Каков состав и общая формула жиров? Начнем с того, что липиды играют важную роль в питании человека. Помимо энергетической функции, они также входят во все ткани нашего организма. Проанализируем особенности данного класса органических веществ.
Определение
Общая молекулярная формула жиров имеет следующий вид О = СН2О — С — R1 О- СНО — С — R2 О -СН2О — С — R3
С химической точки зрения этот класс органических веществ можно представить как производную трехатомного спирта глицерина и жирных карбоновых кислот.
В зависимости от того, какой спирт и кислота входят в состав липидов, существует их деление на три вида:
- производные низших спиртов и карбоновых кислот (фруктовые);
- соединения высших кислот и спиртов (воски);
- производные глицерина и карбоновых кислот (жиры).
Общая формула молекулы жира подтверждает принадлежность этих соединений к органическим веществам.
Особенности соединений
В молекулах этих соединений располагается значительное количество гидрофобных группировок и радикалов, поэтому для них характерна гидрофобность, минимальная растворимость в воде, а также в разнообразных органических веществах.
Сложные эфиры, образованные спиртами и кислотами, являются летучими жидкостями, имеющими приятный фруктовый запах. Общая формула сложных эфиров, жиров схожа наличием карбонильных групп в молекулах.
Значение для организма
Жиры встречаются в пищевых продуктах значительно чаще и в большем количестве, чем иные представители класса липидов. В общей формуле сложных жиров, в зависимости от того, какими кислотами они образуются конкретно, радикалы отличаются между собой. Именно жиры представляют собой источник необходимой энергии в живом организме, к тому же принимают активное участие в пластических процессах. Именно в них растворяются многие биологически активные соединения: витамины А, D, Е, К, стерины, фосфолипиды.
Общая структурная формула жиров свидетельствует о том, что на свойства этих соединений влияет характер кислоты, имеющейся в их молекулах.
В жирах содержатся полиненасыщенные жирные кислоты, которые не могут синтезироваться в организме человека: арахидоновая, линоленовая, линолевая.
Классификация
Несмотря на то что есть общая формула жиров, существует деление этих соединений по происхождению: на животные и растительные виды.
Растительные жиры называют маслами. Общая формула соединений этой группы характеризуется наличием глицерина и остатками непредельных высших карбоновых кислот.
Масла подразделяют на жидкие и твердые. Среди представителей твердых жиров выделим пальмовое, кокосовое масла.
Общая формула жиров этой группы в качестве радикалов включает полиненасыщенные незаменимые кислоты, в результате чего эти соединения имеют особую пищевую ценность.
В зависимости от свойств жидкие жиры делят на группы:
- невысыхающие (миндальное, оливковое масло);
- полувысыхающие (хлопковое, подсолнечное масло);
- высыхающие (маковое, конопляное, льняное масло).
Несмотря на отличия в физических и химических свойствах, общая формула жиров выглядит одинаково.
В растительных высыхающих маслах есть глицериды карбоновых кислот с несколькими непредельными (двойными) связями, а в процессе их окисления образуются прозрачные пленки.
Животные жиры получают из жировых тканей млекопитающих, а также из молока. Существует подразделение жиров на твердые и жидкие соединения. К твердым животным жирам относят бараний, говяжий, свиной жир, сливочное (коровье) масло. Эти вещества содержатся в соединительных тканях рыб и животных, количество жира в живых организмах зависит от пола, возраста, времени года.
Особенности химического состава жиров
Мы уже знаем, как выглядит общая формула жиров. Химия - это наука, благодаря которой удается выяснить строение веществ. Качественным анализом было установлено, что в составе растительных и животных липидов есть витамины, ароматические соединения, белки, фосфатиды, пигменты, стиролы, которые оказывают существенное влияние на свойства жиров.
На вкус и запах этих соединений виляют альдегиды, кетоны, которые образуются при их длительном хранении.
В организм человека любые жиры поступают вместе с продуктами питания. У каждого человека существует своя потребность в этих соединениях с учетом возраста, условий труда, климатических факторов. В среднем взрослый человек должен употреблять примерно 80-100 граммов жира: семьдесят процентов животного происхождения, тридцать процентов растительного типа.
В природе существует около семидесяти различных жирных карбоновых кислот, но самыми распространенными считают только пять из них:
- пальмитиновую;
- стеариновую;
- олеиновую;
- линолевую;
- линоленовую.
Особенности физических свойств липидов
В зависимости от того, какая кислота входит в состав жира, температура плавления может иметь разное значение. При комнатной температуре липиды представлены в жидком, мазеобразном, твердом состоянии. В свином жире большее количественное содержание жирных полиненасыщенных кислот в сравнении с говяжьим.
В жирах различных рыб и растительных липидах велико содержание ненасыщенных карбоновых кислот.
Многие растительные жиры, богатые такими органическими кислотами, сохраняют жидкое агрегатное состояние даже при показателях температуры 0 °С и ниже.
В рыбьем жире процентное содержание ненасыщенных жирных кислот находится в диапазоне от 62 до 82 процентов, в результате он является жидкостью при комнатной температуре.
При охлаждении жидкие жиры загустевают. При повышении температуры твердые жиры превращаются в жидкости, так как в их составе есть различные триглицериды. Самой низкой температурой плавления обладают непредельные жирные кислоты, поскольку в их молекулах есть двойные (ненасыщенные) связи.
С повышением молекулярного веса жирных предельных кислот наблюдается увеличение их температуры плавления, снижается усвояемость соединений.
Классификация по усвоению организмом
По степени усвояемости все жиры подразделяют на три группы:
- Температура плавления менее 37 °С, процент усвояемости 97-98 %. К этой группе относятся растительные жидкие жиры, топленое свиное и гусиное сало, коровье молоко, жир рыб и птиц.
- Липиды с температурой выше 37 °С, которые усваиваются до 90 процентов. Среди представителей данной группы выделим жир крупного рогатого скота.
- Соединения с температурой плавления 50-60 °С, имеющие незначительную усвояемость организмом.
У растворов жиров кислая реакция среды. Эти соединения практически не растворимы в воде, но при наличии в ней белковых веществ способны образовывать стойкие эмульсии.
Именно это свойство позволяет получать на основе жиров майонез, маргарин, мази и кремы.
Жиры хорошо растворяются в органических соединениях: петролейном и серном эфирах, сероуглероде, хлороформе, бензине.
Химические показатели
Жиры способны претерпевать разные изменения, например, при длительном хранении наблюдается окислительная и гидролитическая порча липидов. Гидролитическое расщепление наблюдается при изготовлении и хранении жиросодержащих продуктов. При определенных условиях происходит взаимодействие жиров с водой (гидролиз), в результате которого образуются жирные карбоновые кислоты
Степень гидролиза определяется процентным содержанием свободных жирных кислот, которые ухудшают запах и вкус продукта. Процесс протекает в три стадии:
- Сначала от исходной молекулы триглицерида отщепляется одна жирная кислота, получается диглицерид.
- На второй стадии наблюдается отщепление еще одной молекулы жирной кислоты, в качестве продукта выступает моноглицерид.
- На завершающем этапе гидролиза уходит последняя молекула жирной кислоты, продуктом взаимодействия является глицерин.
В качестве катализаторов (ускорителей) данного процесса выступают глицериды, образующиеся на первых двух стадиях.
Неферментативный вариант гидролиза жиров связан с количеством воды, которая является активным участником реакции.
Ферментативный гидролиз осуществляется с помощью липаз. Процесс существенно ускоряется при повышении температуры. В беконе, копченых колбасах, шпике происходит глубокий гидролиз, поэтому не рекомендуется длительное хранение этих пищевых продуктов.
Заключение
Липиды необходимы для полноценного функционирования организма. В зависимости от возраста, пола, климатических особенностей количество потребляемых жиров существенно варьируется. Среди распространенных вариантов порчи продуктов, содержащих жиры, выделим их окисление. Существует автоокисление и ферментативный процесс. В результате этих превращений изменяются вкусовые качества продуктов, снижается их пищевая ценность для организма.
Для того чтобы избежать подобных проблем, производители продуктов, в которых содержатся растительные и животные жиры, указывают рекомендуемые сроки их хранения. Общая химическая формула липидов свидетельствует о том, что данные органические соединения могут содержать предельные и непредельные высшие карбоновые кислоты, что существенно отражается на значимости жиров для организма. Жидкие жиры приносят человеческому организму гораздо больше пользы, чем твердые виды.
