Остаток какой кислоты не содержится в природных жирах
Запрос «Жир» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
Шариковая модель триглицерида. Красным цветом выделен кислород, чёрным — углерод, белым — водород
Жиры́, также триглицери́ды, триацилглицериды (сокр. ТАГ) — органические вещества, продукты этерификации карбоновых кислот и трёхатомного спирта глицерина.
В живых организмах выполняют, прежде всего, структурную и энергетическую функции: они являются основным компонентом клеточной мембраны, а в жировых клетках сохраняется энергетический запас организма.
Наряду с углеводами и белками, жиры — один из главных компонентов питания. Жиры растительного происхождения называют маслами (маслами также называют некоторые животные жиры, например, сливочное и топлёное масла). Растительные масла, как правило, имеют жидкую консистенцию при комнатной температуре. Исключение составляют масла тропических растений (пальмовое, кокосовое, какао и т. п.). Жиры животного происхождения, напротив, при комнатной температуре обычно находятся в застывшей фазе. Исключение составляют рыбий жир, говяжий жир с ног (например, при варке холодца) и др.
Состав жиров[править | править код]
Состав жиров определили французские ученые М. Шеврель и М. Бертло.
В 1811 году М. Шеврель установил, что при нагревании смеси жира с водой в щелочной среде образуются глицерин и карбоновые кислоты (стеариновая и олеиновая). В 1854 году химик М. Бертло осуществил обратную реакцию и впервые синтезировал жир, нагревая смесь глицерина и карбоновых кислот.
Состав жиров отвечает общей формуле
где R¹, R² и R³ — радикалы (одинаковых или различных) жирных кислот.
Природные жиры содержат в своём составе три кислотных радикала, имеющих неразветвлённую структуру и, как правило, чётное число атомов углерода (содержание «нечётных» кислотных радикалов в жирах обычно менее 0,1 %).
Природные жиры чаще всего содержат следующие жирные кислоты:
Насыщенные:
Алкановые кислоты:
- стеариновая (C17H35COOH)
- маргариновая (C16H33COOH)
- пальмитиновая (C15H31COOH)
- капроновая (C5H11COOH)
- масляная (C3H7COOH)
Ненасыщенные:
Алкеновые кислоты:
- пальмитолеиновая (C15H29COOH, 1 двойная связь)
- олеиновая (C17H33COOH, 1 двойная связь)
Алкадиеновые кислоты:
- линолевая (C17H31COOH, 2 двойные связи)
Алкатриеновые кислоты:
- линоленовая (C17H29COOH, 3 двойные связи)
- арахидоновая (C19H31COOH, 4 двойные связи, реже встречается)
В состав некоторых природных жиров входят остатки и насыщенных, и ненасыщенных карбоновых кислот.
Состав природных жиров[править | править код]
| Триглицериды | Остатки кислот, % по массе | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Пальмитиновая | Стеариновая | Олеиновая | Линолевая | Линоленовая | |
| Сливочное масло | 25 | 11 | 34 | 6 | 5 |
| Подсолнечное масло | 11 | 4 | 38 | 46 | – |
| Оливковое масло | 10 | 2 | 82 | 4 | – |
| Льняное масло | 5 | 3 | 5 | 62 | 25 |
| Пальмовое масло | 44 | 5 | 39 | 11 | – |
| Бараний жир (твёрдый) | 38 | 30 | 35 | 3 | 9 |
| Говяжий жир (твёрдый) | 31 | 26 | 40 | 2 | 2 |
| Свиной жир (твёрдый) | 27 | 14 | 45 | 5 | 5 |
| Жиры в организме человека | 25 | 8 | 46 | 10 | – |
Животные жиры[править | править код]
Чаще всего в животных жирах встречаются стеариновая и пальмитиновая кислоты, ненасыщенные жирные кислоты представлены в основном олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами. Физико-химические и химические свойства жиров в значительной мере определяются соотношением входящих в их состав насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.
Растительные масла[править | править код]
В растениях жиры содержатся в сравнительно небольших количествах, за исключением семян масличных растений, в которых содержание жиров может быть более 50 %.
Свойства жиров[править | править код]
Энергетическая ценность жира примерно равна 9,3 ккал на грамм, что соответствует 39 кДж/г. Таким образом, энергия, выделяемая при расходовании 1 грамма жира, приблизительно соответствует, с учётом ускорения свободного падения, поднятию груза весом 39000 Н (массой ≈ 4000 кг = 4 тонны) на высоту 1 метр.
При сильном взбалтывании с водой жидкие (или расплавленные) жиры образуют более или менее устойчивые эмульсии (см. гомогенизация). Природной эмульсией жира в воде является молоко.
Физические свойства[править | править код]
Жиры — вязкие жидкости или твёрдые вещества, легче воды. Их плотность колеблется в пределах 0,9—0,95 г/см³. Жиры гидрофобны, практически нерастворимы в воде, хорошо растворимы в органических растворителях (бензол, дихлорэтан, эфир и др.) и частично растворимы в этаноле (5—10 %).
Классификация[править | править код]
Чем больше в жирах содержание ненасыщенных кислот, тем ниже температура плавления жиров.[2]
| Агрегатное состояние жиров | Различия в химическом строении | Происхождение жиров | Исключения |
|---|---|---|---|
| Твёрдые жиры | Содержат остатки насыщенных ВКК | Животные жиры | Рыбий жир(жидк. при н/у) |
| Смешанные жиры | Содержат остатки насыщенных и ненасыщенных ВКК | ||
| Жидкие жиры(масла) | Содержат остатки ненасыщенных ВКК | Растительные жиры | Кокосовое масло, какао масло(твёрд. при н/у) |
Номенклатура[править | править код]
По тривиальной номенклатуре глицериды называют, добавляя окончание -ид к сокращенному названию кислоты и приставку, показывающую, сколько гидроксильных групп в молекуле глицерина проэтерифицировано.
Химические свойства[править | править код]
Гидролиз жиров[править | править код]
Гидролиз для жиров характерен, так как они являются сложными эфирами. Он осуществляется под действием минеральных кислот и щелочей при нагревании. Гидролиз жиров в живых организмах происходит под влиянием ферментов. Результат гидролиза — образование глицерина и соответствующих карбоновых кислот:
С3H5(COO)3-R + 3H2O ↔ C3H5(OH)3 + 3RCOOH
Расщепление жиров на глицерин и соли высших карбоновых кислот проводится обработкой их щёлочью — (едким натром), перегретым паром, иногда — минеральными кислотами. Этот процесс называется омыление жиров (см. Мыло).
С3H5(COO)3-(C17H35)3 + 3NaOH → C3H5(OH)3 + 3C17H35COONa
тристеарин (жир) + едкий натр → глицерин + стеарат натрия (мыло)
Гидрирование (гидрогенизация) жиров[править | править код]
В составе растительных масел содержатся остатки ненасыщенных карбоновых кислот, поэтому они могут подвергаться гидрированию. Через нагретую смесь масла с тонко измельченным никелевым катализатором пропускают водород, который присоединяется по месту двойных связей ненасыщенных углеводородных радикалов. В результате реакции жидкое масло превращается в твёрдый жир. Этот жир называется саломасом, или комбинированным жиром. При гидрировании, как побочный эффект, происходит изомеризация некоторых из оставшихся двойных связей, тем самым некоторые молекулы жира превращаются в трансжиры, доля трансижиров в масле увеличивается.
Пищевые свойства жиров[править | править код]
Жиры являются одним из основных источников энергии для млекопитающих. Эмульгирование жиров в кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляется при участии солей жёлчных кислот. Энергетическая ценность жиров примерно в 2 раза выше, чем углеводов, при условии их биологической доступности и здорового усвоения организмом.
Насыщенные жиры расщепляются в организме на 25—30 %, а ненасыщенные жиры расщепляются полностью.
Благодаря крайне низкой теплопроводности, жир, откладываемый в подкожной жировой клетчатке, служит теплоизолятором, предохраняющим организм от потери тепла (у китов, тюленей и др.).
Применение жиров[править | править код]
- Пищевая промышленность (в частности, кондитерская)
- Фармация
- Производство мыла и косметических изделий
- Производство смазочных материалов
См. также[править | править код]
- Липиды
Примечания[править | править код]
- ↑ Темирбулатова А. Е. — Учебник по химии для 11х классов естественно-математического направления, 2011 — С.218
- ↑ под ред. А. С. Егорова — Репетитор по химии, 2009. — С.642
Литература[править | править код]
- Триглицериды // Большая российская энциклопедия. Том 32. — М., 2016. — С. 389.
- Жиры // Большая российская энциклопедия. Том 10. — М., 2008. — С. 98—99.
- Тютюнников, Б. Н. Химия жиров / Б. Н. Тютюнников, З. И. Бухштаб, Ф. Ф. Гладкий и др. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Колос, 1992. — 448 с.
- Беззубов, Л. П. Химия жиров / Л. П. Беззубов. — 3-е изд. — М.: Пищевая промышленность, 1975. — 280 с.
- Щербаков, В. Г. Химия и биохимия переработки масличных семян / В. Г. Щербаков. — М.: Пищевая промышленность, 1977. — 180 с.
- Евстигнеева Р. П. Химия липидов / Р. П. Евстигнеева, Е. Н. Звонкова, Г. А. Серебренникова, В. И. Швец. — М.: Химия, 1983. — 296 с., ил.
Источник
Ненасы́щенные жиры́ — триглицериды жирных кислот в молекулы которых входят остатки ненасыщенных жирных кислот — то есть в которых имеется по меньшей мере одна двойная ковалентная связь между атомами углерода, в отличие от насыщенных жирных кислот в молекулах которых все ковалентные связи между атомами углерода одиночные. Количество двойных связей в разных жирных кислотах разных жиров различное, если в молекуле есть только одна двойная связь, то такую жирную кислоту называют мононенасыщенной, и полиненасыщенной, если она содержит более одной двойной связи.
Ненасыщенные жиры имеют более низкие температуры плавления, чем насыщенные, поэтому при обычных условиях представляют собой жидкие масла, а не твёрдые вещества.
Природные растительные жиры и масла состоят в основном из ненасыщенных жиров, тогда как жиры животного происхождения составляют в основном насыщенные жиры. Примерами масел, состоящих в основном из ненасыщенных жиров могут служить оливковое масло, подсолнечное масло, льняное масло и многие другие растительные масла.
Химическое строение ненасыщенных жиров[править | править код]
Ненасыщенные жиры являются триглицеридами жирных кислот. Так как в молекуле триглицерида содержится три кислотных остатка, эти остатки могут быть в общем случае разными.
Двойная связь между атомами углерода жёсткая и не допускает вращения вокруг неё, поэтому при наличии двойной связи в молекуле возможны пространственные изомеры — цис- и транс-конфигурации. В транс-конфигурации атомы водорода при атомах углерода двойной связи расположены по разные стороны от двойной связи. Примерами транс- и цис-изомера являются элаидиновая кислота (ненасыщенная жирная кислота, транс-изомер олеиновой кислоты которая имеет цис-конфигурацию). Транс-изомеры имеют более жёсткую пространственную структуру, поэтому температуры плавления таких жиров более высокие, так как
в стереохимии двойной связи углеродные цепи принимают линейное строение, строение же цис-связи вызывает изгиб молекулы, тем самым исключая жесткую пространственную структуру.
| Элаидиновая кислота, транс-изомер | Олеиновая кислота, цис-изомер |
|---|---|
Большинство природных ненасыщенных жиров находятся в цис-конфигурации, например олеиновая кислота. Малая вязкость ненасыщенных жиров, входящих в виде фосфолипидов в липидную клеточную мембрану придаёт ей эластичность.
Положение двойной связи в молекуле жирной кислоты, входящей в молекулу ненасыщенного жира иногда обозначается греческой буквой или словом «омега» c числом, указывающим на позицию первого атома углерода с двойной связью, считая от углеводородного хвоста молекулы (омега — последняя буква в греческом алфавите). Например, омега-6, омега-3,6,9, так, олеиновая кислота — это омега-9 мононенасыщенная кислота.
Наличие двойной связи в молекуле вещества придаёт её повышенную химическую активность — присоединение химических радикалов по двойной связи и полимеризации с раскрытием двойной связи, причём чем больше удельная доля двойных связей в жирах, тем более они склонны к окислению. Этим, в частности, объясняется окисление ненасыщенных жиров кислородом воздуха, что вызывает «прогоркание» со временем пищевого масла и «высыхание» масляных красок — образование прочной плёнки в результате окислительной полимеризации растительного масла, например, льняного масла. Для ускорения «высыхания» в масло, применяемые для масляных красок добавляют ускорители окисления — сиккативы. Для сохранения от прогоркания в пищевые масла некоторые производители добавляют антиоксиданты — пищевые добавки Е300—Е399, главным образом в качестве антиоксиданта в пищевых маслах используются производные токоферола — витамины группы Е.
Количество двойных связей в молекуле триглицерида аналитически определяют с помощью галогенирования — присоединения атомов галогена по двойной связи. Обычно применяют иодирование и степень ненасыщенности масла характеризуют иодным числом.
Химический анализ по составу жирных кислот жиров производят методами газовой хроматографии после гидролиза триглецеридов (расщепления молекул жиров на глицерин и жирные кислоты) и преобразования жирных кислот в сложные метиловые летучие или низкокипяшие эфиры[1] или методами тонкослойной хроматографии[2].
Нахождение в природе[править | править код]
Состав некоторых масел и жиров по насыщенным и ненасыщенным типам жиров
В практически всех маслах растительного происхождения преобладают ненасыщенные жиры. Некоторые сельскохозяйственные культуры, называемые масличными культурами специально выращиваются в промышленных масштабах для получения растительного масла. К таким культурам в первую очередь относятся подсолнечник, рапс, оливковое дерево, авокадо, орехи и другие культуры. При использовании и переработке некоторых технических культур растительное масло является побочным продуктом, например масло из семян хлопчатника — хлопковое масло и масло из семян льна — льняное масло.
Несмотря на преобладание мононенасыщенных и полиненасыщенных жиров в растительных маслах они также всегда содержат некоторую долю насыщенных жиров, например, в подсолнечном масле доля насыщенных жиров составляет 10—12 %.
Содержание разных жирных кислот в некоторых маслах и жирах приведена на рисунке.
Продукты животного происхождения — сало, мясо, животный жир также содержат как насыщенные, так и в меньшей доле ненасыщенные жиры.
Роль ненасыщенных жиров в питании и влияние на здоровье[править | править код]
Общие сведения[править | править код]
Наличие двойной связи незначительно уменьшает калорийность жиров. Но благодаря склонности к окислению ненасыщенные жиры при метаболизме в организме взаимодействуют с химически активными радикалами и перекисными соединениями, которые по мнению многих медиков возможно провоцируют заболевания раком.
Насыщенные жиры менее подвержены окислению, поэтому в продовольственных продуктах длительного хранения при комнатной температуре в негерметизированной упаковке они предпочтительнее.
Роль полиненасыщенных жиров[править | править код]
Замена насыщенных жиров ненасыщенными жирами помогает снизить уровень общего холестерина и холестерина в липопротеинах низкой плотности в крови[3], но хотя и мононенасыщенные, и полиненасыщенные жиры могут заменить насыщенные жиры в пище, транс-ненасыщенных жиров в рационе не должно быть много.
Также, хотя отмечается, что полиненасыщенные жиры защищают от аритмии, исследование женщин находящихся в менопаузе с относительно низким потреблением жиров с пищей показало, что полиненасыщенные жиры положительно связаны с прогрессированием атеросклероза, тогда как мононенасыщенные жиры такого действия не вызывают[4]. [2] Это, вероятно, связано с большей склонностью полиненасыщенных жиров к перекисному окислению липидов, которое блокирует витамины группы Е[5].
Роль ненасыщенных пищевых жиров в резистентности к инсулину[править | править код]
Заболеваемость инсулинорезистентностью снижается при использовании диет с высоким содержанием мононенасыщенных жиров (особенно жиров с высоким содержание олеиновой кислоты), в то же время диеты с высоким содержанием полиненасыщенных жиров (особенно больших количеств арахидоновой кислоты), а также насыщенных жиров (таких как арахидиновая кислота) увеличивает этот риск.
Эти соотношения могут быть проиндексированы в фосфолипидах скелетных мышц человека, а также в других тканях. Предполагается, что эта связь между диетическими жирами и резистентностью к инсулину является вторичной по отношению к взаимосвязи между резистентностью к инсулину и воспалительными процессами, которая частично управляется диетическими соотношениями жиров омега-3, омега-6, омега-9, причем омега-3 и омега-9 считаются противовоспалительными веществами, а жиры омега-6 обладают провоспалительными как и многочисленные другие вещества, особенно полифенолы и их производные та же обладающие противовоспалительными свойствами. Хотя жирам присущи как воспалительные, так и противовоспалительные свойства, оба типа жиров являются биологически необходимыми. В США в большинстве рационов диетического питания предпочтение отдаётся жирам типов омега-6, что подтверждается снижением воспалительных процессов и увеличением резистентности к инсулину[6]. Но эти выводы противоречат более поздним исследованиям, в которых выявлено, что полиненасыщенные жиры защищают от инсулинорезистентности.
Влияние трансжиров на здоровье[править | править код]
Жиры содержащие в заметном количестве транс-ненасыщенные жирные кислоты называют трансжирами.
Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) в своём извещении признает, что излишнее потребление ненасыщенных жирных транс-кислот увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний и подчеркивает необходимость потреблять в пищу только небольшое их количество, независимо от их источников. должно продолжаться снижение или уменьшение количества транс-ненасыщенных жирных кислот во многих пищевых продуктах. Когда это возможно, их следует предпочтительно заменять ненасыщенными цис-жирными кислотами, а не насыщенными жирными кислотами[7].
Несколько исследований показывают, что даже очень низкие дозы транс-ненасыщенных жирных кислот значительно увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний атеросклерозом, причина этого пока неизвестна[8].
В частности, в исследовании[9], проведенном в 1997 году, указывается, что при равном потреблении углеводов увеличение потребления насыщенных жиров на 5 % увеличивает риск заболевания коронарной болезнью сердца на 17 %, а увеличение на 5 % потребления транс-ненасыщенных жиров увеличивает риск заболевания на 93 %.
В Соединенных Штатах, научное сообщество, похоже, согласны. Согласно источнику[10].
Примерно 30 % натуральных жиров превращаются в транс-ненасыщенные жиры. В Соединенных Штатах потребление транс-ненасыщенных жиров составляет от 2 до 4 % калорийности рациона. Чтобы снизить риск для здоровья, транс-ненасыщенные жиры (почти 0,5 % от общего потребления калорий) должны быть почти полностью исключены из рациона, было бы важно принять законодательные меры по сокращению их потребления по следующим 4 основным причинам:
- Вредное воздействие транс-ненасыщенных жиров установлено лучше, чем для почти всех других пищевых веществ.
- Очень низкие дозы транс-ненасыщенных жиров значительно увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний.
- Потребители не могут оценить количество транс-ненасыщенных жиров, подаваемых им в ресторанах.
- Транс-ненасыщенные жиры могут быть легко заменены в рационе. Ограничение их использования в пищевой промышленности и ресторанах не будет дорогим и не окажет существенного влияния на вкус пищи. Это было продемонстрировано как в Дании, так и в Нидерландах.
Французское агентство по безопасности пищевых продуктов (AFSSA) рекомендует сократить долю трансжиров кислот до одного грамма на сто граммов проданного продукта и рекомендует их систематическую маркировку[11].
Природный источник трансжиров — молочные продуктов (от 2,5 до 6,4 % от общего содержания молочного жира[12]), жир и мясо жвачных животных — жиры из говядины и баранины (говядина примерно 4,5 %, баранина около 2 %).
Однако наибольшее количество транжиров содержится в промышленных пищевых продуктах в хлебе (от 4 до 21 г транс-жирных кислот на 100 г жира), кулинарной выпечке (от 24 % до 35 %), в крекерах (от 0,1 % до 17 %), слоеное тесто (от 16 % до 61 %), сдобное тесто (от 12 % до 36 %)[13].
Примечания[править | править код]
- ↑ Aizpurua-Olaizola O., Ormazabal M., Vallejo A., Olivares M., Navarro P., Etxebarria N., Usobiaga A.. Optimization of supercritical fluid consecutive extractions of fatty acids and polyphenols from Vitis vinifera grape wastes (англ.) // Journal of Food Science (англ.)русск. : journal. — 2015. — January (vol. 80, no. 1). — P. E101—7. — doi:10.1111/1750-3841.12715. — PMID 25471637.
- ↑ Breuer B., Stuhlfauth T., Fock HP.. Separation of fatty acids or methyl esters including positional and geometric isomers by alumina argentation thin-layer chromatography (англ.) // Journal of Chromatographic Science (англ.)русск. : journal. — 1987. — July (vol. 25, no. 7). — P. 302—306. — doi:10.1093/chromsci/25.7.302. — PMID 3611285.
- ↑ Catapano A. L., Reiner Z., De Backer G., Graham I., Taskinen M. R., Wiklund O., Agewall S., Alegria E., Chapman M. J., Durrington P., Erdine S., Halcox J., Hobbs R., Kjekshus J., Perrone Filardi P., Riccardi G., Storey R. F., Wood D. ESC/EAS Guidelines for the management of dyslipidaemias: the Task Force for the management of dyslipidaemias of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Atherosclerosis Society (EAS) (англ.) // Atherosclerosis : journal. — 2011. — July (vol. 217 Suppl 1, no. 14). — P. S1—44. — doi:10.1016/j.atherosclerosis.2011.06.012. — PMID 21723445.
- ↑ Mozaffarian D., Rimm E. B., Herrington D. M. Dietary fats, carbohydrate, and progression of coronary atherosclerosis in postmenopausal women (англ.) // The American Journal of Clinical Nutrition (англ.)русск. : journal. — 2004. — November (vol. 80, no. 5). — P. 1175—1184. — doi:10.1093/ajcn/80.5.1175. — PMID 15531663.
- ↑ Leibovitz B., Hu M. L., Tappel A. L. Dietary supplements of vitamin E, beta-carotene, coenzyme Q10 and selenium protect tissues against lipid peroxidation in rat tissue slices (англ.) // The Journal of Nutrition (англ.)русск. : journal. — 1990. — January (vol. 120, no. 1). — P. 97—104. — doi:10.1093/jn/120.1.97. — PMID 2303916.
- ↑ Storlien L. H., Baur L. A., Kriketos A. D., Pan D. A., Cooney G. J., Jenkins A. B., Calvert G. D., Campbell L. V. Dietary fats and insulin action (англ.) // Diabetologia (англ.)русск. : journal. — 1996. — June (vol. 39, no. 6). — P. 621—631. — doi:10.1007/BF00418533. — PMID 8781757.
- ↑ EFSA, «Avis du groupe scientifique sur les produits diététiques, la nutrition et les allergies sur une question de la Commission relative à la présence d’acides gras insaturés trans dans les aliments et aux effets sur la santé humaine de la consommation d’acides gras insaturés trans», Question n° EFSA-Q-2003-022, juillet 2004
- ↑ La relation entre risque cardiovasculaire et consommation alimentaire d’Acide Gras Insaturés Trans est étudiée depuis longtemps. Elle est bien documentée aujourd’hui. Risques et bénéfices pour la santé des acides gras insaturés trans apportés par les aliments. Recommandations Архивная копия от 3 апреля 2009 на Wayback Machine
- ↑ Hu F. B., Stampfer M. J., Manson J. E. ” Dietary fat intake and the risk of coronary heart disease in women “, N Engl J Med, 1997, 337: 1491—1499
- ↑ Le danger des graisses insaturés trans. Dariush Mozaffarian, professeur à la faculté de médecine et à l’école de santé publique de Harvard
- ↑ (фр.) Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments, Afssa, Risques et bénéfices des acides gras trans apportés par les aliments — Recommandations (недоступная ссылка), avril 2005.
- ↑ Graisses du lait et athérosclérose Архивная копия от 11 декабря 2007 на Wayback Machine, Pr. Olivier Ziegler
- ↑ Analyses faites en 1999, citées dans : Questions — réponses sur les acides gras trans, Afssa (недоступная ссылка)
См. также[править | править код]
- Трансжиры
- Иодное число
- Перекисное окисление липидов
Источник