Что такое жиры? Определение, формула, классификация, свойства

На вопрос о том, что такое жиры, можно ответить одним словом – это триглицериды. Но ясности в тему это не внесет. Как и разъяснение, что триглицериды (или, как их еще называют, триацилглицериды) – это органические вещества, являющиеся продуктами этерификации карбоновых кислот и 3-атомного спирта глицерина.

Говоря более простым языком, жиры являются важнейшими природными соединениями, которые имеются в организме каждого живого существа без исключения. И поэтому о них, а также обо всем, что касается данной темы, следует рассказать в подробностях.

Формула

Достаточно взглянуть на представленное выше изображение, чтобы понять, как она выглядит и что визуально представляет собой соединение жиров.

Формула проста для понимания. R1, R2 и R3 – это радикалы одинаковых или различных кислот. О, как всем известно – это кислород, С - углерод, а Н - водород.

В составе природных жиров всегда содержится три кислотных радикала с неразветвленной структурой. Число атомов углерода, как правило, нечетное. Содержание «четных» обычно меньше 0,1 %.

Исследования

Состав жиров удалось определить французским ученым XIX века по имени Мишель Эжен Шеврель и Пьер Эжен Марселен Бертло.

Химики работали не вместе. Шеврель в 1811 году выяснил, что если нагреть смесь воды и жира в щелочной среде, то образуются карбоновые кислоты (олеиновая и стеариновая, если быть точнее) и глицерин. А в 1854-м у Бертло получилось осуществить обратную реакцию. Он синтезировал жир, нагрев смесь карбоновых кислот и глицерина.

Также за счет таких экспериментальных исследований удалось выяснить, что триглицериды гидрофобны. В воде они не растворимы. Зато их способны расщепить другие жидкости. 5-10-процентный этанол может сделать это частично. А органические растворители – целиком.

Алкановые кислоты

Нельзя обойти их вниманием, рассказывая о том, что такое жиры. Алкановые кислоты являются производными предельных углеродов с одной функциональной карбоксильной группой. В состав природных жиров, как правило, входят:

• Стеариновая алкановая кислота. C₁₇H₃₅COOH. Не имеет запаха, растворима в эфире, но не в воде. Ее можно получить посредством окисления насыщенных углеводородов марганцевыми соединениями. Она входит в состав липидов (одна из составляющих тканей и клеток животных организмов) и глицеридов.
• Маргариновая алкановая кислота. C₁₆H₃₃COOH. В природных источниках содержится в малой концентрации. В арахисовом масле, например, ее всего 0,2 % от суммы всех остальных жирных кислот.
• Пальмитиновая алкановая кислота. C₁₅H₁₁COOH. Является самой распространенной одноосновной насыщенной кислотой. В сливочном масле, например, ее содержится 25 %. В свином сале – 30 %. Широко применима в изготовлении напалма, косметических и моющих средств, пластификаторов и смазочных масел.
• Капроновая алкановая кислота. C₅H₁₁COOH. Содержится в масле пальмы бабассу, в некоторой древесине, также образуется при брожении сахара с участием гнилого сыра. Используется для получения сложных эфиров, которые применяются как ароматизаторы.
• Масляная алкановая кислота. C₅H₇COOH. Важнейшая низкомолекулярная кислота, синтезирующаяся в кишечнике. Элемент, поддерживающий гомеостаз в организме. Он проявляет противовоспалительное и противораковое действие, оказывает влияние на аппетит.

Алкановых кислот в жирах больше всего. Меньше всего – карбоновых. Однако это еще не весь ряд кислот, входящий в их состав. Но об этом – дальше.

Алкеновые кислоты

Это – химически активные элементы, легко вступающие в реакции окисления и гидрирующиеся водородом или сильными восстановителями до алканов. В состав природных жиров входит всего две алкеновые кислоты:

• Пальмитолеиновая. C₁₅H₂₉COOH. Мононенасыщенная. Именно она является одной из составляющих подкожного жира человека (около 3-5 % от массы других кислот). Также она есть в рапсовом, кунжутном, сафлоровом, оливковом масле. Частично синтезируется из углеводов. Применение жиров данного класса необходимо – норма взрослого человека составляет 10 % от калорийности его суточного рациона.
• Олеиновая. C₁₇H₃₃COOH. Соли щелочных металлов этой кислоты широко используются в текстильной промышленности. Ее эфиры, как и она сама, применима при изготовлении лакокрасочных материалов, в процессе мыловарения, в производстве замасливающих и косметических средств. В большом количестве содержится во многих жирах – в говяжьем, свином, тресковом, в масле папайи, миндаля, камелии, оливы, фисташки и т. д.

Другие кислоты

Продолжая тему химии «Жиры», стоит отметить, что в их состав также входит один вид алкадиеновых (углеводородных) кислот. Линолевая, если быть точнее (C₁₇H₃₁COOH). Она широко распространена в растительных маслах. Является незаменимой жирной кислотой, необходимой для полноценной жизнедеятельности. В организм поступает с пищей.

И последний тип кислот, имеющий отношение к составу природных жиров – алкатриеновый. Из данного класса следует выделить линоленовую кислоту (не путать с упомянутой выше) и арахидоновую.

Что они собой представляют? Линоленовая кислота синтезируется из линолевой. В большом количестве содержится в водорослях и в листьях зеленых растений. Также является незаменимой. А вот арахидоновую кислоту организм человека синтезирует самостоятельно из линолевой. В составе липидов она присутствует в молочном жире, в печени и мозге.

Животные жиры

Теперь можно перейти к классификации. Химия жиров, как уже можно было понять исходя из их состава, довольно-таки сложна. Но тем не менее каждому известно, что эти вещества по происхождению делятся на животные и растительные.

Жиры первого типа извлекаются из соединительных тканей – костной и жировой. Также они содержатся в молоках, яйцах, в некоторых пресмыкающихся, в рыбе, птице и мясе млекопитающих. Важно отметить, что у животных жиров тоже есть своя классификация. Они делятся по:

• Типам животных. Есть жиры морских и пресноводных рыб, пресмыкающихся и земноводных, наземных и млекопитающих.
• Видам животных. Различают свиной жир, бараний, говяжий, куриный, норковый, китовый и т. д.
• Источнику получения. Жир бывает печеночным, костным, нутряным, подкожным.
• Консистенции. Различают жидкие, мягкие и твердые жиры.
• Сорту. Их всего четыре – третий, второй, первый и высший.
• Качеству. Различают технический жир, неочищенный, очищенный, рафинированный и прошедший глубокую очистку.
• Целевому назначению. Существуют технические, косметические, медицинские, кормовые и пищевые жиры.
• Способу получения. Есть кислотный жир, щелочной, экстракционный, виброэкстракционный, выварочный, сепарационный, а также полученный процессом сухой или мокрой вытопки.

Что представляет собой сырье, из которого его извлекают? Обычно это кости, мездра, шкуры, сальник, сало, жировая обрезь, желудки, кишки, внутренние органы и т. д.

Растительные жиры

О них тоже стоит сказать пару слов. Жиры в растениях содержатся в сравнительно небольших количествах. Исключение составляют семена масличных растений. Имеются в виду такие растения, как соя культурная, рапс, подсолнечник, европейская олива, кокосовая пальма, хлопчатник, арахис и т. д. В их семенах может содержаться более 50 % жиров. И это хорошо для производства.

Добывание масел

Получение жиров из этого сырья – процесс непростой. Изначально семена проходят тщательную очистку и обработку. Их нужно избавить от шелухи, грязи. А некоторые даже продувают воздухом, дабы избавить от ненужных примесей. Затем семена высушивают и через некоторое время прессуют – так и удается изъять из сырья растительные жиры. Только потом они проходят заключительный этап (фильтрацию и иногда термическую обработку) и поступают в продажу.

Свойства

Пару слов следует сказать и о них. Выделяют следующие химические свойства жиров:

• Омыление. Триглицериды перечисленных ранее кислот имеют способности к превращениям, которые характерны для сложных эфиров. Их связи расщепляются под воздействием едких щелочей. Итог – образование щелочных солей жирных кислот и свободного глицерина.
• Прогоркание. Это свойство жиров проявляется при хранении их в неблагоприятных условиях – в тепле, на свету, в местах с повышенной влагой и свободным доступом воздух. Под воздействием данных факторов жиры начинают дурно пахнуть и обретают горький вкус.
• Высыхание. Большинство жиров по определению жидкие. Но одни из них, будучи нанесенными на что-либо тонким слоем, таковыми и остаются, а другие окисляются и превращаются в смолоподобную пленку. Такие жиры называются высыхающими. И способность определенных масел высыхать используется в народном хозяйстве (в лакокрасочной промышленности, например).

Но это все обобщенно. Выше было немало сказано о том, что такое жиры, поэтому на основе столь подробной информации можно сделать вывод – их конкретные свойства определяются качественным составом, количественным соотношением, процентным содержанием кислот, а также многими другими факторами.

Употребление в пищу

Мы все едим жиры в той или иной мере. Практически во всех продуктах и блюдах содержится определенная их доля. Логично, ведь что такое жиры? Это – одна из составляющих нашего организма. Жир составляет определенный процент от массы человеческого тела. Для мужчин минимальный показатель составляет 9-22 %, для женщин – 15-25 %.

Так что получение жиров из пищи – это необходимость. Данное вещество является одним из основных источников энергии для нас. Оно имеет в два раза бо́льшую энергетическую ценность, чем углеводы. К тому же именно жиры, откладываясь в подкожную клетчатку, выполняют функцию теплоизолятора, предохраняющего организм от утраты тепла. Яркий пример – это тюлени и киты.

Насыщенные жиры

Основной источник энергии может нанести и несомненный вред организму. Если это – насыщенные жиры. Они твердые, имеют животное происхождение и плохо перевариваются. Если употреблять слишком много продуктов с их содержанием, то они будут образовывать в организме висцеральные залежи. А они, будто вата, окутывают внутренние органы.

Последствия ужасны – инсульты, инфаркты, атеросклероз, ожирение, гепатоз, цирроз печени и целый ряд трудноизлечимых заболеваний и недугов.

Липидотерапия

Напоследок хотелось бы затронуть вниманием данную тему. Липидотерапия направлена на не совсем стандартное и привычное применение жиров. В целебных целях, если быть точнее.

Лечебные жиры применяют наружно – для профилактики кожных заболеваний, улучшения состояния покровов, заживления ран, язв и ожогов. Также их используют для массажа, компрессов, ванн и даже ингаляций.

• Бараний жир нередко применяют в качестве мазевой основы. Он ускоряет всасывание целебных веществ из мазей.
• Барсучий жир принимают внутрь при туберкулезе, пневмонии и бронхите. Он считается отличным профилактическим средством.
• Гусиный жир помогает избавиться от боли в бедра, при трещинах в ногах и руках. Еще им хорошо смазывать обмороженные места.
• Змеиный жир используется для компрессов. Также его втирают при болях различного характера. А еще он эффективно вытягивает застаревшие осколки и снимает мышечную боль.
• Козий жир распространен в народной медицине, как основа для изготовления мазей. А при язве кишечника делают с ним клизму.
• Свиной жир считается полезным при опухолях, язвах кишечника и желудка.
• Медвежий помогает удалить гнойные корки с ран, лечит неподвижные суставы, больные кости и мышцы. Принимают вовнутрь для устранения проказы и неприятных ощущений в заднем проходе. Его и в кожу головы втирают – помогает при выпадении волос.
• Рыбий жир отлично влияет на иммунную систему, снижая риск развития множества заболеваний. Также он помогает облегчить последствия химических и термических ожогов.
• И, наконец, жир сурка. Самый редкий. Им растирают грудную клетку и спину при простудных заболеваниях.

Как можно видеть, применение жиров весьма обширно. И если верить людям, использующим их, то действие они оказывают поразительное.