Жиры

Жиры

| |

| |

|Пермский военный институт ВВ МВД РФ |

|Кафедра общенаучных дисциплин |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

|Курсовая работа по химии |

|Тема: Жиры |

|Выполнил: бывший ст. преподаватель ПВИ ВВ МВД РФ подполковник в отставке |

|Овечкин А.В. для курсанта 1 курса факультета тыла N |

|Научный руководитель: ст. преподаватель Перевозчикова С.А. |

|Дата защиты «7 » июня 2003 г. |

|Оценка Отлично |

|(подпись науч. руков.) |

|Заказать реферат a_ov@mail.ru |

| |

|Пермь – 2003 г. |

| |

Содержание

1. Жиры, определение, физико-химические свойства.

2. Липиды, важнейшие классы липидов.

3. Липопротеиды.

4. Животные жиры, состав и свойства, получение, роль в питании.

5. Масла растительные.

6. Производные жиров: мыла, классификация, получение.

7. Жировой обмен.

8. Литература.

Жиры, органические соединения, полные сложные эфиры глицерина

(триглицериды) и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. Наряду

с углеводами и белками Ж. — один из главных компонентов клеток животных,

растений и микроорганизмов. Строение Ж. отвечает общей формуле:

CH2-O-CO-R’

I

CH-О-CO-R’’

I

CH2-O-CO-R’’’,

где R’, R’’ и R’’’ — радикалы жирных кислот. Все известные природные

Ж. содержат в своём составе три различных кислотных радикала, имеющих

неразветвлённую структуру и, как правило, чётное число атомов углерода. Из

насыщенных жирных кислот в молекуле Ж. чаще всего встречаются стеариновая и

пальмитиновая кислоты, ненасыщенные жирные кислоты представлены в основном

олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами. Физико-химические и

химические свойства Ж. в значительной мере определяются соотношением

входящих в их состав насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.

Ж. нерастворимы в воде, хорошо растворимы в органических

растворителях, но обычно плохо растворимы в спирте. При обработке

перегретым паром, минеральными кислотами или щёлочью Ж. подвергаются

гидролизу (омылению) с образованием глицерина и жирных кислот или их солей

образуя мыла. При сильном взбалтывании с водой образуют эмульсии. Примером

стойкой эмульсии Ж. в воде является молоко. Эмульгирование жиров в

кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляется солями жёлчных

кислот.

Природные Ж. подразделяют на жиры животные и растительные

( масла жирные).

В организме Ж. — основной источник энергии. Энергетическая ценность

Ж. в 2 с лишним раза выше, чем углеводов. Ж., входящие в состав большинства

мембранных образований клетки и субклеточных органелл, выполняют важные

структурные функции. Благодаря крайне низкой теплопроводности Ж.,

откладываемый в подкожной жировой клетчатке, служит термоизолятором,

предохраняющим организм от потери тепла, что особенно важно для морских

теплокровных животных (китов, тюленей и др.). Вместе с тем жировые

отложения обеспечивают известную эластичность кожи. Содержание Ж. в

организме человека и животных сильно варьирует. В некоторых случаях (при

сильном ожирении, а также у зимнеспящих животных перед залеганием в спячку)

содержание Ж. в организме достигает 50%. Особенно высоко содержание Ж. у с.-

х. животных при их специальном откорме. В организме животных различают Ж.

запасные (откладываются в подкожной жировой клетчатке и в сальниках) и

протоплазматические (входят в состав протоплазмы в виде комплексов с

белками, называемые липопротеидами). При голодании, а также при

недостаточном питании в организме исчезает запасной Ж., процентное же

содержание в тканях протоплазматических Ж. остаётся почти без изменений

даже в случаях крайнего истощения организма. Запасный Ж. легко извлекается

из жировой ткани органическими растворителями. Протоплазматические Ж.

удаётся извлечь органическими растворителями только после предварительной

обработки тканей, приводящей к денатурации белков и распаду их комплексов с

Ж.

В растениях Ж. содержатся в сравнительно небольших количествах.

Исключение составляют масличные растения, семена которых отличаются высоким

содержанием Ж.

Липиды (от греч. lнpos — жир), жироподобные вещества, входящие в

состав всех живых клеток и играющие важную роль в жизненных процессах.

Будучи одним из основных компонентов биологических мембран, Л. влияют на

проницаемость клеток и активность многих ферментов, участвуют в передаче

нервного импульса, в мышечном сокращении, создании межклеточных контактов,

в иммунохимических процессах. Др. функции Л. — образование энергетического

резерва и создание защитных водоотталкивающих и термоизоляционных покровов

у животных и растений, а также защита различных органов от механических

воздействий.

Большинство Л. — производные высших жирных кислот, спиртов или

альдегидов. В зависимости от химического состава Л. подразделяют на

несколько классов (см. схему). Простые Л. включают вещества, молекулы

которых состоят только ив остатков жирных кислот (или альдегидов) и

спиртов, к ним относятся жиры (триглицериды и др. нейтральные глицериды),

воски (эфиры жирных кислот и жирных спиртов) и диольные Л. (эфиры жирных

кислот и этиленгликоля или др. двухатомных спиртов). Сложные Л. включают

производные ортофосфорной кислоты (фосфолипиды) и Л., содержащие остатки

сахаров (гликолипиды). Молекулы сложных Л. содержат также остатки

многоатомных спиртов — глицерина (глицеринфосфатиды) или сфингозина

(сфинголипиды). К фосфатидам относятся лецитины, кефалины,

полиглицерофосфатиды, фосфатидилинозит, сфингомиелины и др.; к гликолипидам

— гликозилдиглицериды, цереброзиды, ганглиозиды (сфинголипиды, содержащие

остатки сиаловых кислот). К Л. относят также некоторые вещества, не

являющиеся производными жирных кислот, — стерины, убихиноны, некоторые

терпены. Химические и физические свойства Л. определяются наличием в их

молекулах как полярных группировок ( —COOH, —OH, —NH2 и др.), так и

неполярных углеводородных цепей. Благодаря такому строению большинство Л.

является поверхностно-активными веществами, умеренно растворимыми в

неполярных растворителях (петролейном эфире, бензоле и др.) и очень мало

растворимыми в воде.

В организме Л. подвергаются ферментативному гидролизу под влиянием

липаз. Освобождающиеся при этом жирные кислоты активируются взаимодействием

с аденозинфосфорными кислотами (главным образом с АТФ) и коферментом А и

затем окисляются. Наиболее распространённый путь окисления состоит из ряда

последовательных отщеплений двууглеродных фрагментов (так называемое ?-

окисление). Выделяющаяся при этом энергия используется для образования АТФ.

В клетках многих Л. присутствуют в виде комплексов с белками

(липопротеидов) и могут быть выделены лишь после их разрушения (например,

этиловым или метиловым спиртом). Исследование извлечённых Л. обычно

начинают с их разделения на классы с помощью хроматографии. Каждый класс Л.

— смесь многих близких по строению веществ, имеющих одну и ту же полярную

группировку и различающихся составом жирных кислот. Выделенные Л.

подвергают химическому или ферментативному гидролизу. Освободившиеся жирные

кислоты анализируют методом газожидкостной хроматографии, остальные

соединения — с помощью тонкослойной или бумажной хроматографии. Для

установления структуры продуктов гидролитического расщепления Л. применяют

также масс-спектрометрию, ядерный магнитный резонанс и др. методы физико-

химического анализа.

[pic]

Липопротеиды (от греч. lнpos — жир и протеиды), липопротеины,

комплексы белков и липидов. Представлены в растительных и животных

организмах в составе всех биологических мембран, пластинчатых структур (в

миелиновой оболочке нервов, в хлоропластах растений, в рецепторных клетках

сетчатки глаза) и в свободном виде в плазме крови (откуда впервые выделены

в 1929). Л. различаются по химическому строению и соотношению липидных и

белковых компонентов. По скорости оседания при центрифугировании Л.

подразделяют на 4 главных класса: 1) Л. высокой плотности (52% белка и 48%

липидов, в основном фосфолипидов); 2) Л. низкой плотности (21% белка и 79%

липидов, главным образом холестерина); очень низкой плотности (9% белка и

91% липидов, в основном триглицеридов); 4) хиломикроны (1% белка и 99%

триглицеридов). Полагают, что структура Л. мицеллярная (белок связан с

липид-холестериновым комплексом за счёт гидрофобного взаимодействия) либо

аналогична молекулярным соединениям белков с липидами (молекулы

фосфолипидов включены в изгибы полипептидных цепей белковых субъединиц).

Исследования Л. осложнены неустойчивостью комплексов липид — белок и

трудностью их выделения в природной форме.

Жиры животные, природные продукты, получаемые из жировых тканей

животных; представляют собой смесь триглицеридов высших насыщенных или

ненасыщенных жирных кислот, состав и структура которых определяют основные

физические и химические свойства Ж. ж. При преобладании насыщенных кислот

Ж. ж. имеют твёрдую консистенцию и сравнительно высокую температуру

плавления (см. табл.); такие жиры содержатся в тканях наземных животных

(например, говяжий и бараний жиры). Жидкие Ж. ж. входят в состав тканей

морских млекопитающих и рыб, а также костей наземных животных. Характерная

особенность жиров морских млекопитающих и рыб — наличие в них триглицеридов

высоконепредельных жирных кислот (с 4, 5 и 6 двойными связями). Йодное

число у этих жиров 150—200. Особое место среди Ж. ж. занимает молочный жир,

которого в масле коровьем до 81—82,5%; в коровьем молоке содержится

2,7—6,0% молочного жира. В состав молочного жира входит до 32% олеиновой,

24% пальмитиновой, 10% миристиновой, 9% стеариновой и др. кислоты (общее

содержание их достигает 98%).

Кроме триглицеридов, Ж. ж. содержат глицерин, фосфатиды (лецитин),

стерины (холестерин), липохромы — красящие вещества (каротин и ксантофил),

витамины А, Е и F. Витамином А особенно богаты жиры из печени морских

млекопитающих и рыб. В молочном жире присутствуют, кроме того, витамины К и

D. Под действием воды, водяного пара, кислот и ферментов (липазы) Ж. ж.

легко подвергаются гидролизу с образованием свободных кислот и глицерина;

при действии щелочей из жиров образуются мыла.

В организме Ж. ж. играют роль резервного материала, используемого

при ухудшении питания, и защищают внутренние органы от холода и

механических воздействий.

Ж. ж. находят широкое применение прежде всего в качестве продуктов

питания. Важные пищевые жиры — говяжий, бараний и свиной — получают из

жировых тканей рогатого скота и свиней. Из тканей морских млекопитающих и

рыб приготовляют пищевые, медицинские, ветеринарные (кормовые) и

технические жиры. Пищевые жиры, перерабатываемые путём гидрогенизации на

маргарин, производят из жировых тканей усатых китов (сейвалы, финвалы и

др.). Медицинские жиры, содержащие витамин А и используемые как лечебный и

профилактический препарат, получают из печени тресковых рыб: трески, пикши,

сайры и др. Ветеринарные жиры предназначаются для подкормки с.-х. животных

и птиц и приготовляются из тканевых и печёночных жиров рыб и морских

млекопитающих. Технические жиры используют в лёгкой, химической,

парфюмерной промышленности и в др. отраслях народного хозяйства для

обработки кож, выработки моющих и пеногасительных средств и различных

кремов и помад. Технический рыбий жир получают преимущественно в процессе

производства кормовой муки из различных отходов (головы, кости,

внутренности, плавники), из малоценных в пищевом отношении и некондиционных

рыб, из некондиционного сырья, получаемого при переработке усатых китов и

ластоногих; к техническим относятся также жиры, получаемые из зубатых китов

(главным образом кашалотов) и характеризующиеся большим содержанием восков,

что делает их непригодными для пищевых целей.

Ж. ж. выделяют из жировой ткани и отделяют от белков и влаги

посредством нагревания выше температуры плавления. Вытопку жиров из

измельченной ткани производят в открытых котлах, а из неизмельчённой — в

автоклавах под давлением. Для вытопки пищевых и др. жиров широко применяют

установки непрерывного действия АВЖ (отечественного производства), «Титан»

(Дания), «Де-Лаваль» (Швеция) и др. Длительность процесса с момента

загрузки жирового сырья до получения готового продукта составляет на этих

установках 7—10 мин. Вытопка Ж. ж. на непрерывнопоточной установке АВЖ,

широко применяемой в мясной промышленности, включает следующие стадии (см.

схему). Сырьё загружают в воронку центробежной машины 1, где оно

измельчается ножами и нагревается паром до температуры 85—90°С. Полученная

жиромасса поступает через питательный бачок 2 в горизонтальную центрифугу 3

для отделения белков от жира и воды. Жир с водой через центробежную машину

4 направляется в питательный бачок 5 и затем в сепараторы 6 (на схеме

показан один) на 2—3-кратную очистку. Прозрачный жир посредством

центробежной машины 7 подаётся в приёмник 8, из которого поступает в

шнековый аппарат 9 на охлаждение до температуры 35—42 °С, а затем на

розлив упаковку в тару.

Состав и свойства жиров домашних животных

|Показатель |Говяжий |Бараний |Свиной |

|Содержание | | | |

|к-т,% | | | |

|Насыщенные: | | | |

|лауриновые С12Н24О2 |— |0,1 |— |

|миристиновая С14Н28О2|3,0—3,3 |3,0 |1,1 |

|пальмитиновая |24,0—29,2 |23,6 |30,4 |

|С16Н32О2 | | | |

|стеариновая С18Н32О2 |21,0—24,9 |31,7 |17,9 |

|арахиновая С20Н40О2 |0,4 |— |— |

|Ненасыщенные: | | | |

|тетрадеценовая |0,4—0,6 |0,2 |0,1 |

|С14Н26О2 | | | |

|гексадеценовая |2,4—2,7 |1,3 |1,5 |

|С16Н30О2 | | | |

|олеиновая С18Н34О2 |41,1—41,8 |35,4 |41,2 |

|линолевая С18Н32О2 |1,8 |3,9 |5,7 |

|линоленовая С18Н34О2 |0,4 |— |0,8 |

|арахидоновая С20Н32О2|0,2 |0,8 |2,1 |

|Плотность при 15°С, |939—953 |937—961 |915—923 |

|кг/м3 | | | |

|Темп-ра плавления, °С|42—52 |44—55 |30—44 |

|Темп-ра застывания, |34—38 |34—45 |22—32 |

|°С | | | |

|Иодное число |32—47 |35—46 |46—66 |

|Калорийность, дж/кг |3980 *104 |3956 *104 |3981 *104 |

|(ккал /100г) |(950,5) |(944,9) |(950,9) |

|Усвояемость, % |80—94 |80—90 |96—98 |

| | | | |

[pic]

Схема непрерывнопоточной установки АВЖ для производства животных

жиров: 1 — центробежная машина АВЖ-245; 2, 5 — питательные бачки; 3 —

центрифуга; 4, 7 — центробежные машины АВЖ-130; 6 — сепаратор; 8 — приёмник

жира; 9 — шнековый охладитель.

Масла растительные жирные, растительные жиры, продукты, извлекаемые из

масличного сырья и состоящие в основном (на 95—97 %) из триглицеридов —

органических соединений, сложных полных эфиров глицерина и жирных кислот.

Кроме триглицеридов (бесцветных веществ без запаха и вкуса), в состав

жирных М. р. входят воски и фосфатиды, а также свободные жирные кислоты,

липохромы, токоферолы, витамины и другие вещества, сообщающие маслам

окраску, вкус и запах. К жирным М. р. относятся: абрикосовое, арахисовое,

арбузное, буковое, виноградное, вишнёвое, горчичное масло, дынное,

касторовое масло, кедровое, кокосовое масло, конопляное масло,

кориандровое, кукурузное масло, кунжутное масло, льняное масло, маковое,

масло какао, крамбе, ляллеманцевое, миндальное, молочайное, оливковое

масло, ореховое, пальмовое, пальмоядровое, перилловое масло, персиковое,

подсолнечное масло, рапсовое масло, рисовое, рыжиковое, сафлоровое масло,

сливовое, соевое масло, сурепное масло, томатное, тунговое масло,

тыквенное, хлопковое масло и другие.

Свойства жирных М. р. определяются в основном составом и содержанием

жирных кислот, образующих триглицериды. Обычно это насыщенные и

ненасыщенные (с одной, двумя и тремя двойными связями) одноосновные жирные

кислоты с неразветвлённой углеродной цепью и чётным числом углеродных

атомов (преимущественно C16 и C18). Кроме того, в жирных М. р. обнаружены в

небольших количествах жирные кислоты с нечётным числом углеродных атомов

(от C15 до C23). В зависимости от содержания непредельных жирных кислот

меняется консистенция масел и температура их застывания: у жидких масел,

содержащих больше непредельных кислот, температура застывания обычно ниже

нуля, у твёрдых масел — достигает 40 °С. К твёрдым М. р. относятся только

масла некоторых растений тропического пояса (например, пальмовое). При

контакте с воздухом многие жидкие жирные масла подвергаются окислительной

полимеризации («высыхают»), образуя плёнки. По способности к «высыханию»

масла делят на ряд групп в соответствии с преимущественным содержанием тех

или других непредельных кислот; например, масла, высыхающие подобно

льняному маслу (льнянообразно высыхающие), из непредельных содержат главным

образом линоленовую кислоту. Касторовое масло, содержащее в основном

рицинолевую кислоту, вообще не образует плёнок.

Плотность жирных М. р. составляет 900—980 кг/м3, показатель

преломления 1,44—1,48. Масла способны растворять газы, сорбировать летучие

вещества и эфирные масла. Важным свойством масел, кроме касторового,

является способность смешиваться в любых соотношениях с большинством

органических растворителей (гексаном, бензином, бензолом, дихлорэтаном и

другими), что связано с небольшой полярностью масел: их диэлектрическая

проницаемость при комнатной температуре равна 3,0—3,2 (для касторового

масла 4,7). Этанол и метанол при комнатной температуре растворяют масла

ограниченно; при нагревании растворимость возрастает. В воде масла

практически не растворяются. Теплота сгорания масел составляет

(39,4—39,8)?103 дж/г, что определяет их большое значение как

высококалорийных продуктов питания.

Химические свойства жирных М. р. связаны главным образом с

Страницы: 1, 2