химический каталог




ЖИРЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ЖИРЫ, вещества животного (см. Жиры животные), растительного (см. Растительные масла) и микробного происхождения, состоящие в основные (до 98%) из триглицеридов (ацилглицеринов) полных эфиров глицерина и жирных кислот. Содержат также ди- и моноглицериды (1-3%), фосфолипиды, гликолипиды и диольные липиды (0,5-3%), свободный жирные кислоты, стерины и их эфиры (0,05 1,7%), красящие вещества (каротин, ксантофилл), витамины A, D, Е и К, полифенолы и их эфиры. Химическая, физических и биологическое свойства ЖИРЫ определяются входящими в его состав триглицеридами и, в первую очередь, длиной цепи, степенью ненасыщенности жирных кислот и их расположением в триглицериде. В состав ЖИРЫ входят в основные неразветвленные жирные кислоты, содержащие четное число атомов С (от 4 до 26) как насыщенные, так моно- и полиненасыщенные; в основные это миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, 9-гексадеценовая, олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты. Почти все ненасыщенные кислоты растит. ЖИРЫ и большинства животных ЖИРЫ являются цис-изомерами. ЖИРЫ жвачных животных содержат транс-изомеры. Триглицериды, содержащие остатки различные кислот, существуют в виде несколько изомеров положения, а также в виде различные стереоизомеров, например:

Триглицериды природные ЖИРЫ содержат по крайней мере две различные жирные кислоты. Различают Триглицериды, содержащие три насыщ. кислоты (S3), две насыщ. и одну ненасыщенные (соответственно SSU и SUS), одну насыщ. и две ненасыщенные (соответственно SUU и USU) и три ненасыщенные кислоты (U3) (см. табл.).

В растит. ЖИРЫ основная часть ненасыщенные кислот расположена в b -положениях триглицеридов. При большом кол-ве ненасыщенные кислот они занимают также a -положения. Насыщ. кислоты в растит. ЖИРЫ расположены главным образом в a -положениях. В животных ЖИРЫ ненасыщенные кислоты также преимущественно занимают b -положение. Исключением является свиной жир в нем b -положение преимущественно занято насыщ. кислотами даже при низком содержании последних.
Физические свойства. Температуры плавления индивидуальных триглицеридов, входящих в состав ЖИРЫ, зависят от длины цепи, степени ненасыщенности жирных кислот и их расположения в триглицеридах. Подобно большинству длинноцепочных соединений, Триглицериды могут кристаллизоваться в несколько полиморфных формах. Полиморфизм проявляют не только индивидуальные Триглицериды, но и природные ЖИРЫ, состоящие из триглицеридов с близкими длинами кислотных цепей. ЖИРЫ, являющиеся смесью различные триглицеридов, не имеют четкой температуры плавления Все ЖИРЫ характеризуются значительной увеличением объема при плавлении. При постепенном охлаждении жидкий ЖИРЫ частично кристаллизуется и приобретает форму твердого тела, обладающего пластичностью. Пластичность характерна для ЖИРЫ, содержащих 10-30% кристаллич. фазы. В пластичном ЖИРЫ кристаллы твердых триглицеридов образуют решетку, внутри которой находится значительной количество жидкой фазы. При дальнейшем охлаждении все Триглицериды кристаллизуются и ЖИРЫ теряет пластичность. Последняя является ценным свойством ЖИРЫ, особенно пищевых. Важная характеристика ЖИРЫ -твердость, определяемая нагрузкой в г/см, необходимой для разрезания ЖИРЫ в определенных условиях. ЖИРЫ обладают низким давлением паров и кипят только в высоком вакууме (~ 250 °С при 0,001 мм рт. ст.). Плотность ЖИРЫ зависит от молекулярной массы жирных кислот и степени их ненасыщенности и может быть рассчитана по формуле: d1515 = 0,8475 + 0,0003 числа омыления + 0,00014 йодного числа. Температурный коэффициент объемного расширения ЖИРЫ 0,0007/К. Показатель преломления ЖИРЫ зависит от молекулярной массы жирных кислот и степени их ненасыщенности: nD40 = 1,4643 — 0,000066 числа омыления — 0,0096 + 0,0001171 йодного числа. Температурный коэффициент рефракции ЖИРЫ 0,0036/К. Из-за сильного межмол. взаимодействие жирно-кислотных цепей вязкость ЖИРЫ высока ( h 2-4 мкПа * с при 40 °С). Поверхностное натяжение большинства ЖИРЫ на границе ЖИРЫ - воздух 30-35 мН/м. Энтальпия сгорания ЖИРЫ (в Дж/г) определяется формулой: — D Hсгор = 47645 - 4,1868 йодного числа - 38,31 числа омыления и для большинства ЖИРЫ составляет 39,5 кДж/г; D Hпл 120-150 Дж/г; С0р около 2 Дж/(г * К). ЖИРЫ плохие проводники тепла и электричества. Коэф. теплопроводности 0,170 Вт/(м * К), диэлектрическая постоянная (30-40) * 10 - 30 Кл * м. Температура вспышки большинства ЖИРЫ 270-330°С, температура самовоспламенения 340-360 °С; характеристикой ЖИРЫ является также так называемой температура дымообразования (дымления), при которой происходит визуально заметное образование дыма вследствие разложения ЖИРЫ Она падает с ростом кислотного числа ЖИРЫ и лежит в пределах 160-230°С. ЖИРЫ неограниченно растворим в диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе, частично растворим в этаноле (5-10%) и ацетоне, практически не растворим в воде, но образуют с ней эмульсии. В 100 г воды эмульгируются 10 мг говяжьего ЖИРЫ, 50 мг свиного. ЖИРЫ раств. небольшие кол-ва воды (0,1-0,4%) и значительной кол-ва газов (7-10% по объему N2, H2, О2 и до 100% СО2). Растворимость Н2, N2, O2 возрастает с ростом температуры, растворимость СО2 падает.
Химические свойства. Гидролиз ЖИРЫ, конечные продукты которого глицерин и жирные кислоты, осуществляют в промышлености нагреванием их с водой до 200-225 °С при 2-2,5 * 106 Па (безреактивный способ) или нагреванием при нормальном давлении в присутствии сульфокислот (катализатор Твитчела и контакт Петрова). Щелочной катализ применяют в процессах мыловарения (см. Мыла) и при наличии в жирнокислотных цепях гидроксильных групп. Скорости ферментативного гидролиза a - и b -сложноэфирных групп ферментом панкреатич. липазой различны, что используют для установления строения триглицеридов ЖИРЫ Алкоголиз ЖИРЫ, в частности метанолиз, используется как первая ступень непрерывного метода мыловарения. Глицеролиз действием глицерина применяют для получения моно-и диглицеридов, используемых в качестве эмульгаторов. Ацидолиз, например, ацетолиз кокосового ЖИРЫ с последующей этерификацией избытка уксусной кислоты глицерином, приводит к смеси, состоящей из лауроилдиацетина, миристоилдиацетина и др. смешанных триглицеридов, применяемой в качестве мягчителей нитроцеллюлозы. Большое практическое значение имеет реакция двойного обмена ацильными радикалами в триглицеридах (переэтерификация), протекающая как внутри-, так и межмолекулярно и приводящая к перераспределению остатков жирных кислот. При проведении этой реакции в однофазной жидкой системе (ненаправленная переэтерификация) происходит статистич. перераспределение кислотных остатков в образующейся смеси триглицеридов. Направленная (многофазная) переэтерификация осуществляется при такой температуре, при которой высокоплавкие триглицериды находятся в твердом, а низкоплавкие - в жидком состоянии. При направленной переэтерификации ЖИРЫ обогащаются наиболее высокоплавкими (S3) и наиболее низкоплавкими (U3) триглицеридами. Ненаправленная и особенно направленная переэтерификация натуральных ЖИРЫ используется для изменения их физических свойств - температуры плавления, пластичности, вязкости. Ацидолиз и алкоголиз ЖИРЫ проводят преимущественно в присутствии кислотных катализаторов, переэтерификацию - в присутствии основных. Большое значение имеют восстановление (см. Гидрогенизация жиров) и цис-, транс-изомеризация непредельных ацильных остатков триглицеридов. Изомеризацию цис-изомеров ненасыщенные кислот в транс-изомеры (э л а и д и р о в а н и е) проводят при 100-200 °С в присутствии катализатор - Ni, Se, оксидов N, S. При изомеризации полиненасыщенные кислот (рыбий ЖИРЫ) образуются кислоты с сопряженными двойными связями, обладающие высокой способностью к высыханию. Прогоркание ЖИРЫ, проявляющееся в появлении специфический запаха и неприятного вкуса, вызвано образованием низкомолекулярный карбонильных соединений и обусловлено рядом химический процессов. Различают два вида прогоркания - биохимический и химическое. Биохимический прогоркание характерно для ЖИРЫ, содержащих значительное количество воды и примеси белков и углеводов (например, для коровьего масла). Под воздействием содержащихся в белках ферментов (липаз) происходит гидролиз ЖИРЫ и образование свободный жирных кислот. Увеличение кислотности может не сопровождаться появлением прогорклости. Микроорганизмы, развивающиеся в ЖИРЫ, выделяют др. ферменты - липооксидазы, под действием которых жирные кислоты окисляются до b -кетокислот. Метилалкилкетоны, образующиеся при распаде последних, являются причиной изменения вкуса и запаха ЖИРЫ Во избежание этого производится тщательная очистка ЖИРЫ от примесей белковых веществ, хранение в условиях, исключающих попадание микроорганизмов, и при низкой температуре, а также добавка консервантов (NaCl, бензойная кислота). Химическая прогоркание - результат окисления ЖИРЫ под действием О2 воздуха (автоокисление). Первая стадия - образование пероксильных радикалов при атаке молекулярным О2 углеводородных остатков как насыщ., так и ненасыщенные жирных кислот. Реакция промотирустся светом, теплом и соединение, образующими свободный радикалы (пероксиды, переходные металлы). Пероксильные радикалы инициируют неразветвленные и разветвленные цепные реакции, а также распадаются с образованием ряда вторичных продуктов - гидроксикислот, эпоксидов, кетонов и альдегидов. Последние и вызывают изменение вкуса и запаха ЖИРЫ Для ЖИРЫ, в которых преобладают насыщ. жирные кислоты, характерно образование кетонов (кетонное прогоркание), для жиров с высоким содержанием ненасыщенные кислот - альдегидное прогоркание. Для замедления и предотвращения химический прогоркания используют ингибиторы радикальных реакций: смесь 2- и 3-трет-бутил-4-гидроксианизола (БОА), 3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокситолуол (БОТ), эфиры галловой кислоты, а также соединение, образующие комплексы с тяжелыми металлами (например, лимонная, аскорбиновая кислоты).
Биологическая роль. ЖИРЫ - одна из основные групп веществ, входящих, наряду с белками и углеводами, в состав всех растит. и животных клетоколо В организме животных различают запасные и плазматических ЖИРЫ Запасные ЖИРЫ откладываются в подкожной клетчатке и в сальниках и являются источником энергии. Плазматич. ЖИРЫ структурно связаны с белками и углеводами и входят в состав большинства мембран. ЖИРЫ обладают высокой энергетич. ценностью при полном окислении в живом организме 1 г ЖИРЫ выделяется 37,7 кДж, что в два раза больше, чем при окислении 1 г белка или углевода. Благодаря низкой теплопроводности ЖИРЫ играют важную роль в теплорегуляции животных организмов, предохраняя животных, особенно морских, от переохлаждения. Вследствие своей эластичности ЖИРЫ играют защитную роль в коже позвоночных и в наружном скелете насекомых. ЖИРЫ необходимая составная часть пищи. Норма потребления взрослым человеком 80 100 г/сут.
Анализ. ЖИРЫ не являются индивидуальными веществами, поэтому для их определения мало применимы классич. методы анализа. Для сравнительной оценки чистоты ЖИРЫ и их идентификации определение температуры плавления проводят в спец. стандартных условиях. Различают температуру подъема, при которой образец, находящийся в открытом с обоих концов капилляре и помещенный в термостат, начинает подниматься к верху капилляра; температуру растекания, при которой образец, помещенный в U-образный капилляр, начинает течь; температуру просветления, при которой образец становится совершенно прозрачным. Кроме того, определяют температуры истечения и каплепадения на приборе Уббелоде. Определяется также так называемой титр ЖИРЫ - температура застывания смеси жирных кислот, выделенных из данного ЖИРЫ Титр ЖИРЫ - характерная величина, на которой не сказывается полиморфизм жирных кислот. В количественное анализе ЖИРЫ используют особые показатели. Кислотное число характеризует количество свободный жирных кислот в ЖИРЫ Содержание последних выражают также в % олеиновой кислоты, что численно равно половине кислотного числа, а также в градусах Кетстоффера - числе мл 1 н. КОН, необходимых для нейтрализации свободный кислот в 100 г ЖИРЫ Кол-во мг КОН, необходимое для омыления 1 г ЖИРЫ, называют эфирным числом, а сумма кислотного и эфирного чисел - числом омыления. Гидроксильное число определяет содержание в ЖИРЫ гидроксикислот, йодное число - общую ненасыщенность ЖИРЫ В отличие от I2, родан присоединяется не ко всем двойным связям полинепредельных кислот: из двух связей линолевой кислоты родан присоединяется только к одной, из трех связей линоленовой - к двум. Сопоставление йодного числа и роданового числа - массы родана в г, присоединяющегося к 100 г ЖИРЫ, позволяет количественно рассчитать соотношение различные непредельных кислот. Содержание (в %) нелетучих и нерастворимых в воде жирных кислот в сумме с неомыляемыми веществами определяется числом Генера. Из спектральных методов для анализа ЖИРЫ применяют УФ спектроскопию (например, линолевую кислоту определяют при 231-233 нм, элеостеариновую - при 260-280 нм, октадекантетраеновую при 290-320 нм); спектрофотометрию (определение каротиноидов, ксантофилла); ИК спектроскопию (определение транс-изомеров кислот, моно- и диглицеридов, продуктов окисления - гидропероксидов, карбонильных соединений) и др. Для установления состава и строения ЖИРЫ широко используют также жидкостную (бумажную, колоночную, тонкослойную) и газожидкостную хроматографии. Мировое производство ЖИРЫ 57031 тысяч т/год (1984). Из общего производства растит. ЖИРЫ составляют 55-60%, ЖИРЫ наземных животных - 35-40%, морских животных и рыб - 5%. Более 2/3 производимых ЖИРЫ - пищевые.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
опель астра h магнитола
щиты автоматизации и диспетчеризации клапанами
аквапарки крыма 2017
сетка рабица сортамент

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.05.2017)