25.Понятие о жирах, их классификация. Физические и химические свойства. Способы получения и очистки. Особенности хранения.

Жиры — это сложные смеси органических веществ растительного и животного происхождения, представляющие собой преимущественно смеси различных глицеридов, т.е. сложных эфиров глицерина и высокомолекулярных жирных кислот, имеющих общую формулу:

R1, R2, R3 — радикалы (остатки жирных кислот)

Жиры относятся к многокомпонентным липидам.

Глицериды (ацилглицерины) бывают однокислотные: R₁=R₂=R₃ и разнокислотные (смешанные): R₁≠R₂≠R₃.

Однокислотные триглицериды в природе встречаются редко. Примером являются оливковое масло (глицерин этерифицирован олеиновой кислотой) и касторовое масло (глицерин этерифицирован рицинолевой кислотой).

Подавляющее большинство жиров — смеси различных глицеридов. В настоящее время известно свыше 1300 различных жиров, различающихся по составу жирных кислот. Жирных кислот в природных жирах обнаружено более 200. Жирные кислоты, как правило, имеют одну карбоксильную группу и неразветвленную углеводородную цепь с четным числом углеродных атомов: от 8 до 24.

Классификация жиров

Существует несколько классификаций жиров:

1. По химическому составу (однокислотные и смешанные).
2. По происхождению.
3. По консистенции.
4. По физико-химическим свойствам (по свойству высыхаемости).Высыхание — сложный физико-химический процесс. При достаточно длительном контакте с воздухом происходит окисление масла, конденсация, полимеризация, коллоидные превращения. На поверхности масла формируется прозрачная, напоминающая смолу, эластичная или твердая пленка.

   Масла, не образующие пленку, называют невысыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды олеиновой кислоты (с 1-й двойной связью).

   Масла, образующие мягкие пленки, называют полувысыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды линолевой кислоты (с 2-я двойными связями).

   Масла, образующие плотную пленку, называют высыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды линоленовой кислоты (с 3-я двойными связями)

   Физические и химические свойства жиров

    

   Физические свойства. Жиры при обычной температуре имеют плотную или мягкую консистенцию. Жирные масла являются густыми, прозрачными жидкостями.

   На бумаге жиры оставляют жирное пятно, которое при нагревании еще сильнее расплывается (отличие от эфирных масел).

   Окраска, запах и вкус жиров зависят от сопутствующих веществ. Окраска чаще белая или желтоватая. Запах отсутствует или слабый, специфический. Вкус нежный и маслянистый, реже неприятный, как у касторового масла.

   Жиры легче воды, плотность от 0,910 до 0,970.

   Большинство жиров оптически неактивны. Исключение составляет касторовое масло.

   Показатель преломления (коэффициент рефракции) характерен и постоянен для каждого масла. Так, у оливкового масла он составляет 1,46-1,71. Чем выше молекулярная масса глицеридов и чем больше двойных связей, тем выше показатель преломления.

   Все жиры нерастворимы в воде, мало растворимы в этаноле, легко растворимы в эфире, хлороформе, петролейном эфире. Исключение: касторовое масло легко растворимо в 96 % этаноле, трудно — в петролейном эфире.

   Сами жиры являются хорошими растворителями для многих лекарственных веществ (камфора, гормоны, эфирные масла и др.). Жиры хорошо смешиваются между собой.

   Химические свойства жиров обусловлены наличием:

   1) сложных эфирных связей;

   2) двойных связей в углеводородных радикалах жирных кислот;

   3) наличием глицерина в составе жира.

   1.1. Жиры легко подвергаются гидролитическому расщеплению при участии ферментов с образованием глицерина и жирных кислот. Ферментативный гидролиз происходит ступенчато. Фермент липаза содержится во всех семенах масличных растений. Гидролизу способствуют влага и повышенная температура. Происходит гидролитическое прогоркание жира. Указанное свойство учитывается при хранении жиров.

   1.2. Жиры расщепляются под действием щелочей с образованием глицерина и солей жирных кислот. Соли называют мылами: калиевые мыла — жидкие, натриевые — твердые. Процесс называют омылением.

   Свойство используется при анализе жиров. На нем основано производство мыл и шампуней.

   2. По двойным связям жирных кислот могут присоединяться водород, галогены, кислород.

   2.1. Присоединение водорода — гидрирование жиров (гидрогенизация жиров) идет при повышенной температуре в присутствии катализатора (никель). Непредельные жирные кислоты переходят в предельные, жидкие масла превращаются в твердые. Получают саломассы, их используют в медицинской практике как мазевые и суппозиторные основы (бутирол) и в пищевой промышленности (производство маргарина).

   2.2. Присоединение галогенов используют в анализе жиров при определении химической константы — йодного числа.

   2.3. Присоединение кислорода воздуха приводит к окислению и прогорканию жиров. Различают химическое окисление (альдегидное) и биохимическое при участии микроорганизмов (кетонное).

   Жиры приобретают специфический вкус и запах и становятся непригодными к употреблению. Изменяется цвет жира (чаще жиры обесцвечиваются); изменяются физические и химические свойства: увеличиваются плотность и кислотное число, уменьшаются йодное число и вязкость.

   Различают 3 вида окислительного прогоркания:

   а) неферментативное — кислород присоединяется по месту двойных связей, образуя пероксиды; при разложении пероксидов жирных кислот получаются альдегиды.

    

   б) ферментативное с участием липоксидаз и липоксигеназ, образуются гидропероксиды.

    

   Гидропероксиды способны окислять биологически активные вещества, содержащиеся в масле, например каротиноиды. Гидропероксиды подвергаются разложению с образованием альдегидов и кетонов.

   Свойство учитывают при хранении жиров и при их анализе.

   в) ферментативное (кетонное) — происходит при участии микроорганизмов.

    

    

   3. Глицерин, входящий в состав жира, подвергается окислению и дегидратации при нагревании жира с концентрированной кислотой серной. При этом образуется альдегид акролеин, имеющий неприятный запах. Акролеиновая проба позволяет отличить жиры от жироподобных веществ.

   Методы выделения жиров из сырья, их очистка

    

   Извлекают жиры из масличных растений прессованием или экстракцией. Прессование может быть холодным и горячим.

   Для медицинских целей масла получают холодным прессованием, т.е. без поджаривания семян и в холодных прессах. При этом выход масла меньше, а качество лучше. Этим методом получают масла, используемые для парентерального применения (миндальное, персиковое, т.е. невысыхающие масла).

   Масла, полученные горячим прессованием, загрязнены посторонними веществами (смолами, фитостеринами, белками) и имеют слабокислую реакцию из-за частичного расщепления триглицеридов. Их используют после очистки для наружного и внутреннего применения, но не парентерально.

   Экстракцию  жиров проводят бензином, гексаном, дихлорэтаном и другими экстрагентами. Полученные масла имеют неприятный вкус и запах. Их используют в технике, в медицине не применяют.

   Получение животных жиров проводят способом вытапливания. Различают мокрый и сухой способ. По первому способу сырье обрабатывают острым паром под давлением в 3-4 атм или в автоклавах. По второму способу жир вытапливают на открытом огне. Расплавленный жир сливают в отстойники для отделения воды и белков. Для улучшения качества жира его в дальнейшем вновь расплавляют, отстаивают, рафинируют.

   Очистку (рафинирование) жира проводят для удаления примесей, попавших в жир в процессе его получения. Метод очистки зависит от характера и природы примесей. Методы рафинирования:

   1. Метод механический — отстаивание, центрифугирование, фильтрование, т.е. отделение механических примесей (обрывков паренхимы, сосудов).

   2. Метод коагулирования — для удаления белковых и слизистых веществ. Осуществляется путем пропускания горячего пара при температуре около 60 ºС. После коагулирования жир отстаивают и фильтруют.

   3. Метод нейтрализации (щелочная очистка) — для удаления свободных жирных кислот. Одновременно жиры осветляются. Мыла отмывают водой.

   4. Метод вымораживания — для удаления глицеридов предельных кислот из невысыхающих медицинских масел, применяемых для парентерального применения.

   Для освобождения от дурно пахнущих веществ (летучих жирных кислот) применяют метод дезодорации. Масло обрабатывают перегретым паром под вакуумом. Дезодорацию окислителями для медицинских масел не проводят.

   Хранение жиров

   Жиры хранят в стеклянной или металлической таре, заполненной доверху, без доступа кислорода воздуха, влаги и прямых солнечных лучей. Хранят в прохладном и чистом помещении, в условиях, не допускающих развития микроорганизмов. Хранят по общему списку.