 4,5 84 Kaprylová ,8 (1-3,5) 0, Kaprinová ,0 (1,5-5) 0, Laurová ,6 3,6 (2,5-7) 0, Myristová ,6 10,5 (8-15) Palmitová ,49 23,5 (20-32) Stearová ,14 10,0 (6-13) Palmitoolejová , Olejová ,42 21 (13-28) Linolová , ,8 8 2,3 20 α-linolenová ,12, , ) počet atomů uhlíku, 2) počet dvojných vazeb Nasycené mastné kyseliny (SFA) Mléčný tuk tvoří především mastné kyseliny se sudým, zpravidla nižším počtem uhlíků v řetězci C 4 -C 20, které tvoří % všech mastných kyselin. Kyseliny C 4 -C 10 tvoří přibližně 10 %, zatímco C 12 a C 14 tvoří 10 až 20 % z celkového množství mastných kyselin. Největší zastoupení mají nasycené mastné kyseliny palmitová, myristová a stearová (Samková a kol., 2008)

25 Tab. 11 Zastoupení nasycených (SFA), mono nenasycených (MUFA) a polynenasycených (PUFA) mastných kyselin mléčného tuku (% z celkového obsahu všech mastných kyselin) Samková a kol. (2008). Skupiny mastných kyselin 1) 2) 3) 4) SFA 61,0-71, ,3-68,1 64,9 MUFA ,2-27,6 28,3 27,4-37,7 PUFA 2-6 3,3-3,9 6,8 1) PIVA a kol. (1993); 2) VELÍŠEK (1999); 3) ELLIS a kol. (2006); 4) JENKINS a MCGUIRE (2006) Nenasycené mastné kyseliny (UFA) Monoenové nenasycené mastné kyseliny (MUFA) Mononenasycené mastné kyseliny C 14 -C 18 tvoří v mléčném tuku 26 až 42 % všech masných kyselin a nejběžnější z nich je kyselina olejová, která tvoří zhruba 20 až 30 % všech mastných kyselin mléčného tuku. Tato kyselina má polohu dvojné vazby na devátém uhlíku a jedná se o cis-isomer cis- C 18:1. Dále se v malém množství vyskytuje kyselina palmitolejová. Ostatní kyseliny jsou zastoupeny v množství menším než 1 % z celkového množství mastných kyselin (Akoh, Min, 2002; Samková a kol., 2008) Polyenové nenasycené mastné kyseliny (PUFA) Nejčastěji vyskytující se kyseliny jsou s počtem uhlíků C 16 -C 20 v množství 2 až 6 % všech mastných kyselin. Takto malé množství polynenasycených mastných kyselin je způsobené v důsledku bachorové biohydrogenace krmiv s relativně velkým množství PUFA. Nejvíce zastoupené jsou kyseliny linolová a α-linolenová, které hrají důležitou roli ve výživě člověka (Akoh, Min, 2002; Samková a kol., 2008) Skupiny n-3 a n-6 polynenasycených mastných kyselin Do skupiny n-3 mastných kyselin řadíme kyseliny linolová, γ-linolenová a arachidonová, zatímco do skupiny n-6 patří kromě kyseliny α-linolenové také kyseliny EPA a DHA, které se však v mléce vyskytují ve stopových množstvích a jejich průměrné obsahy se pohybují do 0,1 % z celkového obsahu všech mastných kyselin.

26 Z hlediska výživy se hodnotí jejich poměr (n-6/n-3) Akoh, Min (2002); Samková a kol. (2008). Tab. 12 Zastoupení n-3 a n-6 (z celkového obsahu všech mastných kyselin) n-3 * n-6 * n-6/n-3 Zdroj 1,12 1,15 (5) 4,32 5,03 (6) 3,86 4,37 KOMPRDA a kol.(2000) 1,18 2,68 (7) 2,57 4,72 (9) 1,16 4,00 COLLOMB a kol. (2004) 0,81 1,98 (4) 1,62 2,36 (3) 1,21 2,71 LEIBER a kol. (2005) 0,66 1,11 (5) 1,68 (4) 1,27 3,66 ELLIS a kol. (2006) 0,36 0,67 (4) 1,37 2,15 (5) 3,28 4,37 SAMKOVÁ a kol. (2008) *) číslo v závorce znamená počet identifikovaných n-3, resp. n-6 mastných kyselin Trans-isomery nenasycených mastných kyselin (tfa) Díky biohydrogenaci polynenasycených mastných kyselin krmiva bachorovými mikroorganismy se v mléce vyskytuje malé množství trans-isomerů nenasycených mastných kyselin, které se pohybuje v rozmezích od 1,71 do 8,70 % hmotn. s průměrnou hodnotou 4,92 % hmotn. Největší variabilitu zaujímá kyselina oktadecenová (C 18:1 ), kde dominantní isomer představuje 11 C 18:1 kyselina vakcenová (TVA), která představuje 24,5 až 55,1 % z celkového obsahu trans- C 18:1. Další malá množství byla zjištěna u C 14:1, C 16:1, C 17:1 (Samková, 2008). Průměrná hodnota CLA v kolostru tuku je 0,34 % a v mléčném tuku 0,42 % ze všech mastných kyselin (Paszczyk a kol., 2005). Konfigurace trans se z potraviny ukládá především v depotním tuku a v mléce, především kyselina vakcenova. Účinek MUFA a PUFA s dvojnou vazbou v poloze trans se z fyziologického hlediska mění nepůsobí zdraví prospěšně zvyšují hladinu sérového cholesterolu, LDL cholesterolu, celkových triacylglycerolů a snižují obsah HDL cholesterolu (Homolka, Kudrna, 2007)

27 Z trans-isomerů polynenasycených mastných kyselin jsou nejvýznamnější isomery konjugované kyseliny linolové (CLA). Ta vzniká v bachoru při biohydrogenaci polynenasycených mastných kyselin, proto zde převládají isomery 9,11 cis-, transtvořící 75 až 90 % celkového obsahu CLA a uvádí se pod názvem rumenic acid RA. Biologická aktivita byla prokázána pouze u isomeru 9,11 cis-, trans- a isomeru 10,12 cis-, trans-. Průměrné hodnoty obsahu CLA a ostatních trans-isomerů kyseliny linolové v mléce se pohybují od 0,30 do 2,04 % hmotn. Dle (Saarela, Mattila-Sandholm, 2000) koncentrace CLA v mléčných produktech se pohybuje v rozmezí 2,9 až 8,92 mg/g tuku (Saarela, Mattila-Sandholm, 2000; Samková a kol., 2008). Tab. 13 Obsah trans-nenasycených mastných kyselin v některých živočišných tucích (% veškerých trans-nenasycených mastných kyselin) Velíšek (1999). Poloha dvojné vazby Mléčný tuk a) Tuk másla a) Depotní tuk (lůj) a) a) Celkový obsah trans-nenasycených kyselin u mléka a másla je 2 až 8 % a v tukové tkáni (v loji) 2 až 3 % veškerých mastných kyselin Minoritní mastné kyseliny V mléčném tuku se vyskytují mastné kyseliny s lichým počtem uhlíků C 5:0 až C 11:0 nalezeny jako oxidační produkty mastných kyselin s dlouhým řetězcem. Rozvětvené mastné kyseliny a kyseliny s lichým počtem uhlíků se často označují jako OBCFA (odd- and branched fatty acids), jsou syntetizovány bachorovými bakteriemi. Obsah rozvětvených mastných kyselin je v mléce 1,9 až 2,1 % hmotn. V mléce se vyskytuje

28 množství hydroxy-, oxo- a furanových kyselin do 1 % z obsahu všech mastných kyselin (Vlaeminck a kol., 2006; Samková a kol., 2008) Volné mastné kyseliny Volné mastné kyseliny (FFA, free fatty acids) se vyskytují v mléčném tuku v množství 0,1 až 0,4 % z mléčného tuku (Akers, 2002). Mají převážně krátký řetězec C 4 až C 12 a jsou těkavé, zároveň ovlivňují aroma mléka a mléčných produktů (máslo). Krátké mastné kyseliny C 4 až C 6 jsou obsaženy především v mléčné plazmě, zatímco mastné kyseliny s dlouhým řetězcem (od C 16 ) jsou obsaženy v tuku. Ostatní kyseliny se pohybují mezi oběma frakcemi. Lze vyjádřit volné mastné kyseliny hodnotou ADV (acid degree value) v mililitrech KOH na litr mléka (mmol.l -1 ) nebo 100 g tuku (mmol/100 g tuku) a jeho průměrné hodnoty se pohybují od 0,24 do 1,16 mmol/100 g tuku a mohou kolísat v závislosti na krmné dávce, plemeni, či dojnici (Walstra a kol., 2006; Rasmussen a kol., 2006; Samková a kol., 2008). Tab. 14 Volné mastné kyseliny (mol %) v mléčném tuku (Walstra a kol., 2006). Kyselina Volné mastné kyseliny lipolýzou Máselná 14,5 Kapronová 4,5 Myristová 9 Palmitová 21 Stearová 13 Olejová 20 Hodnoty FFA po nadojení se zvětšují z 0,68 na 1,21 mmol/100 g tuku už po 24 hodinách. Lipolýza urychlovaná lipoproteinovou lipázou způsobuje hydrolýzu triacylglycerolu tukových kapének, je ovlivňována podmínkami skladování mléka (míchání, čerpání, změny teplot mléka, doba skladování) a může být příčinou žluklé chuti mléka a mléčných výrobků (Wiking a kol., 2006; Samková a kol., 2008) Mastné kyseliny v triacylglycerolech (TAG) Mastné kyseliny nejsou v TAG vázány náhodně, 38 % TAG, kde na pozicích jsou navázané nenasycené mastné kyseliny (SSS), 52 % tvoří triacylglyceroly SSM a SMM, kde M je monoenová mastná kyselina v cis nebo trans formě. Pozice v glycerolu, na které je mastná kyselina vázána, je většinou podobná, jelikož na pozici sn-1 se

29 vyskytuje kyselina palmitová a olejová, na pozici sn-2 kyselina palmitová a na pozici sn-3 kyselina máselná (Samková a kol., 2008). Podle (Akers, 2002; Walstra a kol., 2006; Tamine, 2007) kyseliny s dlouhým řetězcem zaujímají v TAG pozici na sn-1 a sn- 2, zatímco kyseliny s krátkým řetězcem zaujímají pozici v TAG na sn-3, kdy více než 85 % máselné kyseliny a 58 % kapronové kyseliny se nachází v mléčném tuku na sn-3. Tyto mastné kyseliny s krátkým řetězcem dávají mléčnému tuku typickou mléčnou chuť a zároveň ovlivňují krystalizaci mléčného tuku Mastné kyseliny v ostatních složkách mléčného tuku Mastné kyseliny jsou vázány ve fosfolipidech, kde je na třetím uhlíku glycerolového zbytku esterově vázaná kyselina fosforečná. Fosfolipidy zaujímají v mléčném tuku 66 až 68 % z celkového množství fosfolipidů a nejvíce zastoupeny jsou fosfatidylcholiny 30,0 % (lecitiny), fosfatidylethanolaminy 37,2 % (kefaliny) a sfingomyeliny 28,2 %, v menší míře fosfatidylinositoly 2,0 % a fosfatidylserin 2,6 % (Dufour a kol., 1999). Ty mají ještě na kyselině fosforečné navázán aminoalkohol cholin. Z celkového množství 25 až 30 % fosfolipidů tvoří sfingolipidy, zejména sfingomyeliny, kde je mastná kyselina vázána amidovou vazbou. V menším množství jsou to mastné kyseliny vázané v cerebrosidech a gangliosidech (glykosfingolipidech). Ve fosfolipidech je zastoupení mastných kyselin následující: vyšší mastné kyseliny > palmitová, stearová a olejová, v menší míře linolová a linolenová. V některých proteolipidech je obsažena kyselina myristová. Vyšší mastné kyseliny se rovněž nachází v esterech cholesterolu (Samková a kol., 2008). 3.8 Vlivy působící na zastoupení mastných kyselin v mléčném tuku skotu Mléčný tuk sledujeme za účelem jeho optimalizace, ať už vzhledem ke zlepšování technologických vlastností mléčného tuku a másla, tak v poslední době je stále větší snaha z hlediska zdravotních aspektů a zvyšování nutriční hodnoty mléčného tuku. Ze zdravotního hlediska v mléčném tuku převládají nasycené mastné kyseliny, zejména tzv. hypercholesterolemické kyseliny laurová, myristová a palmitová a transnenasycené mastné kyseliny. Zatímco technologům vyšší obsah nasycených mastných kyselin, s ohledem na snadnou oxidaci nenasycených mastných kyselin, vyhovuje, tak ze zdravotního hlediska je doporučováno jejich maximální snížení a zvýšení podílu mastných kyselin příznivě ovlivňujících biologickou hodnotou mléčného tuku (Samková a kol., 2008)

30 3.8.1 Genetické vlivy a plemenná příslušnost Genová problematika a její význam ve vztahu k mléčnému tuku je možné využít v plemenářském programu při selekci dojnic a zvýšit tak frekvenci určitých genů zodpovědných za specifické vlastnosti mléka. Problematika vlivu plemene bylo srovnání v rámci odezvy plemene na určitou krmnou dávku nebo vlivu odlišného zastoupení mastných kyselin různých plemen ve vztahu k vlastnostem mléka, jeho technologickému zpracování či produktům z něj (Samková a kol., 2008). Složení mléčného tuku u mléka a mléčných výrobků se vztahuje ke genetickým a ekologickým faktorům. Mastné kyseliny byly stanoveny pomocí plynové chromatografie. Plemeno Dánské Jersey obsahovalo více nasycených mastných kyselin s krátkým řetězcem, zatímco Dánské plemeno Holštýnské-Friesian mělo vyšší obsah nenasycených C 18 mastných kyselin a Švédské plemeno Červené (Swedish Red) mělo vysoký podíl kyselin C 14:0, C 14:1, C 18:1 cis-9 a C 18:3 n-3. Tyto varianty byly závislé na rozdílném indexu desaturázy, která byla nejvyšší u Švédského Červeného plemena (Poulen a kol., 2012). V severní části Portugalska bylo porovnáváno mléko a jeho mléčný tuk. Na farmách se vyskytovala plemana Minhota a Holštýnské-Friesian. Z výsledků vyplynulo, že mléko od Holštýnských krav mělo vyšší obsah PUFA, ω-6 a trans- mastných kyselin, zatímco plemeno Minhota mělo významně vyšší obsah mononenasycených mastných kyselin. U ω-3 a nasycených mastných kyselin nebyly poměrně žádné velké rozdíly. Průměrná hodnota CLA byla vyšší u plemena Minhota a zároveň nižší obsah cholesterolu na rozdíl od Holštýnského plemene. Tedy mléko od plemene Minhota má lepší nutriční vlastnosti, pro svoji vysokou genetickou variabilitu (Ramalho a kol., 2012). V Dánsku byl zjišťován obsah kyseliny fytanové (3,7,11,15- tetramethylhexadekanová kyselina = PA = phytanic acid). Lze ji nalézt především v mléčných výrobcích, mase přežvýkavců a některých mořských tukcích. PA je tvořena z fytolu, který je štěpen z chlorofylu a následně oxidován bachorovou mikroflórou. Jeho obsah je závislý na složení krmiva, především množství zeleného krmiva zvyšuje obsah PA. V ekologických chovech se uplatňuje využití travních povrchů, ve srovnání s konvenčním chovem. Prahová hodnota obsahu PA v mléčném tuku byla navržena

31 u ekologického chovu nejméně 200 mg/100 g. PA je zdravotně pozitivní látka s ochranným účinkem. Pro pokus byly použity tři stáda Dánské Holštýnské plemeno a dvě stáda Dánského Jersey. Jako krmivo bylo použito travní siláž, kukuřice na siláž, seno nebo sláma a směs obilovin podávaných dvakrát denně. Na pastvinách všech farem dominoval Jílek vytrvalý (Lolium perenne) a Jetel bílý (Trifolium repens). Koncentrace celkové PA v mléčném tuku je obecně vyšší v září ve srovnání s květnem (1,12 a 0,96 mg/100g tuku, P <0,001). Nebyly zjištěny žádné větší rozdíly mezi plemeny nebo obdobím. Koncentrace celkového PA v mléčném tuku byla jen asi polovina z uvedené prahové hodnoty 200 mg/100 g tuku mléka pro ekologické mléko. Může to být způsobené rozdíly v krmení, kde červený jetel siláže namísto travní siláže zvýšil obsah PA v mléčném tuku od 30 do 60 až 70 mg/100 g. Průměrná hodnota smíšeného krmiva je mg/100 g, po zkrmování sena 153 mg/100 g a 259 mg/100 g krmení silážní píce. Tyto výsledky poukazují na pozitivní vztah mezi spotřebou a typem zeleného krmiva a obsahem PA v mléčném tuku. Stejně na to poukazují i další autoři, kdy 50 nebo 87,5 % zeleného krmiva vyústil v obsah PA 146 až 314 mg/100 g, dále trojnásobné zvýšení PA (150 až 450 mg/100 g), kdy byla změna krmné dávky ze smíšené dávky (seno, silážní píce a kukuřičná siláž) na výhradně čerstvou trávu (stodola nebo pastvina) nebo dvakrát vyšší obsah PA v mléčném tuku v létě ve srovnání se zimou a zároveň o 50 % vyšší obsah PA v ekologickém mléčném tuku ve srovnání s konvenčním (Che a kol., 2013). Na Slovensku proběhl experiment s 328 ovcemi zahrnující tři plemena: 148 Tsigai, 124 Improved Valachian a 56 Lacaune. Ovce se pásly na pastvinách a mléko bylo vzorkováno ráno. Byla naměřena průměrná hodnota CLA 15,4 ± 3,5 mg/g v pořadí: Improved Valachian 15,9 ± 3,2 mg/g; Lacaune 15,3 ± 4,1 mg/g; Tsigai 15,1 ± 3,2 mg/g. Dále C 10 (Tsigai: 67,7 mg/g, Improved Valachian: 62,2 mg/g, Lacaune: 72,6 mg/g), C 12 (Tsigai: 37,4 mg/g, Improved Valachian: 33,9 mg/g, Lacaune: 41,8 mg/g), C 14 (Tsigai: 97,6 mg/g, Improved Valachian: 91,7 mg/g, Lacaune: 100,2 mg/g) C 16 (Tsigai: 234,7 mg/g, Improved Valachian: 233,4 mg/g, Lacaune: 224,9 mg/g), a C 18 (Tsigai: 107,1 mg/g, Improved Valachian: 111,2 mg/g, Lacaune: 108,0 mg/g) Sojak a kol. (2013)

32 Alpské kozy byly podrobeny experimentu pro zvýšení dojivosti a složení mléčného tuku. Identifikace genů spojených s fenotypovými rozdíly by mohla umožnit realizaci geneticky-selekčně podporovaných programů u koz. Byly vybrány tři polymorfismy genů pro zvýšení produkce alpských koz chovaných v Itálii. Uvažované geny byly acetyl-koenzym A karboxyláza alfa (ACACA), což je hlavní regulační enzym biosyntézy mastných kyselin, stearoyl-koenzym desaturáza (SCD), zapojený do biosyntézy mononenasycených mastných kyselin a lipoproteinová lipáza (LPL), která hraje ústřední roli v metabolismu TAG v plazmě. Rozdíly mezi genotypy byly konstantní ve většině laktace (Crepaldi a kol., 2013) Pořadí a stádium laktace Stádium laktace rozdělujeme na tři periody: začátek laktace (cca prvních 100 dní), období uprostřed laktace (100. až 200. den) a konec laktace (nad 200 dní). Toto členění laktace však není stejné pro většinu autorů. Odlišné složení tuku v průběhu laktace souvisí s nestejnou sekrecí mléčného tuku a v rozdílném stupni absorpce mastných kyselin z krve (Samková a kol., 2008). Šestnáct dojnic (Český strakatý, Ayrshire a Červené Holštýnské) bylo krmeno v prvních 60 dnech základní stravou, jako je kukuřičná siláž, jetel, seno a bazální směsný koncentrát. Následně byly krmeny tepelně ošetřenou řepkou nebo sójovou moučkou, což bylo zahrnuto do koncentrátu směsi ve výši 35 %. Dojnice byly krmeny speciálními dietami v 60tém až 90tém, 90tém až 120tém a 120tém až 150tém dni laktace. Na produkci mléka a mléčných bílkovin dieta neměla vliv. Dieta tepelně ošetřenou řepkou měla nižší výnos mléčného tuku (0,83 a 0,93 kg/den, P <0,5), obsah mléčného tuku (39 a 43 g/kg mléka, P <0,01) ve srovnání se sójovou moučkou, která měla hodnoty vyšší. Obsah kyseliny palmitové v mléčném tuku byl u řepkové diety nižší než dieta ze sójové moučky (27 a 33 % z celkových FA, P <0,01), obsah kyseliny stearové byl vyšší (10,8 a 8,8 % z všech FA, P <0,01) stejně tak i kyselina olejová (31,6 a 23,2 % ze všech FA, P <0,01). Poměr celkového obsahu C 16 mastných kyselin a obsah C 18 mastných kyselin byl podstatně nižší u diety řepkové (0,66, P <0,01) ve srovnání se sójovou moučkou (1,01, P <0,01). Z výsledků vyplývá, že dojnice krmené tepelně ošetřenou řepkou měly pozitivní vliv, z hlediska lidské výživy na složení lipidové složky mléka (Komprda a kol., 2000)