Жири - хімічна енциклопедія

Відео: Прикольні хімічні реакції - отримання, синтез жирних кислот з господарського мила

Жири. в-ва тваринного (див. Жири тваринні), рослинного (див. Рослинні масла) і мікробного походження, що складаються в осн. (До 98%) з тригліцеридів (ацилглицеринов) повних ефірів гліцерину і жирних к-т. Містять також ді-і моногліцериди (1-3%), фосфоліпіди. гліколіпіди і діольние ліпіди (0,5-3%), своб. жирні к-ти, стерини і їх ефіри (0,05 1,7%), фарбувальні в-ва (каротин. ксантофилл), вітаміни A, D, Е і К, поліфеноли і їх ефіри. Хім. фіз. і біол. св-ва жирів визначаються входять до його складу трігліцерідамі і, в першу чергу, довжиною ланцюга, ступенем ненасиченості жирних к-т і їх розташуванням в тригліцериди. До складу жирів входять в осн. нерозгалужені жирні к-ти, що містять парне число атомів С (від 4 до 26) як насичені, так моно- і поліненасищенние- в осн. це миристиновая, пальмітинова, стеаринова, 9-гексадеценової, оленів, лінолева і ліноленова к-ти. Майже всі ненасичений. к-ти ростить. жирів і більшості тваринних жирів є цис-ізомерами. Жири жуйних тварин містять транс-ізомери. Тригліцериди, що містять залишки разл. к-т, існують у вигляді дек. ізомерів положення, а також у вигляді разл. стереоизомеров. напр.

Тригліцериди прир. жирів містять принаймні дві разл. жирні к-ти. Розрізняють Тригліцериди, що містять три насичений. к-ти (S₃ ), Дві насичений. і одну ненасичений. (Соотв. SSU і SUS), одну насичений. і дві ненасичений. (Соотв. SUU і USU) і три ненасичений. к-ти (U₃ ) (Див. Табл.).

У ростить. жирах основна частина ненасичений. к-т розташована в b-положенні тригліцеридів. При великій кількості ненасичений. к-т вони займають також a -положення. Насичений. к-ти в ростить. жирах розташовані гл. обр. в a-положенні. У тваринних жирах ненасичений. к-ти також переважно. займають b-положення. Винятком є свинячий жир в ньому b-положення переважно. зайнято насичений. к-тами навіть при низькому вмісті останніх.
Фізичні властивості. Т-ри плавлення індивідуальних тригліцеридів, що входять до складу жирів, залежать від довжини ланцюга, ступеня ненасиченості жирних к-т і їх розташування в триглицеридах. Як і більшість довголанцюгових соед. Тригліцериди можуть кристалізуватися в дек. поліморфних формах. Поліморфізм проявляють не тільки індивідуальні Тригліцериди, але і прир. жири, що складаються з тригліцеридів з близькими довжинами кислотних ланцюгів. Жири, які є сумішшю разл. тригліцеридів, не мають чіткої т-ри плавлення Всі жири характеризуються значить. збільшенням обсягу при плавленні. При поступовому охолодженні рідкий жир частково кристалізується і набуває форму твердого тіла. володіє пластичністю. Пластичність характерна для жирів, що містять 10-30% кристалічної. фази. У пластичному жирі кристали твердих тригліцеридів утворюють решітку, усередині к-рій перебуває значить. кол-во рідкої фази. При подальшому охолодженні все Тригліцериди кристалізуються і жири втрачає пластичність. Остання є цінним св-вом жирів, особливо харчових. Важлива характеристика жирів -Твердість, що визначається навантаженням в г / см, необхідної для розрізання жирів в певних умовах. Ж Іри володіють низьким тиском парів і киплять тільки в високому вакуумі (

Відео: ФАКУЛЬТЕТ НАУК # 13: жири в організмі людини

250 ° С при 0,001 мм рт. ст.). Щільність жирів залежить від мовляв. маси жирних к-т і ступеня їх ненасиченості і м. б. розрахована по ф-ле: d₁₅ 15 = 0,8475 + 0,0003 числа омилення + 0,00014 йодного числа. Температурний коеф. об`ємного розширення жирів 0,0007 / К. Показник заломлення жирів залежить від мовляв. маси жирних к-т і ступеня їх ненасиченості: n_D 40 = 1,4643 - 0,000066 числа омилення - 0,0096 + 0,0001171 йодного числа. Температурний коеф. рефракції жирів 0,0036 / К. Через сильний межмол. взаємодій. жирно-кислотних ланцюгів в`язкість жирів висока (h 2-4 мкПа. с при 40 ° С). Поверхневий натяг більшості жирів на кордоні жир - повітря 30-35 мН / м. Ентальпія згоряння жирів (в Дж / г) визначається ф-лій: - D H_сгор = 47645 - 4,1868 йодного числа - 38,31 числа омилення і для більшості жирів становить 39,5 кДж / г-D H_пл 120-150 Дж / г-С 0 _р ок. 2 Дж / (г. К). Ж Іри погані провідники тепла і електрики. Коеф. теплопровідності 0,170 Вт / (м. К), діелектричної. постійна (30-40). 10 - 30 Кл. м. Т. доп. більшості жирів 270-330 ° С, т. самовоспл. 340-360 ° С характеристикою жирів є також т. Зв. т-ра димоутворення (димленія), при якій відбувається візуально помітне утворення диму внаслідок розкладання жирів. Вона падає з ростом кислотного числа жирів і лежить в межах 160-230 ° С. Ж Іри необмежено розчин. в діетиловому ефірі. бензолі. хлороформі. частково розчин. в етанолі (5-10%) і ацетоні. практично не розчин. в воді. але утворюють з нею емульсії. У 100 г води емульгуючі 10 мг яловичого жиру, 50 мг свинячого. Жири розчин. невеликі кількості води (0,1-0,4%) і означає. кол-ва газів (7-10% за обсягом N₂. H₂. Про₂ і до 100% СО₂ ). Р-рімость Н₂. N₂. O₂ зростає з ростом т-ри, р-рімость СО₂ падає.
Хімічні властивості. Гідроліз жирів, кінцеві продукти догрого гліцерин і жирні к-ти, здійснюють в пром-сті нагріванням їх з водою до 200-225 ° С при 2-2,5. 10 6 Па (безреактивное спосіб) або нагріванням при нормальному тиску в присутності. сульфокислот (каталізатор Твітчел і контакт Петрова). Лужний каталіз застосовують в процесах миловаріння (див. Мила) і при наявності в жирнокислотних ланцюгах гідроксильних груп. Швидкості гідролізу a - і b -сложноефірних груп ферментом панкреатіч. липазой різні, що використовують для встановлення будови тригліцеридів жирів. Алкоголиз жирів, зокрема метаноліз, використовується як перший ступінь безперервного методу миловаріння. Гліцероліз дією гліцерину застосовують для отримання моно-і дигліцериди, використовуваних як емульгаторів. Ацидолиз. напр. ацетоліз кокосового жиру з послід. етерифікацією надлишку оцтової к-ти гліцерином. призводить до суміші, що складається з лауроілдіацетіна, мірістоілдіацетіна і ін. змішаних тригліцеридів, що застосовується як мягчителей нітроцелюлози. Велике практич. значення має р-ція подвійного обміну ацильними радикалами в триглицеридах (переетерифікація), що протікає як внутрішньо-, так і міжмолекулярної і яка веде до перерозподілу залишків жирних к-т. При проведенні цієї р-ції в однофазної рідкої системі (ненаправленная переетерифікація) відбувається статистич. перерозподіл кислотних залишків в суміші, що утворюється тригліцеридів. Спрямована (багатофазна) переетерифікація здійснюється при такій т-ре, при якій високоплавкі тригліцериди знаходяться в твердому, а низкоплавкие - в рідкому стані. При спрямованої переетерифікації жири збагачуються наиб. високоплавких (S₃ ) І наиб. низькоплавких (U₃ ) Трігліцерідамі. Ненаправлена і особливо спрямована переетерифікація натуральних жирів використовується для зміни їх фіз. св-в - т-ри плавлення. пластичності. в`язкості. Ацидолиз і алкоголиз жирів проводять переважно. у присутності. кислотних каталізаторів. переетерифікацію - у присутності. основних. Велике значення мають відновлення (див. Гідрогенізація жирів) і цис-, транс-ізомеризація ненасичених ацильних залишків тригліцеридів. Ізомеризацію цис-ізомерів ненасичений. к-т в транс-ізомери (е л а і д і р про в а н і е) проводять при 100-200 ° С у присутності. кат. - Ni, Se, оксидів N, S. При ізомеризації поліненасищ. к-т (риб`ячий жир) утворюються к-ти з сполученими подвійними зв`язками. що володіють високою здатністю до висихання. Прогоркание жирів. що виявляється в появі специфічний. запаху і неприємного смаку, викликане утворенням нізкомол. карбонільних соед. і обумовлено рядом хім. процесів. Розрізняють два види прогоркания - биохим. і хімічне. Биохим. прогоркание характерно для жирів, що містять значну кількість води і домішки білків і вуглеводів (напр. для коров`ячого масла). Під впливом які у білках ферментів (ліпаз) відбувається гідроліз жирів і утворення своб. жирних к-т. Збільшення кислотності може не супроводжуватися появою прогорклости. Мікроорганізми. що розвиваються в жирах, виділяють ін. ферменти - ліпооксідази, під дією яких брало жирні к-ти окислюються до b -кетокислот. Метілалкілкетони, що утворюються при розпаді останніх, є причиною зміни смаку і запаху жирів. Щоб уникнути цього проводиться ретельна очистка жирів від домішок білкових в-в, зберігання в умовах, що виключають потрапляння мікроорганізмів. і при низькій т-ре, а також добавка консервантів (NaCl, бензойна к-та). Хім. прогоркание - результат окислення жирів під дією Про₂ повітря (автоокисления). Перша стадія - утворення пероксильних радикалів при атаці молекулярним Про₂ вуглеводневих залишків як насичений. так і не насичений. жирних к-т. Р-ція промотірустся світлом, теплом і сполуки. утворюють своб. радикали (пероксиди. перехідні метали). Пероксильні радикали ініціюють нерозгалужені і розгалужені ланцюгові р-ції, а також розпадаються з утворенням ряду вторинних продуктів - гідроксикислот. епоксидів, кетонів і альдегідів. Останні і викликають зміну смаку і запаху жирів. Для жирів, в яких брало переважають насичений. жирні к-ти, характерне утворення кетонів (кетон прогоркание), для жирів з високим вмістом ненасичений. к-т - альдегідні прогоркание. Для уповільнення і запобігання хім. прогоркания використовують інгібітори радикальних р-ций: суміш 2- і 3-трет-бутил-4-гідроксіанізол (БОА), 3,5-ді-трет-бутил-4-гідрокситолуол (БОТ), ефіри галової к-ти, а також соед. утворюють комплекси з важкими металами (напр. лимонна, аскорбінова к-ти).
Біологічна роль. Жири - одна з осн. груп в-в, що входять, поряд з білками і вуглеводами. до складу всіх ростить. і тваринних клітин. В організмі тварин розрізняють запасні і плазматіч. жири. Запасні жири відкладаються в підшкірній клітковині і в сальники і є джерелом енергії. Плазматіч. жири структурно пов`язані з білками і вуглеводами і входять до складу більшості мембран. Жири мають високу енергетичних. цінністю при повному окисленні в живому організмі 1 г жиру виділяється 37,7 кДж, що в два рази більше, ніж при окисленні 1 г білка або вуглеводу. Завдяки низькій теплопровідності жири відіграють важливу роль в терморегуляції тваринних організмів. оберігаючи тварин, особливо морських, від переохолодження. Внаслідок своєї еластичності жири відіграють захисну роль в шкірі хребетних і в зовнішньому скелеті комах. Жири необхідна складова частина їжі. Норма споживання дорослою людиною 80 100 г / сут.
Аналіз. Жири не є індивідуальними в-вами, тому для їх визначення мало застосовні класичні. методи аналізу. Для порівняльної оцінки чистоти жирів і їх ідентифікації визначення т-ри плавлення проводять в спец. стандартних умовах. Розрізняють т-ру підйому, при якій зразок, що знаходиться у відкритому з обох кінців капілярі і поміщений в термостат. починає підніматися до верху капілляра- т-ру розтікання, при якій зразок, поміщений в U-подібний капіляр, починає течь- т-ру просвітління, при якій зразок стає абсолютно прозорим. Крім того, визначають т-ри закінчення і каплепадения на приладі Уббелоде. Визначається також т. Зв. титр жиру - т-ра застигання суміші жирних к-т, виділених з даного жиру. Титр жиру - характерна величина, на к-рій не позначається поліморфізм жирних к-т. У кількостей. аналізі жирів використовують особливі показники. Кислотне число характеризує кількість своб. жирних к-т в жирі. Зміст останніх висловлюють також в% олеїнової к-ти, що чисельно дорівнює половині кислотного числа. а також в градусах Кетстоффера - числі мл 1 н. КОН, необхідних для нейтралізації своб. к-т в 100 г жиру. Кількість мг КОН, необхідне для омилення 1 г жиру, наз. ефірним числом. а сума кислотного й ефірного чисел - числом омилення. Гидроксильное число визначає зміст в жирах гидроксикислот. йодне число - загальну ненасиченість жирів. На відміну від I₂. родан приєднується не всіх подвійних зв`язках полінепредельних к-т: з двох зв`язків лінолевої к-ти родан приєднується тільки до однієї, з трьох зв`язків ліноленової - до двох. Зіставлення йодного числа і роданового числа - маси родана в г, що приєдналася до цієї 100 г жиру, дозволяє кількісно розрахувати співвідношення разл. ненасичених к-т. Зміст (в%) нелетких і нерозчинних у воді жирних к-т в сумі з неомиляемие в-вами визначається числом Генера. З спектральних методів для аналізу жирів застосовують УФ спектроскопію (напр. Лінолеву к-ту визначають при 231-233 нм, елеостеаріновую - при 260-280 нм, октадекантетраеновую при 290-320 нм) - спектрофотометрію (визначення каротиноїдів. Ксантофилла) - ІК спектроскопію ( визначення транс-ізомерів к-т, моно- і дигліцериди, продуктів окислення - гидропероксидов, карбонільних з`єднань) і ін. Для встановлення складу і будови жирів широко використовують також рідинну (паперову, колоночную, тонкошарову) і газожидкостную хроматографії. Світове вироб-во жирів 57031 тис. Т / рік (1984). Із загальної произова ростить. жири становлять 55-60%, жири наземних тварин - 35-40%, морських тварин і риб - 5%. Більше 2 /₃ вироблених жирів - харчові.
===
Ісп. література для статті «Жири». Ліберман С. Г. Петровський В. П. Довідник по виробництву харчових тваринних жирів. 4 видавництва. М. 1972- Тютюнників Б. Н. Хімія жирів, 2 видавництва. М. 1974- Беззубов Л. П. Хімія жирів, 3 вид. М. 1975- Ржавська Ф. М. Жири риб і морських ссавців, М. 1976- Грінберг Г. Щепаньский Г. Модифіковані жири, пров. з пол. М. 1973- Лабораторний практикум з хімії та технології переробки жирів, М. 1983 Технологія переробки жмров, під ред. Н. С. Арутюняна, М. 1985- Handbook of lipid research, v. I, ed. by D. J. Hanahan, N.Y L. 1978- Fats and oils- chemistry and technology, ed. by R. I. Hamilton, A. Bhati, L. 1980 The lipid handbook, ed. by F. D. Gunstone [a.o.], N.Y. 1986. Д. В. Іоффе.