Биология классификация жиров – состав, классификация,физические и химические свойства, переработка, применение, биологические функции, превращение в организме.». Скачать бесплатно и без регистрации.

poznayka.org

строение, функции, свойства, источники для организма

Главные компоненты всех живых клеток – белки, жиры, углеводы. Строение, функции и свойства этих соединений обеспечивают жизнедеятельность организмов, обитающих на нашей планете.

Жиры являются природными органическими соединениями, полными сложными эфирами глицерина и жирных кислот с одним основанием. Они относятся к группе липидов. Эти соединения выполняют ряд важных функций организма и являются незаменимым компонентом в рационе человека.

Классификация

Жиры, строение и свойства которых позволяют использовать их в пищу, по своей природе разделяются на животные и растительные. Последние называются маслами. Благодаря высокому содержанию в них ненасыщенных жирных кислот находятся в жидком агрегатном состоянии. Исключение – пальмовое масло.

По наличию определенных кислот, жиры разделяются на насыщенные (стеариновая, пальмитиновая) и ненасыщенные (олеиновая, арахидоновая, линоленовая, пальмитолеиновая, линолевая).

Строение

Строение жиров представляет собой комплекс триглицеридов и липоидных веществ. Последние являются фосфолипидными соединениями и стеринами. Триглицерид – эфирное соединение глицерина и жирной кислоты, структурой и характеристиками которой определяются свойства жира.

Строение молекулы жиров в общем виде отображается формулой:

Ch3-OˉCO-R’

I

CHˉO-CO-R’’

I

Ch3-OˉCO-R’’’,

В которой R – радикал жирной кислоты.

Состав и строение жиров имеют в своей структуре три неразветвленных радикала с четным количеством атомов углерода. Насыщенные жирные кислоты чаще всего представлены стеариновой и пальмитиновой, ненасыщенные – линолевой, олеиновой и линоленовой.

Свойства

Жиры, строение и свойства которых определяются наличием насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, имеют физико-химические особенности. Они не взаимодействуют с водой, но полностью разлагаются в органических растворителях. Омыляются (гидролизируются) если их обработать паром, минеральной кислотой либо щелочами. В ходе такой реакции образуются жирные кислоты или их соли и глицерин. Образуют эмульсию после интенсивного взбалтывания с водой, примером этому служит молоко.

Жиры имеют энергетическую ценность приблизительно равную 9,1 ккал/г или 38 кДж/г. Если перевести эти значения в физические показатели, то энергии, выделяемой при расходе 1 г жира, хватило бы для поднятия на 1 метр груза весом 3900 кг.

Жиры, строение их молекул определяет основные их свойства, обладают большой энергоемкостью, если сравнивать их с углеводами или белками. Полное окисление 1 г жира выделением воды и углекислого газа сопровождается выработкой энергии вдвое превышающей сгорание сахаров. Для расщепления жиров необходимы в определенном количестве углеводы и кислород.

В организме человека и других млекопитающих жиры – один из наиболее значимых поставщиков энергии. Для того, чтобы они были всосаны в кишечнике, необходимо их эмульгирование при помощи солей желчной кислоты.

Функции

В организме млекопитающих важную роль играют жиры, строение и функции этих соединений в органах и системах имеют разное значение:

1. Поставка энергии. Эта функция – основная для жиров. Благодаря высокой энергетической ценности они являются наилучшим поставщиком «топлива». Запасы создаются благодаря депонированию в форме отложений.
2. Защита. Жировые ткани обволакивают органы и тем самым не допускают их травмирования и сотрясения, смягчают и амортизируют внешние воздействия.
3. Термоизоляция. Жиры имеют низкую теплопроводность и поэтому хорошо сохраняют тепло организма и защищают его от переохлаждений.

Помимо этих трех основных функций, жиры выполняют несколько частных. Эти соединения поддерживают жизнедеятельность клеток, например, обеспечивают эластичность и здоровый вид кожных покровов, улучшают работу мозга. Мембранные образования клетки и субклеточные органеллы сохраняют свою структуру и функционирование благодаря участию жиров. Витамины A, D, E и K способны усваиваться только в их присутствии. Рост, развитие и репродуктивная функция также во многом зависят от наличия жиров.

Потребность организма

Примерно треть энергозатрат организма восполняют жиры, строение которых позволяет решать эту задачу при правильно организованном рационе. Расчет суточной потребности учитывает род деятельности и возраст человека. Поэтому больше всего жиров необходимо молодым людям, ведущим активный образ жизни, например, спортсменам или мужчинам занятым тяжелым физическим трудом. При малоподвижном образе жизни или склонности к полноте их количество нужно сократить, чтобы избежать ожирения и сопутствующих проблем.

Важно также учитывать строение жиров. Существенное значение имеет соотношение ненасыщенных и насыщенных кислот. Последние при чрезмерном потреблении нарушают жировой обмен, функционирование желудочно-кишечного тракта, увеличивают возможность появления атеросклероза. Ненасыщенные кислоты оказывают противоположное действие: восстанавливают нормальный обмен, выводят холестерин. Но злоупотребление ими приводит к расстройству пищеварения, появлению камней в желчном пузыре и выводящих путях.

Источники

Почти все продукты содержат жиры, строение их при этом может быть различным. Исключение составляют овощи, фрукты, алкогольные напитки, мед и некоторые другие. Продукты подразделяются на:

• Жирные (40 и более грамм в 100 г продукта). К этой группе относятся масло, маргарин, сало, жирные сорта мяса, некоторые виды колбасы, орешки и др.
• Средней жирности (от 20 до 40 г в 100 г продукта). Группа представлена сливками, жирной сметаной, домашним творогом, некоторыми видами сыров, колбас и сосисок, мясом гуся, шоколадом, тортами, халвой и другими сладостями.
• Низкой жирности (20 и менее грамм на 100 г продукта). Относятся: рис, гречка, бобы, фасоль, хлеб, мясо кур, яйца, рыба, грибы, большая часть молочной продукции и др.

Также важным является химическое строение жиров, определяющее наличие той или иной кислоты. По этому признаку они могут быть насыщенными, ненасыщенными и полиненасыщенными. Первые содержатся в мясных продуктах, сале, шоколаде, топленом жире, пальмовом, кокосовом и сливочном маслах. Ненасыщенные кислоты присутствуют в мясе птицы, оливках, кешью, арахисе, оливковом масле. Полиненасыщенные – в грецких орехах, миндале, пекане, семечках, рыбе, а также в подсолнечном, льняном, рапсовом, кукурузном, хлопковом и соевом масле.

Составление рациона

Особенности строения жиров требуют соблюдать ряд правил при составлении рациона. Диетологи рекомендуют придерживаться следующего их соотношения:

• Мононенасыщенные – до половины общего количества жиров;
• Полиненасыщенные – четверть;
• Насыщенные – четверть.

При этом жиры растительного происхождения должны составлять около 40% рациона, животного – 60-70%. Пожилым людям нужно увеличить количество первых до 60%.

Максимально ограничить или вовсе исключить из рациона стоит трансжиры. Они широко применяются при производстве соусов, майонезов, кондитерских изделий. Вредны жиры, подвергнутые интенсивному нагреванию и окислению. Их можно обнаружить в картошке фри, чипсах, пончиках, пирожках и т. д. Из всего этого списка наиболее опасны продукты, приготовление которых происходило на прогорклом или много раз использованном масле.

Полезные качества

Жиры, строение которых обеспечивает около половины всей энергии организма, обладают множеством полезных качеств:

• холестерин способствует лучшему углеводному обмену и обеспечивает синтез жизненно важных соединений – под его влияние производятся стероидные гормоны надпочечников;
• около 30% всего тепла в теле человека производится бурым жиром, тканью, расположенной в районе шеи и верха спины;
• барсучье и собачье сало тугоплавки, излечивают от болезней органов дыхания, в том числе от туберкулезного поражения легких;
• фосфолипидные и глюколипидные соединения входят в состав всех тканей, синтезируются в органах пищеварения и противодействуют образованию холестериновых бляшек, поддерживают функционирование печени;
• благодаря фосфатидам и стеринам поддерживается неизменный состав цитоплазматической основы клеток нервной системы и синтезируется витамин D.

Таким образом, жиры являются незаменимым компонентом в рационе человека.

Избыток и дефицит

Жиры, строение и функции этих соединений приносят пользу только при умеренном потреблении. Их избыток способствует развитию ожирения – проблемы, которая актуальна для всех развитых стран. Это заболевание приводит к увеличению массы тела, уменьшению подвижности и ухудшению самочувствия. Повышается риск развития атеросклероза, сердечной ишемии, гипертонической болезни. Ожирение и его последствия чаще других болезней приводят к смерти.

Дефицит жиров в рационе способствует ухудшению состояния кожи, замедляет рост и развитие детского организма, нарушает функционирование репродуктивной системы, препятствует нормальному обмену холестерина, провоцируя атеросклероз, ухудшает работу головного мозга и нервной системы в целом.

Правильное планирование рациона, с учетом потребностей организма в жирах, поможет избежать многих заболеваний и улучшить качество жизни. Существенное значение имеет именно умеренное их потребление, без избытка и дефицита.

fb.ru

Понятие о жирах, их строение

Жиры— это сложные смеси органических веществ растительного и животного происхождения, представляющие собой преимущественно смеси различных глицеридов, т.е. сложных эфиров глицеринаи высокомолекулярных жирных кислот, имеющих общую формулу:

Жиры относятся к многокомпонентным липидам.

Глицериды (ацилглицерины) бывают однокислотные:

Однокислотные триглицериды в природе встречаются редко. Примером являются оливковое масло (глицерин этерифицирован олеиновой кислотой) и касторовое масло (глицерин этерифицирован рицинолевой кислотой).

Подавляющее большинство жиров — смеси различных глицеридов. В настоящее время известно свыше 1300 различных жиров, различающихся по составу жирных кислот. Жирных кислот в природных жирах обнаружено более 200. Жирные кислоты, как правило, имеют одну карбоксильную группу и неразветвленную углеводородную цепь с четным числом углеродных атомов: от 8 до 24. Наиболее распространенные:

1. Предельные, или насыщенные кислоты (С_nН_2n+1COOH):

С₁₅Н₃₁СООН — пальмитиновая кислота;

С₁₇Н₃₅СООН — стеариновая кислота.

2. Непредельные, или ненасыщенные кислоты.

В большинстве растительных масел двойная связь находится между ⁹С и ¹⁰С атомами углеродной цепи. Если двойных связей больше одной (число двойных связей может быть от 1 до 9), то они располагаются обычно через три углеродных атома. Фрагмент углеродной цепи, примыкающий к карбоксильной группе (=⁹СН — (СН₂)₇ – СООН) свободен от двойных связей.

2.1. Кислоты с одной двойной связью:

C₁₇ H₃₃ СООН — олеиновая кислота, в природе встречается в цис-форме:

С₁₇Н₃₂ОНСООН — рицинолевая (оксиолеиновая) кислота:

2.2. Кислоты с двумя двойными связями:

C₁₇H₃₁COOH — линолевая кислота:

2.3 Кислоты с тремя двойными связями:

С₁₇Н₂₉СООН — линоленовая кислота:

СН₃ — СН₂ —¹⁶СН =¹⁵СН — СН₂ —¹³СН =¹²СН — СН₂ —¹⁰СН=⁹СН — (СН₂)₇ – СООН

Встречаются жирные кислоты, имеющие больше трех двойных связей. Так, в рыбьем жире присутствует арахидоновая кислота — с 4-мя двойными связями; в жире морских животных — клупадоновая кислота — с 5-ю двойными связями.

Обычно в составе глицеридов находятся 4-7 кислоты главных и несколько сопутствующих. 75 % жиров составляют глицериды всего трех кислот — пальмитиновой, олеиновой и линолевой.

Отдельные компоненты жиров проявляют фармакологическое действие (каротиноиды, хлорофилл), другие — токсичны. Например: токсальбумин рицин в семенах клещевины при приеме внутрь вызывает сильнейшее воспаление слизистой кишечника (6 семян смертельны для детей, 20 — для взрослых).

Классификация жиров

Существует несколько классификаций жиров:

1. По химическому составу (однокислотные и смешанные).

2. По происхождению.

3. По консистенции.

4. По физико-химическим свойствам (по свойству высыхаемости).

Высыхание — сложный физико-химический процесс. При достаточно длительном контакте с воздухом происходит окисление масла, конденсация, полимеризация, коллоидные превращения. На поверхности масла формируется прозрачная, напоминающая смолу, эластичная или твердая пленка.

Масла, не образующие пленку, называют невысыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды олеиновой кислоты (с 1-й двойной связью).

Масла, образующие мягкие пленки, называют полувысыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды линолевой кислоты (с 2-я двойными связями).

Масла, образующие плотную пленку, называют высыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды линоленовой кислоты (с 3-я двойными связями).

infopedia.su

Классификация жиров

Классификация пищевых жиров

В основе классификации жиров лежит один из следующих признаков: происхождение жирового сырья, консистенция при 20 °С, способность полимеризоваться (высыхать).

По происхождению жирового сырья жиры делятся, на животные (молочные, наземных животных, птиц, морских животных и рыб), растительные (из семян и мякоти плодов), переработанные — на основе модифицированных жиров (маргарин, кулинарные, кондитерские, хлебопекарные).

По консистенции жиры подразделяют на: твердые (бараний, говяжий, пальмовое масло и др.), жидкие (подсолнечное, соевое, кукурузное масло и др)., мазеобразные (свиной жир).

По способности полимеризоваться выделяют жиры высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие.

В товароведении и технологии используют классификацию, объединяющую все эти признаки и химическую природу триглицеридов. Согласно этой классификации растительные и животные жиры делят на группы (высыхающие, полувысыхающие, невысыхающие), подгруппы (жидкие и твердые), типы (тип тунгового, тип льняного, тип макового; тип оливкового, тип касторового) и виды (льняное, конопляное, соевое и др.

Химические изменения и порча пищевых жиров

Липиды растительных и животных тканей, а также выделенные из них в процессе переработки, подвергаются химическим изменениям. Этихизменения обусловлены свойствами входящих в состав жиров триглицеридов и сопутствующих веществ.

Порчей пищевых жиров называют такое изменение их свойств, в результате которого их невозможно использовать для пищевых целей. Порча жиров обусловлена накоплением в них низкомолекулярных

соединений, перекисей, альдегидов, свободных жирных кислот, кетонов и др., что ведет к резкому ухудшению вкусовых свойств продукта. Порча жиров обусловлена гидролитическими или окислительными процессами либо их сочетанием.

Гидролитические процессы. Гидролиз —- это процесс расщепления молекул глицерида на элементы при взаимодействии с водой. Прежде всего гидролиз протекает во влажных жирах, содержащих такие

катализаторы, как липаза, фосфолипаза, сильные органические и неорганические кислоты, а также в результате деятельности микроорганизмов. При гидролизе накапливаются свободные жирные кислоты, о чем свидетельствует рост кислотного числа. С накоплением низкомолекулярных кислот (масляной, валериановой, капроновой) появляются Неприятные специфические вкус и запах.

Гидролиз животных жиров, а также растительных масел, в состав которых не входят низкомолекулярные жирные кислоты, не приводит к образованию продуктов со специфическими, неприятными вкусом и запахом, так как в результате этого процесса появляются высокомолекулярные жирные кислоты, не обладающие этими свойствами. Поэтому органолептические свойства таких жиров не меняются при гидролизе, и обнаружить наличие гидролитической порчи возможно лишь путем определения кислотного числа. Однако если в состав жира (молочный, кокосовое и пальмоядровое масла) входят низкомолекулярные кислоты, то они при гидролизе высвобождаются и придают продуктам неприятные вкус и запах.

Различают гидролиз ферментативный и неферментативный. Ферментативный гидролиз в пищевых жирах возникает в основном при несоблюдении условий хранения, при поражении жиров плесенями и дрожжами, вырабатывающими липазу. Рафинированные и топленые жиры в меньшей степени подвержены этим процессам.

Неферментативный гидролиз происходит под действием растворенной в жире воды. Растворимость воды в жире при комнатной температуре, как правило, не превышает долей процента, что обеспечивает незначительную степень гидролиза жиров. Небольшое каталитическое воздействие на процесс гидролиза оказывают ПАВ, сопутствующие жирам фосфолипиды, моноглицериды и др.

Окисление жиров. Окисление жиров атмосферным кислородом приводит к их порче и способствует окислительной полимеризации — высыханию.

Ультрафиолетовые лучи ускоряют процесс окисления полиненасыщенных жирных кислот. Повышенная температура, особенно в интервале 40—45 «С, резко увеличивает скорость образования и раст пада гидроперекисей:

В растительных тканях встречается биологический катализатор — липоксигеназа, который катализирует окисление полиненасыщенных жирных кислот. Окисление животных жиров ускоряют производные миоглобина — гемовые пигменты мяса, которые проявляют свою активность даже при 0 °С. Ионы тяжелых металлов также обладают сильным каталитическим действием. Они разлагают перекиси с образованием свободных радикалов.

Для предотвращения и замедления окислительных реакций в жиры вводят антиокислители (антиоксиданты). Действие антиокислителей основано на их способности обрывать цепь окисления. Это действие связано с ликвидацией активных радикалов, с образованием новых, не Принимающих участие в процессах окисления.

В качестве антиокислителей для пищевых жиров применяют производные фенола: ионол, БОА — бутилоксианизол, БОТ —бутилокситолуол, эфиры галловой кислоты. Это синтетические, вещества. При их введении в количестве 0,01% стойкость жиров к окислению увеличивается в 10 раз.

Из природных антиокислителей имеют значение токоферолы, сезамол кунжутного масла, госсипол хлопкового масла, фосфолипиды.

Вещества, усиливающие активность или продолжительность действия антиокислителей, называют синергистами. Действие синергистов обусловлено способностью .дезактивировать ионы металлов переменной валентности: меди, кобальта, марганца, железа. Наиболее активными синергистами являются соединения, образующие с ионами металлов стабильные, не участвующие в окислительных процессах комплексные соединения — комплексоны. К ним относят некоторые окси- и аминокислоты, а также производные фосфорной и фосфоновой кислот. Наибольшее применение в качестве комплексонов получили лимонная, аскорбиновая, щавелевая, винная и некоторые другие кислоты. Их широко применяют в производстве маргарина и майонеза.

Прогоркание жиров. Это сложный процесс, начальной стадией которого является ферментативный гидролиз. При этом накапливаются свободные низкомолекулярные жирные кислоты, придающие жирам прогорклый вкус. Дальнейшее изменение связано с накоплением в жирах короткоцепочечных альдегидов и кетонов, являющихся вторичными продуктами окисления гидроперекисей, которые не только усиливают прогоркание, но и придают жирам дополнительные неприятные вкусовые оттенки. Так, смесь шести и десяти углеродных альдегидов придает жиру вкус «сильно поджаренный». Примесь альдегидов С6—Си, образующихся при разложении гидроперекисей в процессе гидрогенизации, придает специфический запах саломаса.

В ненасыщенных жирах преобладают альдегиды, а в жирах с небольшим количеством ненасыщенных кислот — кетоны. Окисление альдегидов и кетонов ведет к появлению у жиров неприятного резкого запаха.

Прогорклые растительные масла типа оливкового, в составе которых преобладает олеиновая кислота, имеют выраженный олеиново-кислый или альдегидный запах, который обусловливают в основном муравьиный, гептиловый, нониловый, уксусный альдегиды. Прогорклые масла типа макового с преобладанием полиненасыщенных кислот имеют запах олифы.

Осаливание жиров. Происходит при резком повышении температуры плавления и твердости жира. Этот процесс связан с окислением ненасыщенных жирных кислот и накоплением главным образом окси-, полиокси-, эпоксисоединений. При этом растительные масла и маргарин приобретают специфический вкус сала. Процесс осали-вания ускоряется с повышением температуры и под воздействием солнечного света. Осаленные жиры имеют запах стеариновой свечи. Порча жира- сопровождается не только изменением глицеридов, но и сопутствующих веществ. Например, обесцвечивание растительных масел при осаливании связано с окислением каротиноидов.

Темный цвет масел, полученных из семян, пораженных плесенью, обусловлен окислением микотоксинов. Темная окраска хлопкового масла обусловлена наличием в нем продуктов окисления госсипола. Порча жира сопровождается реакциями деструкции и полимеризации. Деструкция фосфодитилхолина с образованием триметиламина вызывает у осаленных жиров селедочный запах.

Многие продукты окисления жиров являются токсичными для организма. Установлено, что токсичность окисленных жиров обусловлена высокой химической активностью продуктов их окисления, И в первую очередь свободными радикалами, перекисями, карбонильными соединениями. Гидроперекиси легко усваиваются организмом. В опытах на животных было установлено, что вскоре после всасывания гидроперекиси обнаруживаются в печени и в жировой ткани. Наиболее токсичной является гидроперекись линолевой кислоты. Воздействие на организм продуктов окисления губительно: они задерживают развитие растущего организма, могут способствовать образованию злокачественных опухолей.

Образование штаффа. На поверхности сливочного масла или маргарина образуется полупрозрачный темноватый слой — штафф, имеющий своеобразный запах и неприятный горьковатый вкус, в результате одновременного протекания окислительных, гидролитических, микробиологических и физических процессов.

Окисление липидов, обусловливающее образование штаффа, проявляется в соотношении жирных кислот: снижается содержание низкомолекулярных и ненасыщенных, одновременно увеличивается содержание стеариновой и пальмитиновой кислот, накапливаются перекисные соединения. Кроме того, накапливаются карбонильные соединения, которые обусловливают неприятные вкус и запах штаффа. В результате гидролиза и окисления снижается количество триглицеридов, увеличивается содержание моно-, диглицеридов и свободных жирных кислот.

Микробиологические процессы проявляются как ряд превращений ферментативного характера в результате жизнедеятельности протеолитических и психротрофных бактерий.

Одновременно с изменением липидов происходит распад белковых веществ. В результате повышается дисперсность белка, усиливается поглощение цвета, сопровождаемое потемнением штаффного слоя.

mirznanii.com

1 Биологические функции липидов

19

ЛИПИДЫ

ЛИПИДЫ — это разнородная группа природных соединений, полностью или почти полностью нерастворимых в воде, но растворимых в органических растворителях и друг в друге, дающих при гидролизе высокомолекулярные жирные кислоты.

В живом организме липиды выполняют разнообразные функции.

Биологические функции липидов:

1) Структурная

Структурные липиды образуют сложные комплексы с белками и углеводами, из которых построены мембраны клетки и кле­точных структур, участвуют в разнообразных процессах, протекаю­щих в клетке.

2) Запасная (энергетическая)

Запасные липиды (в основном жиры) являются энергетическим резервом организма и участвуют в обменных процессах. В растениях они накапливаются главным образом в плодах и семенах, у животных и рыб — в подкожных жировых тканях и тканях, окру­жающих внутренние органы, а также печени, мозговой и нервной тка­нях. Содержание их зависит от многих факторов (вида, возраста, питания и т. д.) и в отдельных случаях составляет 95—97% всех вы­деляемых липидов.

Калорийность углеводов и белков: ~ 4 ккал/грамм.

Калорийность жира: ~ 9 ккал/грамм.

Преимуществом жира как энергетического резерва, в отличие от углеводов, является гидрофобность – он не связан с водой. Это обеспечивает компактность жировых запасов — они хранятся в безводной форме, занимая малый объем. В среднем, у человека запас чистых триацилглицеринов составляет примерно 13 кг. Этих запасов могло бы хватить на 40 дней голодания в условиях умеренной физической нагрузки. Для сравнения: общие запасы гликогена в организме – примерно 400 гр.; при голодании этого количества не хватает даже на одни сутки.

3) Защитная

Подкожные жировые ткани предо­храняют животных от охлаждения, а внутренние органы — от меха­нических повреждений.

Образование запасов жира в организме человека и некоторых животных рассматривается как приспособление к нерегулярному питанию и к обитанию в холодной среде. Особенно большой запас жира у животных, впадающих в длительную спячку (медведи, сурки) и приспособленных к обитанию в условиях холода (моржи, тюлени). У плода жир практически отсутствует, и появляется только перед рождением.

Особую группу по своим функциям в живом организме составляют защитные липиды растений — воски и их производные, покрывающие поверхность листьев, семян и плодов.

4) Важный компонент пищевого сырья

Липиды являются важным компонентом пищи, во многом опреде­ляя ее пищевую ценность и вкусовое достоинство. Исключительно велика роль липидов в разнообразных процессах пищевой техноло­гии. Порча зерна и продуктов его переработки при хранении (прогоркание) в первую очередь связана с изменением его липидного комп­лекса. Липиды, выделенные из ряда растений и животных, — основное сырье для получения важнейших пищевых и технических про­дуктов (растительного масла, животных жиров, в том числе сливоч­ного масла, маргарина, глицерина, жирных кислот и др.).

2 Классификация липидов

Общепринятой классификации липидов не существует.

Наибо­лее целесообразно классифицировать липиды в зависимости от их хи­мической природы, биологических функций, а также по отношению к некоторым реагентам, например, к щелочам.

По химическому составу липиды обычно делят на две группы: простые и сложные.

Простые липиды – сложные эфиры жирных кислот и спиртов. К ним относятся жиры, воски и стероиды.

Жиры – эфиры глицерина и высших жирных кислот.

Воски – эфиры высших спиртов алифатического ряда (с длинной углеводной цепью 16-30 атомов С) и высших жирных кислот.

Стероиды – эфиры полициклических спиртов и высших жирных кислот.

Сложные липиды – помимо жирных кислот и спиртов содержат другие компоненты различной химической природы. К ним относятся фосфолипиды и гликолипиды.

Фосфолипиды – это сложные липиды, в которых одна из спиртовых групп связана не с ЖК, а с фосфорной кислотой (фосфорная кислота может быть соединена с дополнительным соединением). В зависимости от того, какой спирт входит в состав фосфолипидов, они подразделяются на глицерофосфолипиды (содержат спирт глицерин) и сфингофосфолипиды (содержат спирт сфингозин).

Гликолипиды – это сложные липиды, в которых одна из спиртовых групп связана не с ЖК, а с углеводным компонентом. В зависимости от того, какой углеводный компонент входит в состав гликолипидов, они подразделяются на цереброзиды (в качестве углеводного компонента содержат какой-либо моносахарид, дисахарид или небольшой нейтральный гомоолигосахарид) и ганглиозиды (в качестве углеводного компонента содержат кислый гетероолигосахарид).

Иногда в самостоятельную группу липидов (минорные липиды) выделяют жирораство­римые пигменты, стерины, жирорастворимые витамины. Некоторые из этих соединений могут быть отнесены к группе простых (нейтраль­ных) липидов, другие — сложных.

По другой классификации липиды в зависимости от их отношения к щелочам делят на две большие группы: омыляемые и неомыляемые. К группе омыляемых липидов относятся простые и сложные липиды, которые при взаимодействии со щелочами гидролизуются с образова­нием солей высокомолекулярных кислот, получивших название «мы­ла». К группе неомыляемых липидов относятся соединения, не подвергающиеся щелочному гидролизу (стерины, жирорастворимые витамины, простые эфиры и т. д.).

По своим функциям в живом организме липиды делятся на струк­турные, запасные и защитные.

Структурные липиды — главным образом фосфоли­пиды.

Запасные липиды — в основном жиры.

Защитные липиды растений — воски и их производные, покрывающие поверхность листьев, семян и плодов, животных – жиры.

ЖИРЫ

Химическое название жиров — ацилглицерины. Это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. «Ацил-» — это означает «остаток жирных кислот».

В зависимости от количества ацильных радикалов жиры разделяются на моно-, ди- и триглицериды. Если в составе молекулы 1 радикал жирных кислот, то жир называется МОНОАЦИЛГЛИЦЕРИНОМ. Если в составе молекулы 2 радикала жирных кислот, то жир называется ДИАЦИЛГЛИЦЕРИНОМ. В организме человека и животных преобладают ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНЫ (содержат три радикала жирных кислот).

Три гидроксила глицерина могут быть этерифицированы либо только одной кислотой, например пальмитиновой или олеиновой, либо двумя или тремя различными кислотами:

Природные жиры содержат главным образом смешанные триглице-риды, включающие остатки различных кислот.

Так как спирт во всех природных жирах один и тот же — глицерин, наблюдаемые между жирами раз­личия обусловлены исключительно составом жирных кислот.

В жирах обнаружено свыше четырехсот карбоновых кислот раз­личного строения. Однако большинство из них присутствует лишь в незначительном количестве.

Кислоты, содержащиеся в природных жирах, являются монокарбоновыми, постро­ены из неразветвленных углеродных цепей, содержащих чет­ное число углеродных атомов. Кислоты, содержащие нечетное число атомов углерода, имеющие разветвленную углеродную цепочку или содержащие циклические фрагменты, присутствуют в незначительных количествах. Исключение составляют изовалериановая кислота и ряд циклических кислот, содержащихся в не­которых весьма редко встречающихся жирах.

Наиболее распространенные в жирах кислоты содержат от 12 до 18 атомов угле­рода, они часто называются жирными кислотами. В состав многих жиров входят в небольшом количестве низкомолекулярные кислоты (С₂—С₁₀). Кислоты с числом атомов углерода выше 24 присут­ствуют в восках.

В состав глицеридов наиболее распространенных жиров в значительном количестве входят ненасыщенные кислоты, содержащие 1—3 двойные связи: олеиновая, линолевая и линоленовая. В жирах животных присутствует арахидоновая кислота, содержащая четыре двойные связи, в жирах рыб и морских животных обнаружены кислоты с пятью, шестью и более двойными связями. Большинство ненасыщенных кислот липидов имеет цис-конфигурацию, двойные связи у них изолированы или разделены метиленовой (—СН₂—) груп­пой.

Из всех непредельных кислот, содержащихся в природных жирах, наиболее распространена олеиновая кислота. В очень многих жирах олеиновая кислота составляет больше полови­ны от общей массы кислот, и лишь в немногих жирах ее содер­жится меньше 10%. Две другие непредельные кислоты — линолевая и линоленовая — также очень широко распростра­нены, хотя они присутствуют в значительно меньшем количестве, чем олеиновая кислота. В заметных количествах линолевая и линоленовая кислоты содержатся в растительных мас­лах; для животных организмов они являются незаменимыми кислотами.

Из предельных кислот пальмитиновая кислота почти так же широко распространена, как и олеиновая. Она присутству­ет во всех жирах, причем некоторые содержат ее 15—50% от общего содержания кислот. Широко распространены стеари­новая и миристиновая кислоты. Стеариновая кислота содер­жится в большом количестве (25% и более) только в запасных жирах некоторых млекопитающих (например, в овечьем жи­ре) и в жирах некоторых тропических растений, например в масле какао.

Целесообразно разделять кислоты, содержащиеся в жи­рах, на две категории: главные и второстепенные кислоты. Главными кислотами жира считаются кислоты, содержание которых в жире превышает 10%.

Физические свойства жиров

Как правило, жиры не выдерживают перегонки и разлага­ются, даже если их перегоняют при пониженном давлении.

Температура плавления, а соответственно и консистенция жиров зависят от строения кислот, входящих в их состав. Твердые жиры, т. е. жиры, плавящиеся при сравнительно вы­сокой температуре, состоят преимущественно из глицеридов предельных кислот (стеариновая, пальмитиновая), а в маслах, плавящихся при более низкой температуре и представляющих собой густые жидкости, содержатся значительные количества глицеридов непредельных кислот (олеиновая, линолевая, ли-ноленовая).

Так как природные жиры представляют собой сложные смеси смешанных глицеридов, они плавятся не при определен­ной температуре, а в определенном температурном интервале, причем предварительно они размягчаются. Для характеристи­ки жиров применяется, как правило, температура затверде­вания, которая не совпадает с температурой плавления — она несколько ниже. Некоторые природные жиры — твердые ве­щества; другие же — жидкости (масла). Температура затверде­вания изменяется в широких пределах: -27 °С у льняного мас­ла, -18 °С у подсолнечного, 19—24 °С у коровьего и 30—38 °С у говяжьего сала.

Температура затвердевания жира обусловлена характером составляющих его кислот: она тем выше, чем больше содержа­ние предельных кислот.

Жиры растворяются в эфире, полигалогенопроизводных, в сероуглероде, в ароматических углеводородах (бензоле, толу­оле) и в бензине. Твердые жиры трудно растворимы в петролейном эфире; нерастворимы в холодном спирте. Жиры нера­створимы в воде, однако они могут образовывать эмульсии, ко­торые стабилизируются в присутствии таких поверхностно-ак­тивных веществ (эмульгаторов), как белки, мыла и некоторые сульфокислоты, главным образом в слабощелочной среде. При­родной эмульсией жира, стабилизированной белками, являет­ся молоко.

Химические свойства жиров

Жиры вступают во все химические реакции, характерные для сложных эфиров, однако в их химиче­ском поведении имеется ряд особенностей, связанных со строением жирных кислот и глицерина.

Среди химических реакций с участием жиров выделяют несколько типов превращений.

studfiles.net

Жиры. Общие сведения и классификация

Из первой части обзора, посвященного жирам, вы получите общие сведения о жирах и ознакомитесь с их классификацией

     Жиры, наряду с углеводами и белками, относятся к важнейшим и незаменимым компонентам пищи. Они представляют собой сложное органическое соединение, состоящее из двух компонентов: глицерина и жирных кислот.

Жиры – это, прежде всего источник энергии, так как содержат в себе наибольшее количество энергии по сравнению с другими питательными веществами. При окислении 1 г жиров в организме выделяется 9 ккал, тогда как при окислении такого же количества белков или углеводов получается только 4 ккал.

Жиры, поступая в организм, участвуют в различных обменных процессах, а также выполняют три основные функции: энергетическую, создавая запасы резервной энергии в виде жировых отложений, теплоизолирующую, защищая тело от переохлаждения и защитную, обволакивая основные органы тела жировой прослойкой.

Классификация жиров

Жиры в своем составе имеют тот же химический набор элементов, что и углеводы, но по-другому соединенных между собой. В биохимическом отношении молекулы жиров относятся к кислотам и разделяются на два основных вида: насыщенные и ненасыщенные (из которых часто выделяют третий вид – полиненасыщенные жиры).

Природные жиры не являются однородными по своему химическому составу и содержат в себе следующие жирные кислоты:

• К насыщенным относят стеариновую и пальмитиновую кислоты
• К ненасыщенным относят линолевую, линоленовую, пальмитолеиновую, олеиновую и арахидоновую кислоты

Упрощенно классификацию природных жиров можно представить в виде такой таблицы:
 

 Физические свойства и вкусовые качества жиров в значительной мере определяются неодинаковым соотношением входящих в их состав насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Так, насыщенные кислоты, из-за более сложной структуры, имеют более высокую температуру плавления, чем ненасыщенные и полиненасыщенные кислоты. Поэтому, жиры, содержащие в себе линолевую, линоленовую и арахидоновую кислоты в обычных условиях имеют жидкую консистенцию. А жиры, обогащенные стеариновой и пальмитиновой кислотами, как правило, плотной консистенции, и, из-за более высокой температуры плавления, труднее расщепляются в организме соответствующими ферментами.

Перейти к следующим частям:

Жиры. Часть 2. Польза и функции жиров. Дефицит и избыток жиров в организме

Жиры. Часть 3. Потребность организма в жирах. Содержание жиров в продуктах

Статья защищена законом об авторских и смежных правах. При использовании и перепечатке материала активная ссылка на портал о здоровом образе жизни hnb.com.ua обязательна!

hnb.com.ua

строение, химический состав, функции и применение :: SYL.ru

Под общим термином липиды (жиры) в науке объединяются все жироподобные вещества. Жиры представляют собой органические соединения, обладающие различным внутренним строением, но похожими свойствами. Эти вещества нерастворимы в воде. Но при этом они хорошо растворяются в других веществах – хлороформе, бензине. Жиры очень широко распространены в живой природе.

Исследования жиров

Строение жиров делает их незаменимым материалом для любого живого организма. Предположение о том, что эти вещества имеют одну скрытую кислоту, было сделано еще в XVII веке французским ученым Клодом Жозефом Жоруа. Он обнаружил, что процесс разложения мыла кислотой сопровождается выделением жирной массы. Ученый подчеркивал, что эта масса не является исходным жиром, поскольку отличается от него по некоторым свойствам.

Тот факт, что в строение липидов также входит глицерин, впервые был открыт шведским ученым Карлом Шееле. Полностью состав жиров был определен французским ученым Мишелем Шеврелем.

Классификация

По составу и строению жиры классифицировать очень сложно, поскольку в эту категорию входит большое количество веществ, различающихся по своему строению. Они объединяются только по одному признаку – гидрофобности. По отношению к процессу гидролиза биологи разделяют липиды на две категории – омыляемые и неомыляемые.

К первой категории относится большое число стероидных жиров, в состав которых входит холестерол, а также производные от него: стероидные витамины, гормоны, а также желчные кислоты. В категорию омыляемых жиров попадают липиды, называемые простыми и сложными. Простые – это те, что состоят из спирта, а также жирных кислот. К данной группе относятся различные типы воска, эфиры холестерола и другие вещества. Сложные жиры содержат в себе, помимо спирта и жирных кислот, другие вещества. К этой категории относятся фосфолипиды, сфинголипиды и другие.

Есть и другая классификация. Согласно ей, к первой группе жиров относятся нейтральные жиры, ко второй – жироподобные вещества (липоиды). К нейтральным относят комплексные жиры трехатомного спирта, например глицерина, или же ряда других жирных кислот, имеющих сходное строение.

Разнообразие в природе

К липоидам относят те вещества, которые встречаются в живых организмах, независимо от их внутреннего строения. Жироподобные вещества могут растворяться в эфире, хлороформе, бензоле, горячем спирте. Всего в природе найдено более 200 различных жирных кислот. При этом широкое распространение имеют не более 20 типов. Содержатся они как в животных организмах, так и в растениях. Жиры являются одной из главных групп веществ. Они обладают очень высокой энергетической ценностью — из одного грамма жира выделяется 37,7 кДж энергии.

Функции

Во многом функции, выполняемые жирами, зависят от их типа:

• Резервно-энергетическая. Вещества подкожного жира являются основным источником питания живых существ при голодании. Также они представляют собой источник питания для поперечно-полосатых мышц, печени, почек.
• Структурная. Жиры входят в состав межклеточных мембран. Главными их компонентами являются холестерол и гликолипиды.
• Сигнальная. Липиды выполняют различные рецепторные функции и участвуют во взаимодействии между клетками.
• Защитная. Подкожный жир также является хорошим термоизолирующим веществом для живых организмов. Он обеспечивает и защиту внутренних органов.

Строение жиров

Одна молекула любого липида состоит из остатка спирта – глицерина, а также трех остатков различных жирных кислот. Поэтому жиры иначе называются триглицеридами. Глицерин представляет собой бесцветную и вязкую жидкость, у которой нет запаха. Он тяжелее воды, и потому легко смешивается с ней. Температура плавления глицерина составляет +17,9 ^оС. Практически во все категории липидов входят жирные кислоты. По химическому строению жиры – это сложные соединения, которые включают в себя трехатомный глицерин, а также высокомолекулярные жирные кислоты.

Свойства

Липиды вступают в любые реакции, которые свойственны сложным эфирам. Однако у них есть и некоторые характерные особенности, связанные с их внутренним строением, а также наличием глицерина. По своему строению жиры также делятся на две категории – насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные не содержат двойных атомных связей, ненасыщенные – содержат. К первым принадлежат такие вещества, как стеариновая и пальмитиновая кислоты. К ненасыщенным относится, к примеру, олеиновая кислота. Помимо различных кислот, строение жиров включает в себя также некоторые жироподобные вещества – фосфатиды и стерины. Они также имеют больше значение для живых организмов, так как участвуют в синтезе гормонов.

Большая часть жиров являются легкоплавкими – иными словами, они остаются в жидком состоянии при комнатной температуре. Животные жиры, наоборот, при комнатной температуре остаются твердыми, поскольку содержат большое количество насыщенных жирных кислот. К примеру, говяжье сало содержит следующие вещества – глицерин, пальмитиновую и стеариновую кислоты. Пальмитиновая плавится при температуре 43 ^оС, а стеариновая – при 60 ^оС.

Основной предмет, в рамках которого школьники изучают строение жиров – химия. Поэтому ученику желательно знать не только набор тех веществ, которые входят в состав различных липидов, но также иметь понимание их свойств. Например, жирные кислоты являются основой растительных жиров. Это вещества, которые получили свое название от процесса их выделения из липидов.

Липиды в организме

Химическое строение жиров – это остатки глицерина, который хорошо растворяется в воде, а также остатки жирных кислот, которые, наоборот, в воде нерастворимы. Если нанести каплю жира на поверхность воды, то в ее сторону обратится глицериновая часть, а сверху будут располагаться жирные кислоты. Эта ориентация очень важна. Слой жира, который входит в состав клеточных оболочек любого живого организма, препятствует растворению клетки в воде. Особенно важными являются вещества под названием фосфолипиды.

Фосфолипиды в клетках

Они также содержат в своем составе жирные кислоты и глицерин. Фосфолипиды отличаются от других групп жиров тем, что содержат также и остатки фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются одними из важнейших компонентов клеточных оболочек. Также большую важность для живого организма несут и гликолипиды – вещества, содержащие в себе жиры и углеводы. Строение и функции этих веществ позволяют им осуществлять различные функции в нервной ткани. В частности, большое их количество содержится в тканях головного мозга. Гликолипиды размещаются на внешней части плазматических мембран клеток.

Строение белков, жиров и углеводов

АТФ, нуклеиновые кислоты, а также белки, жиры и углеводы относятся к органическим веществам клетки. Они состоят из макромолекул – больших и сложных по своему строению молекул, содержащих, в свою очередь, более мелкие и простые частицы. В природе встречаются три типа питательных веществ – это белки, жиры и углеводы. Строение они имеют разное. Несмотря на то, что каждый из этих трех типов веществ относится к углеродным соединениям, один и тот же атом углерода может образовывать различные внутриатомные соединения. Углеводы представляют собой органические соединения, которые состоят из углерода, водорода, а также кислорода.

Отличия в функциях

Различается не только строение углеводов и жиров, но и их функции. Углеводы расщепляются быстрее, чем остальные вещества – и поэтому они могут образовывать большее количество энергии. Находясь в организме в большом количестве, углеводы могут трансформироваться в жиры. Белки же не поддаются такой трансформации. Их строение намного сложнее, чем строение углеводов. Строение углеводов и жиров делает их основным источником энергии для живых организмов. Белки же являются теми веществами, которые расходуются в качестве строительного материала для поврежденных клеток в организме. Недаром они носят название «протеины» — слово «протос» произошло от древнегреческого языка и переводится как «тот, кто на первом месте».

Белки представляют собой линейные полимеры, содержащие в себе соединенные ковалентными связями аминокислоты. К настоящему времени они разделяются на две категории: фибриллярные и глобулярные. В строении белка различают первичную структуру и вторичную.

Состав и строение жиров делают их незаменимыми для здоровья любого живого организма. При заболеваниях и снижении аппетита отложенный жир действует в качестве дополнительного источника питания. Он является одним из главных источников энергии. Однако избыточное употребление жирных продуктов может ухудшить усвоение белка, магния, а также кальция.

Применение жиров

Люди давно научились применять эти вещества не только для питания, но и в быту. Жиры использовали для светильников еще во времена доисторической эпохи, ими смазывали полозья, при помощи которых корабли спускались на воду.

Эти вещества широко применяются в современной промышленности. Около трети всех производимых жиров имеет техническое предназначение. Остальные предназначены для употребления в пищу. В большом количестве липиды используют в парфюмерной индустрии, косметике, отрасли мыловарения. В пищу употребляются, главным образом, растительные масла – обычно они входят в состав различных продуктов питания, таких, как майонез, шоколад, консервы. В промышленной отрасли липиды используют для производства различных видов красок, лекарств. Также рыбий жир добавляют в олифу.

Технический жир обычно получают из отходов пищевого сырья и используют для производства мыла, хозяйственных средств. Также его добывают из подкожного жира различных морских животных. В фармацевтике он применяется для производства витамина А. Особенно его много в печени тресковых рыб, абрикосовом и персиковом маслах.

www.syl.ru