Transrasvat ovat kovia yksittäis- tai monityydyttymättömiä rasvahappojaCis and Trans, Saturated and Unsaturated: What does it all mean? Don Mercer. Department of Food Science. University of Guelph. https://iufost.org/iufostold/wp-content/uploads/2020/05/95-Cis-Trans-Satd-and-Unsatd.pdf. Ne eroavat molekyylirakenteeltaan muista tyydyttymättömistä rasvahapoista siten, että kaksoissidokseen kiinnittyneiden hiiliatomien vetyatomit ovat eri puolilla. Kyseessä on esimerkki cis-trans-isomeriasta.
Trans (Elaidiinihappo)Cis (Oleiinihappo)Tyydyttynyt (Steariinihappo) Elaidiinihappo on tyydyttymätön transrasvahappo, jota löytyy osittain kovetetuista kasvisöljyistä. Oleiinihappo on cis-tyydyttymätön happo, josta oliiviöljy muodostuu 55–80-prosenttisesti. Steariinihappo on tyydyttynyt rasvahappo, jota löytyy eläinrasvoista ja tuotteista, jotka ovat täydellisesti kovetettuja. Nämä rasvahapot ovat cis-trans-isomeerejä ja ovat identtiset muuten paitsi kaksoissidoksen paikassa. Tämä rasvahappo ei sisällä kaksoissidosta eikä ole isomeeri kahdelle aikaisemmalle.
pienoiskuva|Cis- ja transrasvahappojen rakenne
Transrasvat jaetaan toisaalta luonnollisiin transrasvoihin, jotka sisältävät sekä cis- että trans-tyyppisen kaksoissidoksen sekä kasviöljyjen puhdistuksen ja toisaalta ruokaöljyn valmistuksen ja kovetuksen yhteydessä syntyneisiin suoraketjuisiin eli teollisiin tai keinotekoisiin transrasvoihin, jotka sisältävät pelkkiä trans-kaksoissidoksia.
Luonnolliset transrasvat Vakseenihappo (C18H34O2) ja konjugoidut linolihapot (esim. rumeenihappo C18H32O2) ovat luonnollisia transrasvoja. Konjugoidun linolihapon päiväsaanti oli 2010-luvun Suomessa vain muutamia gramman kymmenyksiä.
Luontaisia transrasvoja esiintyy lehmän- ja muiden märehtijöiden maidossa ja lihassa. Vuonna 2006 julkaistun tutkimuksen mukaan talin eli naudanrasvan transrasvapitoisuus on 5–6 prosenttia, voin 2–7 ja täysmaidon 0,07–0,1 prosenttia. Elintarviketietokanta Finelin mukaan voissa on 2 prosenttia transrasvaa, kypsytetyissä juustoissa 0,1–1,7 prosenttia ja naudan- ja sianlihan transrasvapitoisuus olisi rasvapitoisuudesta riippuen 0–0,4 prosenttia. Kuohukerma (rasvapitoisuus 40 %) sisältää 1,6 % luontaista transrasvaa, naudanliha (rasvapitoisuus 15 %) 0,2 %, broileri nahkoineen 0,1 % ja pekoni 0 %.Transfettsyror i Livsmedel Wulf Becker, nutritionist, Livsmedelverket (pdf) Ks.myös taulukko Innehåll av fettsyror i olika livsmedel (g/100 g vara). Resultat från Transfairstudien 1995-98 och Livsmedelsverkets analyser 1998-2002.
Suoraketjuiset transrasvat (teolliset transrasvat ja uppopaiston synnyttämät transrasvat) Elaidiinihappo (C18H34O2) on erittäin yleinen keinotekoinen transrasva, joka esiintyy osittain kovetetuissa kasvi- ja kalaöljyissä.
Suoraketjuista eli keinotekoista transrasvaa voi syntyä kolmella eri tavalla. Niitä voi syntyä teollisten prosessien yhteydessä, kun kasviöljyjä valkaisustaan eli puhdistetaan (raffinoidaan)Heikki Puhakka: Happoaktivoidun selluloosan käyttö rypsiöljynsuodatusapuaineena. https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/68384/Puhakka_Heikki.pdf;jsessionid=A0113344779306219725B707C66B2DF6?sequence=1. Lisäksi niitä syntyy kasviöljyjen osittaisessa kovetuksessa. Osittain kovetetun kasvirasvan transrasvapitoisuus on yleensä 25–50 prosenttia. Kolmas syntytapa on ruokien uppopaistaminen monityydyttymättömiä rasvahappoja sisältävässä öljyssä.
Kasviöljyn osittainen kovettaminen moninkertaistaa sen sisältämän teollisen transrasvan määrän. Osittainen kovettaminen tapahtuu katalyyttisesti matalassa paineessa hydraamalla, jolloin osa tyydyttymättömien rasvahappojen cis-kaksoissidoksista muuttuu trans-kaksoissidoksiksi. Teollisten kasvirasvojen transrasvamäärä riippuu käytetystä öljystä ja sen kovetusasteesta. Esimerkiksi osittain kovetettu soijaöljy sisältää noin 44–50 prosenttia transrasvaa. Kovetetut kasvirasvat sisältävät etenkin elaidiinihappoa, joka lisää erittäin harvan VLDL-kolesterolin määrää ja vähentää tiheän HDL-kolesterolin määrää.
Elintarviketeollisuus käyttää hydrogenoitua ruokaöljyä eli osittain kovetettua kasvirasvaa luontaisen kasvirasvan sijaan esimerkiksi leivonnaisissa, koska se pidentää tuotteiden säilyvyyttä ja parantaa niiden rakennetta. Teollista transrasvaa löytyy myös valmistaikinoista, perunalastuista, naksuista ja mikropopcornista. Margariini kovetettiin aikaisemmin vain osittain, minkä vuoksi se sisälsi noin 25 prosenttia suoraketjuista transrasvaa vuosina 1960–1985Ravinder Reddy, American Heart Association. Trans Fat Conference. October 10-11, 2006. Kuvaesitys..
Hydraus (vedytys) Yleensä kasvirasvat ovat nestemäisiä, koska ne koostuvat tyydyttymättömistä cis-rasvoista. Cis-rasvahapossa on cis-kaksoissidos, jonka takia molekyyli on aina mutkalla eikä kiteydy yhtä helposti kiinteäksi kuin suoraksi vedettävä tyydyttynyt rasva. Jos tyydyttymättömiin rasvoihin liitetään vetyä katalyytin avulla, niistä saadaan kiinteitä. Osittain kovetettu kasvirasva käsitellään kemiallisesti katalyytilla paineistetussa vetykaasussa. Prosessin tarkoitus on nostaa rasvan sulamispistettä muuttamalla tyydyttymättömiä rasvoja tyydyttyneiksi, mutta osa tyydyttymättömistä rasvoista muuttuu saman katalyytin vaikutuksesta trans-rasvoiksi. Trans-rasvat ovat tyydyttyneiden rasvojen tavoin suoraketjuisia ja huoneenlämpötilassa kiinteitä. Siksi niistä molemmista käytetään nimitystä kova rasva. Osittain kovetettu kasvirasva sisältää trans-rasvoja. Jos kovetus on täydellistä, rasva ei sisällä trans-rasvaa vaan tyydyttynyttä rasvaa.
Hydrogenointi tarkoittaa kaasumaisen vedyn lisäysreaktiota rasvaan katalyyttisesti niin, että kaksoissidokset pelkistyvät siten, että ketjuun liittyy vetyä, rasva ”tyydyttyy”. Samalla se muuttuu kiinteämmäksi ja sen sulamislämpötila nousee. Hydrogenointiprosessilla nestemäisiä (tyydyttymättömiä) kasvirasvoja prosessoidaan leipomo- ja elintarviketeollisuuden tarpeisiin, sillä nestemäiset rasvat soveltuvat huonosti leivontaan, ja kovetetun kasvirasvan hinta on murto-osa voin tai laardin hinnasta. Lisäksi kovetettuja kasvirasvoja sisältävien elintarvikkeiden myyntiaika pitenee, koska helpommin hapettuva kaksoissidos korvautuu vaikeammin reagoivalla tyydyttyneellä hiiliketjun osalla. Trans-rasvojen muodostuminen on siis sivureaktio, jota ei haluta.
Trans-rasvojen synty hydrogenointiprosessissa riippuu käytetystä paineesta: mitä alhaisempi paine, sitä enemmän trans-rasvoja syntyy. Yhdysvaltain maatalousministeriön tutkimusten mukaan yleensä prosessissa käytetyssä 150 kPa:n paineessa soijaöljyä hydraamalla syntyi 40 % trans-rasvoja; kun samaa prosessia yritettiin 1,5 MPa:n paineessa, trans-rasvoja syntyi vain 6 % saannosta.
Trans-rasvoja syntyy aina, kun hydrausta ei suoriteta loppuun eli täysin tyydyttyneeseen rasvaan asti. Syy on reaktion mekanismissa. Reaktio on alkeenin hydrogenaatio, jolle nykyään hyväksyttyGallezot, Pierre. "Hydrogenation – Heterogeneous" in Encyclopedia of Catalysis, Volume 4, toim. I. T. Horvath, John Wiley & Sons, 2003. mekanismi J. Horiuti; M. Polanyi: Transactions of the Faraday Society 30 (1934) 1164–1172. DOI: 10.1039/TF9343001164 perustuu siihen, että reaktio tapahtuu yksi vetyatomi kerrallaan: ensin kaksoissidokseen liittyy yksi vetyatomi, jolloin toinen hiiliatomi on kiinni katalyytissä, minkä jälkeen lisätään toinen vetyatomi toiseen (katalyytillä olleeseen) hiileen. Ensimmäinen vedyn lisäys on palautuva, toinen käytännössä palautumaton. Katalyytillä oleva välituote, jossa on vielä vain yksi lisätty vety, on periaatteessa tyydyttynyt yhdiste, jolloin hiili-hiilisidos voi pyöriä, ja koska trans-muoto on termodynaamisesti suositumpi, se todellakin pyörii trans-muotoon. Koska ensimmäinen vaihe on palautuva, katalyytiltä poistuu myös trans-rasvaa. Niinpä vain reaktion pakottaminen tyydyttyneeseen rasvaan asti estää trans-rasvan muodostumisen ja korkea vetypaine (jossa reaktio on nopea) vähentää sitä.
Margariinit kovetetaan nykyisin katalyyttisen vaihtoesteröinnin avulla siten, että kasviöljyn tyydyttymättömiä rasvahappoja hydrataan ensin tyydyttyneiksi. ja vaihtoesteröidään sen jälkeen hydraamattoman kasviöljyn kanssa. Lähtöaineiden luontaiset triglyseridit hajoavat ja rakentuvat uudestaan vaihtoesteröinnin katalyysisynteesissä, jolloin syntyy kovia synteettisiä uusrasvoja, jotka tekevät margariinista kiinteää. Vaihtoesteröinnissä ei synny transrasvoja, mutta vaihtoesteröinnillä tuotettujen uusrasvojen pitkäaikaiskäytön terveysvaikutuksia ei ole tutkittu lainkaan.
Terveysvaikutukset
Suoraketjuiset transrasvat Yhdysvaltalainen sydäntautitutkija ja Illinoisin yliopiston professori Fred Kummerow löysi teollisten eli suoraketjuisten transrasvojen vaarallisuuden jo 1950-luvulla.Katie Hafner, Fred A. Kummerow, an Early Opponent of Trans Fats, Dies at 102, New York Times (June 1, 2017). Sen jälkeen karttunut tutkimusnäyttö todistaa, että etenkin osittain kovetettujen kasviöljyjen sisältämän trans-18:2 isomeerin sekä sydän- ja verisuonisairastavuuden väliltä on löytynyt voimakas korrelaatio. Tämä liittynee osin siihen, että teolliset transrasvat vähentävät hyödyllisen HDL-kolesterolin ja lisäävät haitallisen LDL-kolesterolin määrää heikentäen niiden välistä suhdetta. Esimerkiksi elaidiinihappo laskee HDL-kolesterolia ja nostaa VLDL-kolesterolia. Transrasvat edesauttavat lisäksi LDL-kolesterolin hapettumista, mikä on ateroskleroosin syntyprosessin merkittävä alkuvaihe.
Vuonna 2016 julkaistun tieteellisten tutkimusten yhteenvedon mukaan teollisen transrasvan saanti, toisin kuin luontaisen transrasvan saanti, oli kohtalaisen varmasti yhteydessä suurempaan sydän- ja verisuonitautikuolleisuuteen. Teollisen transrasvan saantiin littyviä tuloksia tuloksia pidettiin varmempina, koska sen saanti oli 2,5 kertaa suurempaa kuin luontaisen transrasvan saanti. Kumpikaan transrasvan muoto ei ollut toisaalta yhteydessä kokonaiskuolleisuuteen. Tämä tulos perustui tutkimuksiin, joissa oli yhteensä yhteensä 71 000 osanottajaa. Tästä huolimatta oli saatu heikkoa näyttöä siitä, että transrasvan kokonaissaanti olisi yhteydessä suurempaan kokonaiskuolleisuuteen. Kyseinen näyttö perustui tutkimuksiin, joissa oli yhteensä yhteensä noin 20 000 osanottajaa. Havaittu ristiriita johtui tutkimuskatsauksen laatijoiden mukaan todennäköisesti siitä, että suurin osa transrasvan kokonaissaannista muodostui teollisesta transrasvasta. Lisäksi on vaikea todentaa, kuinka suuret osuudet transrasvojen saannista muodostuivat teollisista ja luontaisista transrasvoista. Ravitsemustieteen professori Mikael Fogelholmin ja erikoistutkija Liisan Valstan mukaan teollisuusperäisten transrasvojen haittoja vahvistaa näennäisesti se, että niiden saantilähteet ovat epäterveellisempiä kuin meijerituotteet, jotka ovat tärkeimmät märehtijäperäisen transrasvan lähteet.
Teollisen transrasvan on havaittu lisäävän myös riskiä sairastua dementiaan. Lisäksi on viitteitä siitä, että teollinen transrasva lisää kroonista tulehdusta.
Yhdysvaltojen kansallisen lääketieteellisen akatemian mukaan teolliset transrasvat muodostavat terveysriskin kaikilla saantitasoilla, minkä vuoksi niiden saanti pitäisi rajoittaa mahdollisimman pieneksi. WHO:n mukaan maailmanlaajuisesti yli 278 000 kuolemaa voidaan vuosittain yhdistää teollisesti tuotettujen transrasvojen saantiin.
Luontaiset transrasvat Jotkut katsaukset ja kokeelliset tutkimukset ovat luokitelleet märehtijöistä peräisin olevat transrasvat vähemmän haitallisiksi kuin keinotekoiset transrasvat tai terveyden kannalta jopa neutraaleiksi. Vuonna 2015 julkaistussa interventiossa vakseenihappo (märehtijäperäisen transrasvan yleisin rasvahappo) ja elaidiinihappo (teollisen transrasvan yleisin rasvahappo) aiheuttivat kuitenkin samanlaiset, sydän- ja verisuonisairauksien kannalta haitalliset muutokset lipidimetaboliaan. Vastaavaan päätelmään tulivat aikaisemmin WHO:n julkaisemassa meta-analyysissa Brouwer ym. ja Euroopan elintarviketurvallisuusviranomainen EFSA tieteellisessä lausunnossaan.