Жироподобные вещества (воски). Исходные вещества для приготовления гелей Общая группа жироподобных веществ нерастворимых в воде

— сложные эфиры высокомолекулярных одноатомных спиртов (ациклических и циклических) и жирных кислот. К жироподобным веществам относятся воски.

Воски — это многокомпонентные липиды. В природных восках присутствуют свободные жирные кислоты, спирты, углеводороды, пигменты и другие вещества.

Воски — твердые, часто кристаллические массы. В тепле размягчаются, образуя пластические массы. Воски легко растворимы в жирных маслах, эфире, крепком этаноле, нерастворимы в воде.

В отличие от жиров воски :

1) трудно омыляются водными растворами щелочей,

2) при сжигании не выделяют акролеина, т. к. не содержат глицерина,

3) очень стойки и почти не прогоркают при хранении.

Животные воски — это либо отложения (пчелиный воск), либо выделения (овечий жиропот = ланолин), либо продукты, образующиеся совместно с триглицеридами и составляющие значительную долю жировой массы животных (спермацет ).

Пчелиный воск. Воск белый ( Cera alba ). Воск желтый ( Cera flava ).

Воск пчелиный — продукт, откладываемый рабочими пчелами Apis mellifica Пчелы используют воск для формирования сот.

Пчелиный воск получают на пасеке путем вытапливания из старых сот, сора со дна ульев. Загрязненное сырье разваривают в кипятке и отжимают на воскопрессах, качественное сырье перетапливают в специальных воскотопках. Пчелиный воск классифицируют по окраске: воск белый и воск желтый. Воск отбеливают либо солнечным светом, либо воск подвергают воздействия УФ-лучей.

В составе воска преобладает сложный эфир мелиссилового спирта С 31 Н 63 ОН и пальмитиновой кислоты C 15 H 31 COOH. В желтом воске много витамина А и каротиноидов.

Физические свойства

Пчелиный воск — это довольно хрупкая, однородная по цвету, нежирная наошупь, твердая, в тонком слое просвечивающаяся масса с мелкозернистым изломом. Цвет белый или светло-желтый у воска белого и желтый или светло-желтый у воска желтого. Цвет воска зависит от примеси в нем прополисной смолы, красящего вещества — хризина, каротиноидов, а также от способа получения. Запах воска своеобразный, приятный: он медовый у воска желтого (особенно при расплавлении) и практически отсутствует у воска белого. Воск растворим в эфире, хлороформе, бензине, жирных и эфирных маслах; нерастворим в воде и спирте, частично растворим в горячем спирте. Плотность (при 15°С) воска белого составляет 0.967-0.973, воска желтого — 0.950-0.965. Воск плавится при 63-65°С.

Воск используют в медицине как компонент мазевой основы. Широко применяют в косметике и парфюмерии.

Ланолин — Lanollnum

Ланолином называют очищенное жироподобное вещество, выделяем кожными железами овец , открывающимися протоками в волосяные сумки, (Lanа — шерсть, oleum — масло (лат.) - Lanolinum — масло (жир) шерсти, шерстяной жир.

Получают ланолин из промывных вод овечьей шерсти на шерстомойных фабриках. Ланолин отделяют центрифугированием. Его очищают путем окисления, нейтрализации, фильтруют и сушат.

Ланолин классифицируют по количеству удерживаемой воды: ланолин безводный и ланолин водный.

Основная масса ланолина состоит из сложных эфиров холестерина с церотиновой С 25 Н 51 СООН и пальмитиновой кислотами С 15 Н 31 СООН. Значительное количество холестерина и изохолестерина находится в свободном состоянии, имеются свободные высокомолекулярные спирты (смеси алифатических, стеариновых и тритерпеновых спиртов) и кислоты.

Физические свойства

Ланолин безводный — это густая вязкая масса буро-желтого цвета со слабым своеобразным запахом. Плавится ланолин при 36-42°С. Плотность 0.94-0.97. Ланолин практически нерастворим в воде, очень трудно растворим в 95% спирте, легко растворим в эфире, хлороформе, ацетоне и бензине. При растирании с водой ланолин поглощает около 150% воды без потери мазевой консистенции.

Водный ланолин — густая вязкая масса желтовато-белого цвета, которая при нагревании на водяной бане плавится, разделяясь на два слоя: верхний — жироподобный и нижний — водный.

Ланолин входит в состав мазевых основ, особенно эмульсионного типа, в состав линиментов и пластырей. Используют в косметике, в производстве резины и красок.

Спермацет — Spermacetum ( Cetaceum )

Спермацетом называется воскоподобная масса, выделяемая из жира кашалота - Physeter macrocephalus и некоторых других китообразных.

Спермацет получают вымораживанием (охлаждение до 0°С) из спермацетового жира, твердую фракцию спермацета отделяют, промывают слабым раствором соды и отжимают.

Основным компонентом спермацета является сложный эфир цетилового спирта С 16 Н 33 ОН и пальмитиновой кислоты C 15 H 31 COOH. В состав неомыляемой части спермацета входят углеводороды, спирты, стерины, жирные кислоты, витамины , в том числе, витамин А и др.

Физические свойства

Спермацет — белое с перламутровым блеском твердое вещество пластинчато-кристаллического строения, без запаха или со слабым своеобразным запахом. На воздухе со временем прогоркает и желтеет. Масса жирна на ощупь, при натирании бумаги не оставляет на ней жирного пятна. Спермацет растворим в кипящем 95° спирте, в эфире, хлороформе, в воде нерастворим. Легко сплавляется с жирами, вазелином и восками. Температура плавления 45-54°С. Плотно сть 0. 938-0. 944.

Изучают возможность использования спермацетового масла, т.е. жидкой фракции, для лечения ожогов глаз, стимулирует репаративные процессы.

Лекция 10

Тема:

План лекции:

1. Жиры, состав, строение, классификация.

2. Жиры в природе. Практическое значение и их биологическая ценность.

3. Физические свойства жиров.

4. Химические свойства жиров: гидролиз, гидрогенизация, и окисление.

5. Влияние температуры на гидролиз жира. Изменение жиров при тепловой обработке.

Литература:

Основные источники

1. О.С. Габриэляна, Химия, учебник М: ОИЦ «Академия», 2014 г.

2. Ю.М. Ерохин, Химия, учебник М: ОИЦ «Академия», 2015 г.

3. О.Е. Саенко, Химия для нехимических специальностей, учебник Ростов – на Дону «Феникс», 2015 г.

Дополнительные источники:

1. О.С. Саенко, Академическая химия, учебник, Ростов – на Дону «Феникс» 2009 г.

2. И.К. Проскурина, Биохимия, учебник. М: ВЛАДОС, 2004 г.

Лекция 10

Тема: Жиры. Состав. Строение и свойства

Цель: Дать понятие о составе, строении, классификации, распространений в природе, практическом значении и биологической ценности жиров. Познакомить с физическими и химическими свойствами жиров, их изменений при тепловой обработке.

Жиры (полные глицериды) - обширный класс органических соединений, играющих важную роль в жизни животного и растительного мира. Они встречаются почти во всех клетках животных и растительных организмов.

Жиры выполняют в организме различные функции: при сгорании одного грамма жира выделяется 39,3кДж, поэтому при недостатке углеводов жиры восполняют энергетические затраты организма. Жиры предохраняют организм от тепловых потерь, так как являются плохим проводником тепла. Часть жира используется для построения клеток, часть откладывается в виде запасного резервного вещества (резервный жир). Жир защищает некоторые органы (например, печень) от толчков, так как он обладает определенной упругостью.

Жиры в организме могут образовываться не только из жиров поступающих с пищей, но и в результате синтеза из углеводов и белков. Жиры являются одним из основных продуктов питания. Жиры - высококалорийные продукты (калорийность 1кг.сливочного масла-36997 кДж).Некоторые жиры содержат витамины А, Д (например, рыбий жир, особенно тресковый жир),Е(хлопковое масло).

Велико техническое значение жиров. Они служат сырьем для производства мыла, стеарина, глицерина, олифы и других материалов.

СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ЖИРОВ

Природные жиры представляют собой смесь глицеридов. Кроме того, жиры содержат жироподобные и нежироподобные вещества. Разберем каждую из указанных частей.

ГЛИЦЕРИДЫ – основная часть жиров.В сосотав жира входят преимущественно смешанные триглицериды, в связи с чем жиры часто называют просто триглицеридами:

СH2 – O – C ­­­– R

СH – O – C ­­­– R"

СH2 – O – C ­­­– R""

жир (триглицерид)

В триглицеридах глицерин составляет всего примерно 10 % от общего веса жира. Остальное приходится на входящие в глицерид кислоты. Поэтому свойства триглицеридов, а следовательно, и жиров, зависит не от глицерина, а от кислот.

В состав глицеридов входит около 50 различных, преимущественно высокомолекулярных кислот. Почти все эти кислоты имеют четкое число атомов углевода и неразветвленную цепь. Чаще всего встречаются кислоты с 16 и 18 атомами углерода в молекуле. Наиболее важные из них приведены в таблице.

ВАЖНЕЙШИЕ КИСЛОТЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ЖИРОВ И ИХ СВОЙСТВА.

Цифры в правом верхнем углу указывают величену давления в мм.рт.ст.

Каждый сорт жира имеет свой процентный состав кислот.

СРЕДНЕЕ ПРОЦЕНТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ КИСЛОТ В НЕКОТОРЫХ ЖИРАХ.

Глицериды, образованные предельными твердыми кислотами – твердые, а глицериды непредельных кислот жидких – жидкими.

Твердые глицериды образуют основу твердых жиров (бараний, говяжий), а жидкие входят преимущественно в состав мягких и жидких жиров (гусиный, растительное масло).Такие глицериды, как тристеарин, трипальмитин, триолеин, входят в состав почти всех животных и растительных жиров. Глицериды масляной кислоты содержаться в коровьем масле, линолевой кислоте и линоленовой кислоте – преимущественно в растительных маслах.

ЖИРОПОДОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА (ЛИПОИДЫ)

К жироподобным веществам относятся такие соединения, которые подобно жирам, представляют собой сложные эфиры. Но эти сложные эфиры могут быть образованы различными спиртами и кислотами.

Наиболее распространенные в природе жироподобные вещества - фосфатиды или фосфолипиды.

Фосфатиды – сложные эфиры глицерина, образованные с участием жирных и фосфорной кислот. Если последняя этерифицированная аминоспиртом (хонином),то такой фосфатид называется лецитином:

| O O OH

// || OH |

CH-O-C-R1 + HO-P + HO-CH2-CH2-N (CH3)3

Фосфорная кислота

CH2-OH O

Димицерид //

CH2-O-C-R

2 H2O //

CH2-O-C-R 1

СH2-O-P |

|| O-CH2-CH2-N (CH3)3+2H2O

O Лицетин

Лецитин содержится не только в жирах, но и во многих клетках животного и растительного организма. Он входит в состав мозговых и нервных тканей, семян и ростков растений. Особенно его много в яйцах и сое, откуда его и получают.

Чистый лецитин – белая масса, быстро желтеющая на воздухе. Легко подвергаются гидролизу с образованием глицерина,жирных кислот, фосфорной кислоты и холина.

Растворяется лецитин в спирте и эфире. В воде не растворяется,но набухает,образует эмульсии;поэтому его используют в качестве эмульгатора для выработки маргарина и майонеза.

НЕЖИРОПОДОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА

К этим соединениям относятся представители самых различных классов:

1)Красящие вещества – пигменты,придающие жирам соответствующую окраску (сами глицериды жиров –бесцветные вещества). В состав различных жиров входят: сантофил – зеленый пигмент растений, каротин – оранжево-желтый пигмент, сантофиллы – антоцианы – красный пигмент и т.д.

2)Белковые вещества – сложные азотосодержащие органические вещества, входящие в состав всех животных и растительных клеток.

3)Ферменты или энзимы-вещества биологического происхождения, катализирующиеся большинство химических реакций, лежащих в основе жизнедеятельности всех животных и растительных организмов.

4)Витамины. В жирах больше всего витаминов А и Д. В состав жиров входят: вода и другие соединения.

КЛАСИФИКАЦИЯ ЖИРОВ

По происхождению жиры делятся на два основных класса: растительные и животные. Жиры каждого из трех классов в свою очередь в зависимости от агрегатного состояния при нормальной температуре подразделяются на жидкие и твердые.

Пищевые жиры – растительные и жиры, получаемые из молока животных, - называются в обыденной жизни маслами,а все остальные,за исключением жира рыб и морских животных –салом.

Жиры растительные – преимущественно жидкие при обычной температуре. Исключение составляют кокосовое масло и масло какао. Жидкие растительные жиры в зависимости от способности образовывать на поверхности пленку делятся на следующие группы:

1. Высыхающие масла – при нанесений на поверхность через некоторое время образуют твердую пленки. Это свойство определяет широкое использование льняного масла в производстве олифы. Высыхающие масла состоят из глицеридов линолевой, леноленовой и других, более непредельных кислот.

2. Полувысыхающие – дают мажущую пленку. Содержат триглицериды линолевой и олеиновой кислоты.

3. Невысыхающие масла (не дающие пленки). Содержат триглицериды олеиновой кислоты.

4. Масла рицинолевой кислоты, не дающие пленки. Состоят из триглицеридов рицинолевой кислоты.

Жиры животные при обычной температуре, в основном, твердые вещества, за исключением жиров морских животных и рыб. Твердые жиры делятся на группы в зависимости от содержания глицеридов низкомолекулярных кислот.

ЗНАЧЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ЖИРОВ

Пищевые жиры – необходимая составная часть сбалансированного питания человека.

Значение жиров для организма человека:

Жиры обладают высокой энергетической ценностью. При полном сгораний 1г жира выделяется 9,1 ккал или 29,3 кДж, поэтому при недостатке углеводов жиры восстанавливают затраты организма;

Значительную ценность для организма представляют жироподобные вещества (липоиды) . К ним относятся биологически активные вещества - фосфолипиды и стерины.

Фосфолипиды (фосфатиды) – основными представителями являются лецитин, кефалин и сфингомиелин. В организме человека они входят в состав клеточных оболочек, имеют существенное значение для их проницаемости, обмена веществ между клетками и внутриклеточным пространством.

Фосфолипиды пищевых продуктов различаются по химическому составу и биологическому действию. Последнее во многом зависит от природы входящего в их состав аминоспирта .

В продуктах питания наиболее широко представлен лецитин . Лецитин в своем составе имеет глицерин, ненасыщенные жирные кислоты, фосфор и витаминоподобное вещество холин . Лецитин обладает липотропным действием - уменьшает накопление жиров в печени, способствуя их транспорту в кровь. Он входит в состав нервной и мозговой ткани, влияет на деятельность нервной системы. Лецитин - важный фактор регулирования холестеринового обмена, т.к. предотвращает накопление в организме избыточных количеств холестерина, способствует его расщеплению и выведению. Большое значение имеет достаточное количество лецитина в диетах при атеросклерозе, болезнях печени, желчнокаменной болезни, в рационах питания лиц умственного труда и пожилых людей, а также в рационах лечебного и лечебно-профилактического питания.

Суточная потребность в лецитине составляет около 5 г. Лецитином богаты яйца (3,4 г%), печень, икра, мясо кролика, сельдь жирная, нерафинированные растительные масла (2,5-3,5 г%). В говядине, баранине, свинине, мясе кур, горохе содержится около 0,8 г% лецитина, в большинстве рыб, сыре, сливочном масле, овсяной крупе – 0,4-0,5 г%, в твороге жирном, сметане – 0,2 г%. Хорошим источником лецитина при малой жирности является пахта.

Стерины представляют собой гидроароматические спирты сложного строения, содержащиеся в растительных маслах (фитостерины) и животных жирах (зоостерины) .

Из фитостеринов наиболее известен ß-ситостерин , больше всего его содержится в растительных маслах. Он нормализует холестериновый обмен, образуя с холестерином нерастворимые комплексы, которые препятствуют всасыванию холестерина в желудочно-кишечном тракте, и тем самым снижают его содержание в крови.

Холестерин относится к животным стеринам. Он является нормальным структурным компонентом всех клеток и тканей. Холестерин входит в состав мембран клеток и вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную проницаемость мембран и влияет на активность связанных с ними ферментов. Холестерин – источник образования желчных кислот, стероидных гормонов половых желез и коры надпочечников (тестостерон, кортизон, эстрадиол и др.), витамина Д.

Следует выделить связь пищевого холестерина с атеросклерозом , причины возникновения которого сложны и многообразны. Известно, что холестерин входит в состав сложных плазменных белков липопротеинов. Выделяют липопротеины высокой плотности (ЛПВП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП) и липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП). К атерогенным, т.е. способствующим формированию атеросклероза, относят ЛПНП и ЛПОНП. Они способны откладываться на сосудистой стенке и формировать атеросклеротические бляшки , в результате чего просвет кровеносных сосудов суживается, нарушается кровоснабжение тканей, сосудистая стенка становиться непрочной и хрупкой.

Основная часть холестерина в организме образуется в печени (около 70%) из жирных кислот, главным образом насыщенных. Часть холестерина (около30%) человек получает с пищей.

Качественный и количественный состав пищи существенно влияет на обмен холестерина. Чем больше холестерина поступает с пищей, тем меньше его синтезируется в печени и наоборот. При преобладании насыщенных жирных кислот и легкоусвояемых углеводов биосинтез холестерина в печени повышается, а в случае преобладания ПНЖК - снижается. Обмен холестерина нормализуют лецитин, метионин, витамины С, В 6 , В 12 и др., а также микроэлементы. Во многих продуктах эти вещества хорошо сбалансированы с холестерином: творог, яйца, морская рыба, некоторые морепродукты. Поэтому отдельные продукты и весь рацион нужно оценивать не только по содержанию холестерина, но и по совокупности многих показателей. В настоящее время насыщенные жирные кислоты животных и гидрогенизированных жиров отнесены к более значимым факторам риска развития сердечно-сосудистой патологии, чем пищевой холестерин.

Холестерин широко представлен во всех пищевых продуктах животного происхождения (табл. 3).

В обычном дневном рационе питания должно содержаться не более 300 мг холестерина. При тепловой обработке разрушается около 20% холестерина.

Таблица 3.

5.6. Источники жиров в питании

Ни один из пищевых жиров, взятый в отдельности, не может полностью обеспечить потребности организма в них. Так, животные жиры , в том числе молочный жир, обладают высокими вкусовыми качествами, содержат довольно много витаминов А и D, лецитина, обладающего липотропными свойствами. Однако в них мало ПНЖК и много холестерина - одного из факторов риска атеросклероза.

Растительные жиры содержат много ПНЖК, витамина Е и ß-ситостерина, способствующего нормализации холестеринового обмена. В то же время в растительных маслах отсутствуют витамины А и Д, а при тепловой обработке эти масла легко окисляются.

Источниками животных жиров являются шпик свиной (90-92% жира), сливочное масло(62-82%), жирная свинина (49%), колбасы (20-40%), сметана (10-30%), сыры (15-45%) и др.

Источники растительных жиров - растительные масла (99,9% жира), орехи (53-65%), овсяная крупа (6,1%), гречневая крупа, пшено (3,3%) и др.

В здоровом питании должна предусматриваться комбинация животных и растительных жиров.

Жиры обладают высокой энергетической ценно- стью, 1 г жира при окислении выделяет 9,0 ккал (37,7 кДж). Жиры активно участвуют в пластических процессах, т.е. в построении собственных тканей входят в состав оболочек животных клеток и других структур, а также откладываются в тканях организма. В жирах растворяется биологически активные вещества, т.е. витамины А. Д, Е, К, стерины, ненасыщенные жирные кислоты.

Многочисленными исследованиями установлено, что при исключении жиров из пищи или их недостатке в ней замедляется рост человека, уменьшается сопротивляемость организма к заболеваниям, снижается синтез белка, сокра- щается продолжительность жизни. Однако избыток жира может негативно воздействовать на организм человека, приводит к заболеванию почек и печени, развитию ожирения, атеросклероза.

Жиры по происхождению делят на животные и расти- тельные, а по консистенции — на твердые и жидкие.

Растительные масла в большинстве своем жидкие, их называют маслами (подсолнечное, оливковое, кукурузное, соевое, хлопковое, льняное, конопляное). Но есть и твердые, например кокосовое, пальмовое, масло какао. Среди живо- тных жиров преобладают твердые — коровье масло, говя-жий, бараний, свиной. Жиры морских животных и рыб жидкие. Жиры необходимы для нормального усвое- ния кальция, магния, жирорастворимых витаминов: А, D , Е, К. Жиры служат источником незаменимых жирных кислот, общее количество должно составлять 0,6—1 г в сутки на 1 кг массы человека.

Содержание жиров в продуктах питания различно и со- ставляет (в %):

Масло коровье — 62 - 99 Орехи — 40 - 70

Масло растительное — 97-99 Овес — 4 - 6

Свинина — 10 -37 Овощи — 0,1 - 0,5

Рыба — 0,5 — 30 Плоды — 0,2 — 0,4

Яйца — 12 Пшеница — 1,8

Хлеб ржаной -- 1,2

Оптимальная норма растительного масла — 25 — 30 г в день, жиров животного происхождения — 50 — 60 г. Из животных жиров рекомендуются сливочное масло, свиное сало, бекон. Среди растительных масел наиболее полезны по содержанию жирных кислот оливковое и арахисовое масло.

По химической природе жиры являются сложными эфирами трехатомного спирта глицерина (С 3 Н 5 (ОН) 3) и различных жирных кислот. В состав жиров входят остатки жирных кислот — предельных (насыщенных) и непредель-ных (ненасыщенных).

Предельные жирные кислоты делятся на: высо комолекулярные (твердые) — стеариновая, пальмитиновая, миристиновая (при обычной температуре они твердые, поэтому их называют тугоплавкими) и низкомолекулярные — масляная, капроновая, каприловая (при комнатной температуре жидкие).

У этих предельных кислот все валентности насыщены водородом, и кислоты не способны к реакции присоедине- ния (нет двойных связей).

К непредельным кислотам относятся олеино- вая, линоленовая, арахидоновая, имеющие при комнатной температуре жидкую консистенцию. Эти кислоты являются незаменимыми эссенциальными жирными кислотами. Их называют незаменимыми в связи с тем, что они не синтезируются в организме человека и должны вводится вместе с пищей и являются жизненно необходимыми, т.к. имеют важное физиологическое значение.

Нерпедельные кислоты имеют двойные связи и поэтому способны к реакциям присоединения. Арахидоновая, линолевая и ли ноленовая кислоты являются незаменимыми полиненасы- щенными жирными кислотами (ПНЖК) и обладают наи- большей химической активностью. Арахидоновая кислота находится в рыбьем жире и жире морских животных. В растительных маслах преобладают олеиновая, линолевая, линоленовая кислоты. Наибольшей активностью отличается арахидоновая кислота, она может образовываться из линолевой кислоты.

В стандартах на растительные масла есть такой показа- тель качества — йодное число, который показывает сте-пень ненасыщенности кислот. Чем выше йодное число, тем больше ненасыщенных кислот в жире, тем больше вероят-ность его прогоркания.

В состав жиров могут входить разнообразные кислоты, как предельные, так и непредельные. От состава жирных кислот зависят свойства жиров. Если в жире преобладают предельные кислоты, то жир твердый, если непредельные, то жир жидкий. Чем больше в жире предельных кислот, тем жир тверже и выше температура его плавления. От температуры плавления, сравниваемой с температурой те- ла человека, зависит усвояемость жиров. Чем выше темпе- ратура плавления жира, тем ниже его усвояемость, и нао- борот. Температура плавления жиров — один из важных показателей их качества.

Жиры легче воды, нерастворимы в воде, но могут образовывать с ней эмульсии, особенно в присутст-вии кислот, щелочей и специальных веществ — эмульгаторов. Это свойство жиров используется для получения мар гарина и майонеза. Эмульсии - это системы, состоящие из двух несмешивающихся жидкостей, одна из которых находится в виде мельчайших капель равномерно распределенных в смешанной среде других жидкостей.

Во время гомогенизации молока, т.е. обработки его под большим давлением (100—150 атм), жировые шарики мел-ко дробятся и равномерно распределяются по всей его мас се, препятствуя расслоению жира и улучшая вкус молока.

Жиры растворяются в бензине, ацетоне и других органических растворителях. На этом свойстве жиров основано получение масел экстракционным методом.

У жиров высокая температура кипения, благодаря это- му на них удобно жарить пищу, они не испаряются с горя-чей сковороды.

Жиры относятся к нестойким веществам и в процессе получения, обработки и хранения под влиянием внешних условий в них могут происходить различные процессы — гидролиз, окисление, прогоркание.

Во время гидролиза в присутствии воды, кислот, щело чей, ферментов, при воздействии высокой температуры или солнечного света жир расщепляется на составные части — глицерин и свободные жирные кислоты. Этот же процесс происходит и в организме человека под действием фермента липазы при усвоении жиров. Гидролиз является первоначальной стадией порчи жиров при хранении. Обра зующиеся при гидролизе свободные жирные кислоты при дают жиру посторонний вкус. Гидролиз ускоряется при неправильном хранении сырья и жиров, повышенной влажности и температуре. В стандартах на пищевые жиры есть показатель качества жиров — кислотное число, указывающее на степень свежести жира, т.е. количество свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.

В промышленности из жиросодержащего сырья гидро лизом при высокой температуре в присутствии щелочей получают мыло (процесс омыления) глицерин и другие продукты.

Прогоркание жиров вызывается окислением непредельных жирных кислот кислородом воздуха и усиливается под действием света и тепла, изменяя качество продуктов. Прогорклый жир, как правило, имеет более желтый цвет, неприятный запах и "царапающий" вкус. Более глубокое прокоркание жира может сопровождаться его осаливанием, т.е. приобретением жиром белого цвета и салистого вкуса. В процессе прогоркания и осаливания накапливаются вред ные вещества — кетоны, альдегиды, летучие кислоты и другие вещества.

Окисление бывает двух видов: самоокисление, неферментативное и кетонное (ферментативное).

Самоокисление наиболее распространенный вид порчи жиров в результате чего жиры приобретают неприятные виды и запах. Самоокисление способствует температура, наличие кислорода в окружающей среде, свет, а также ионизирующие окисление.

Ферментативное окисление характерно для жиров, содержащих средне- и низкомолекулярные жирные кислоты и значительное количество воды. Этот процесс характерен для сливочного масла и маргарина при поражении их плесенями. Его можно затормозить с помощью химических веществ - антиокислителей (антиоксидантов). В роли естественных антиоксидатнов в растительных жирах выступают токоферолп (витамин Е), каратиноиды, фосфатиды, фенольные соединения, меланоиды.

Из сказанного следует, что пищевые жиры и продукты, содержащие много жира, следует хранить в чистых сухих помещениях, защищенных от солнечного света, при низких температурах, без доступа воздуха.

Жидкие растительные и животные жиры обладают спо-собностью к гидрогенизации.

Гидрогенизация — это насыщение непредельных жирных кислот жира водородом по месту разрыва двойных связей. В результате гидрогенизации непредельные жирные кислоты, насыщаясь водородом, превращаются в предельные кислоты и жир из жидкого состоянияпереходит в твердое. Этот процесс происходит при высокой температуре (200—220 °С) и в присутствии катализатора — мелко раздробленного никеля. Получаемый жир называется гидро жиром или саломасом. Это свойство жиров используют в маргариновой промышленности при получении маргарина и кулинарных жиров.

Жироподобные вещества (липоиды). К жироподобным веществам относятся фосфатиды, стерины, воски.

Фосфатиды отличаются от жиров тем, что еще содержат фосфорную кислоту и связанное с ней азотистое основание, входят в структуру клеточных мембран, являются хорошими эмульгаторами и стабилизаторами водно-жировых эмульсий. Представителем фосфатидов является лецитин, содержащий азотистое основание х о л и н, передающий сигналы по нервам. Лецитин в воде нерастворим, но образует с ней эмульсии. Это свойство лецитина используется в маргариновой промышленности, при производстве шоко лада, вафель, печенья. Соевые и подсолнечные фосфа тидные концентраты вводят в качестве добавок в диети ческие хлебные изделия . Много лецитина в желтке куриных яиц (9,4%), сое, молочном жире (1,3%), грибах (7%).

Фосфатиды участвуют в образовании клеток, способ ствуют усвоению белков и углеводов, снабжают организм фосфором, препятствуют развитию атеросклероза, мало- кровия, ожирения печени.

Стерины — высокомолекулярные циклические спирты. В жирах находятся в свободном виде или в виде эфиров с жирными кислотами — стеридов. Они способны связывать и обезвреживать в организме человека бактериальные яды-токсины.

Представителем животных стеринов является х о л е с т е р и н, а растительных — эргостерол, который под действием УФЛ превращается в витамин D .

Растительные стерины не имеют пищевого значения, так как они не всасываются и выводятся из организма. Из быток холестерина способствует развитию атеросклероза, поэтому не рекомен дуется потребление животных жиров в значительных коли чествах.

Воски близки по химической природе жирам. Растительные воски образуют налет на кожице листьев, плодов, овощей, который защищает их от микробов, высыхания, излишней влажности. К воскам животного происхождения относится пчелиный воск.

К жироподобным веществам относят:

Фосфолипиды

Сфинголипиды

Гликолипиды

Стероиды

Кутин и суберин

Растворимые в жирах пигменты

(хлорофиллы, каротиноиды, фикобилины).

Гликолипиды - это жироподобные вещества, в молекулах которых глицерин соединен сложно-эфирной связью с двумя остатками жирных кислот и гликозидной связью с каким-нибудь сахаром. Гли­колипиды являются основными липидами мембран хлоропластов. Их в фотосинтетических мембранах примерно в 5 раз больше, чем фосфолипидов.

Стероиды. Основу стероидов составляют 4 конденсированных карбоцикла: 3 шестичленных и 1 пятичленный. В животных организмах стероидную природу имеет холестерин и ряд гормонов. В растениях же стерои­ды более разнообразны. Чаще они представлены спир­тами - стеролами. Около 1% стеролов связаны сложноэфирной связью с жирными кислотами - паль­митиновой, олеиновой, линолевой и линоленовой.

В растениях, а также дрожжах, рожках споры­ньи, грибах распространен эргостерол. Из него под влиянием ультрафиолета образуется витамин А.

эргостерол -ситостерол

Стеролы входят в состав клеточных мембран растений, предполагается их участие в контроле проницаемости. Обнаружено, что основная масса стеролов растительной клетки содержится в мемб­ранах ЭР и митохондрий, а их эфиры связаны с фракцией клеточных стенок.

Воска. Воска содержатся в кутикуле и образуют тонкий слой на ее поверхности. Восковой налет покрывает листья, стебли и плоды, предохраняя их от высы­хания и поражения микроорганизмами.

Воска - это жироподобные вещества, твердые при комнатной температуре. В состав восков вхо­дят сложные эфиры жирных кислот и одноатом­ных высокомолекулярных спиртов жирного ряда. Кроме того, воска содержат свободные жирные кис­лоты и спирты, а также углеводороды парафиново­го ряда.

Состав восков у разных растений различен. На­пример, воск листьев капусты состоит главным образом из С 29 -углеводорода и его производных, содержащих карбонильную группу =С=О. Воск виноградных ягод имеет эфиры пальмитиновой кислоты, церилового и мирицилового спиртов.

Растительные воска используются при изготов­лении свечей, помад, мыла, пластырей, шампуней. Например, на поверхности листьев пальмы СопрЬа сепрпега, произрастающей в Южной Америке, выделяется значительное количество воска - до 5 мм. Этот воск называют карнаубским. Он твер­дый и ломкий, имеет желтовато-зеленоватый цвет, используется для производства свечей.

Уникальный воск обнаружен в плодах и семе­нах симондзии калифорнийской, или хохобы, произрастающей на юго-западе США и северо-западе Мексики. Этот воск жидкий. Долгое время его принимали за масло. Издавна индейцы употребля­ли его в пищу и использовали его лечебные свой­ства (заживление ран и др.)- И только сравнитель­но недавно выяснили, что в его состав входят не триглицериды, а эфиры высокомолекулярных кис­лот и одноатомных спиртов. Кроме того, этот воск пока единственный, который является запасным питательным веществом и используется при про­растании семян.

Кутин и суберин - это жироподобные вещества, покрывающие сверху или пропитывающие стенки покровных тканей (эпидерма, пробка), увеличивая их защит­ные свойства. Кутин покрывает сверху эпидерму тонким слоем - кутикулой , которая предохраняет нижележащие ткани от высыхания и проникновения микроорга­низмов. В состав кутина входят С 16 - и С 18 ~жирные гидроксикислоты - насыщенные и мононенасыщен­ные. Гидроксильные группы - от одной до трех - располагаются в конце, а также в середине углерод­ной цепочки кислоты. Эти группы связываются с карбоксильными эфирными связями, и получается сложная трехмерная структура кутина, очень стой­кая к различным воздействиям.

Суберин - полимер, который пропитывает кле­точные стенки пробки и первичной коры корня после слущивания корневых волосков. Это делает клеточные стенки прочными и непроницаемыми для воды и газов, что, в свою очередь, повышает защитные свойства покровной ткани. Суберин по­хож на кутин, но есть некоторые отличия в соста­ве мономеров. Кроме гидроксикислот, характерных для кутина, в суберине встречаются дикарбоновые жирные кислоты и двухатомные спирты. Связи между мономерами те же - сложноэфирные, ко­торые образуются при взаимодействии гидроксильных и карбоксильных групп.