Fizikalne in kemijske lastnosti maščob. Sprejem maščob in njihovih kemičnih lastnosti

Skupina pomembnih organskih snovi - lipidi - skupaj s steroidi in voski so masti. Njihova vsebnost v živih celicah se giblje med 5 in 10% mase suhe celice. Te snovi so proučevane na podlagi lastnosti njihovih molekularna struktura, ki določajo kemične lastnosti maščob. Kemija organske spojine te snovi šteje kot produkt reakcije esterifikacije med trihidričnim alkoholnim glicerolom in višjimi ali nenasičenimi karboksilnimi kislinami.

V tem članku bomo preučili ne le njihovo uporabo v industriji in pomen, temveč tudi proizvodnjo maščob in kemične lastnosti, značilne za ta razred spojin.

Zgodovina odkritja

Strukturo smo raziskovali sredi 19. stoletja. Francoski kemik E. Shevrel jih je segreval z vodo v prisotnosti alkalij, v reakcijskih produktih pa so našli molekule maščobnih karboksilnih kislin in glicerola. M. Bertlo je izvedel reverzno reakcijo: ko je bil glicerin segret z mešanico steroidnih in palmitinskih kislin, je dobil trigliceridno maščobo. Na podlagi teh poskusov je bilo ugotovljeno, da so preučevane snovi pripadale razredu estrov. Kemični lastnosti maščob so potrdili ta zaključek.

Maščobe - estri

Kot je dokazano z eksperimenti in E. M. Berthelotom Chevrel, trigliceridi so estri trihidričnega glicerola alkohola in višjih monokarboksilnih kislin. Maščobe vsebujejo steorinovuyu ali palmitinske kisline je trden, na primer, govedina, svinjina, jagnje. Ta živalske maščobe. Če se sestava trigliceridov vsebujejo nenasičene maščobne kisline - oleinske, linolne, linolenske - taki tekoči maščobe imenujemo olja (sončnično, arašidovo, laneno seme).

Kemične lastnosti maščob se od drugih estrov razlikujejo po dejstvu, da lahko v sestavo njihovih molekul vstopi več različnih karboksilnih kislin.

Fizične lastnosti

Tako naravni kot sintetični, na primer margarin, trigliceridi imajo skupne značilnosti. Glavna je hidrofobnost, nizko tališče in nizka specifična težnost. Dobro se raztopijo organska topila, na primer v benzenu, ogljikovega tetraklorida. Vse maščobe zlahka absorbirajo porozni ali vlaknati materiali. Glede na teorijo kemijske strukture organskih snovi M. Butlerova so fizikalne in kemijske lastnosti maščob medsebojno povezane. Potrditev tega dejstva bo podana spodaj.

Kemijske reakcije trigliceridov

Kvantitativna in kvalitativna sestava molekule maščobe, pa tudi njegova prostorska konfiguracija, potrjuje dejstvo, da trigliceridi pripadajo razredu estrov. Njihova glavna kemična lastnost je reakcija z vodo (hidroliza). Lahko se zgodi v prisotnosti katalizatorjev - alkalij, magnezijevih oksidov, cinka ali kalcija. Zmesi karboksilnih kislin in glicerola najdemo v reakcijskih produktih. Ker je reakcija maščob z vodo reverzibilna, se v industriji ustvarjajo pogoji, pod katerimi poteka do konca - proti nastajanju glicerola in višjih monobaznih karboksilnih kislin. Da bi to naredili, se reakcijski zmesi kontinuirano dovaja raztopina alkalij, produkti pa se takoj umaknejo iz reakcijske krogle. Te tehnike preprečujejo možnost povratnega procesa, ki vodi do tvorbe maščob. Hidroliza se v kemiji organske sinteze pogosto uporablja za izdelavo zgoraj navedenih snovi.

Reakcija alkalne umilitve

Še naprej preučevati organske snovi - estre. Maščobe, katerih kemijske lastnosti so predstavljene hidrolizna reakcija, prav tako lahko reagirajo z alkalijami. Ta reakcija se imenuje umiljenje in je v nasprotju s procesom esterifikacije. Glicerol in maščobne kisline, pridobljene kot posledica alkalne saponifikacije, se obdelajo s sode ali kavstično sode. Kot rezultat, nastane milo.

Je trdna, ima formulo C₁₇H₃₅COONa imenovano gospodarsko. Če tovrstno barvila, glicerin, kozmetični dišave dodamo, dobimo milo. Tekoče milo za razliko smo trdno snov, ki izvirajo če je maščoba v reakciji umiljenja ne mešajo z natrijevim hidroksidom in kalijevega hidroksida. Na primer, kalijevega palmitat, Ci₁₅H₃₁COOK - tekoče kalijevo milo. Začetne surovine za reakcijo saponifikacije so poceni maščobe živalskega ali rastlinskega izvora.

Tekoče masti - olja

Vključujejo molekule nenasičenih karboksilnih kislin, ki imajo dvojne vezi. Rastlinske maščobe se sintetizirajo v kanalih endoplazemskega retikuluma pod delovanjem encimov iz glicerina in maščobnih kislin. In posledično so nastali v reakcijah Calvinovega cikla, ki izhajajo iz fotosinteze. Kaplje olja se kopičijo v semenih, sadju, manj pogosto v vegetativnih delih rastlin in služijo kot oskrba s hranili. Fizikalno-kemijske lastnosti maščob, ki jih proizvajajo rastline, so posledica prisotnosti dvojne pi vez v njihovih molekulah. Na mestu porušitve pride do reakcij dodajanja, na primer, atomov vodika. To vodi k nastanku trdnih hidrogeniranih trigliceridov.

Kemijske lastnosti rastlinskih maščob

Kot smo že omenili, trigliceridi rastlinskega izvora vsebujejo višje nenasičene karboksilne kisline. Olja se lahko obdelajo s hidrogeniranjem. Ta postopek izvajamo s segrevanjem in v prisotnosti niklja v prahu s katalizatorjem.

Reakcijski produkt je trdna maščoba (salome). Uporablja se pri proizvodnji steroina, glicerola in pri proizvodnji mila. Če v salome dodamo sladkor, sol, mleko in živilske barve, dobimo užitno maščobo margarino. Ko dodate vitamine in naravno maslo, dobite tako imenovano lahka olja.

Sintetične maščobe

So cenejši od naravnih in se razlikujejo od naravnih trigliceridov glede na njihovo sestavo. Eden glavnih virov proizvodnje sintetičnih maščob je naravni in povezani naftni plini, pa tudi sam olje. Višji parafini, vsebovani v teh mineralih, se oksidirajo. Posledično dobimo sintetične maščobne kisline. Njihova interakcija z etilenglikolom vodi v proizvodnjo sintetičnih maščob. Uporablja se v usnjarski industriji (za pitanje krzna in kože). V kozmetični industriji se sintetični trigliceridi uporabljajo pri proizvodnji toaletnih mila, krem, losjonov. V industriji gradbenih materialov se umetne masti uporabljajo za proizvodnjo lakov, kitov, barv.

Kemične lastnosti maščob, pridobljene z umetnimi sredstvi, se ne razlikujejo od naravnih. Prav tako vstopijo v reakcijo hidrolize v prisotnosti kisline in so izpostavljeni alkaliji (reakcija saponifikacije).

Kako se tvorijo trigliceridi v človeškem telesu

Ker se presnovne reakcije maščobe celice v telesu lahko sintetiziramo iz presežka ogljikovih hidratov. To pojasnjuje dejstvo, da nenadzorovana poraba hrane, bogate z škroba in saharoze (izdelki iz moke, riž, krompir, sladkarije), vodi do prekomerne telesne teže. V procesu presnovnih proizvodov, ki vsebujejo maščobe na dvanajsterniku cepimo glicerola in maščobnih kislin. Njihova hidrolize pride pri obvezne udeležbe lipaze - encimov trebušne slinavke in žolča v jetrih izloča. Kot detergenta, žolčne emulzira maščobe, tj prelomi velikih molekul v drobne kapljice zlahka cepljivega lipaz.

V vili so tanko črevo sintetizirane maščobne molekule, značilne za človeško telo, nato pa se absorbirajo v limfo. Na limfnih posodah maščobe vstopijo v celice, njihov presežek pa se deponira v podkožnem maščobnem tkivu ali omentumu.

Biološka vloga lipidov

Pri preučevanju kemičnih lastnosti maščob smo pozorni na njihovo sposobnost dodeljevanja velike količine energije: en gram maščobe pri polni oksidaciji daje 37,8 kJ energije. Zato so trigliceridi njegovi univerzalni dobavitelji. Tako so masti dragoceni prehrambeni izdelki. Znano je, da če se nepravilno in dolgo časa hranijo, se trigliceridi "starost" in rancid, pridobijo neprijeten vonj. To je posledica stika maščob s kisikom v zraku. Olje, ki se začne poslabšati, je težko ugotoviti, če dodate kalijev jodid. Peroksidi, vsebovani v izdelku, oksidirajo to spojino, da se sprosti jod, kar povzroči modro obarvanje v stiku s snovmi, ki vsebujejo škrob.

Maščobe so pomembne tudi gradbeni material in so sestavni del celičnih membran in organel. Velika je njihova vloga v termoregulacije organizmov. Na primer, živali, ki živijo v velikih globinah, kjer je temperatura vode zelo nizka, imajo dobro razvito podkožno plast maščobe, npr kiti lahko doseže debelino 1,5 m. Živali step, sladica in polpuščavskim nabirajo tudi v svojem telesu dovoljšno količino maščob. Potrebno je zanje kot vir endogenega vodo, kot pri oksidaciji maščobe poleg energije, velike količine tekočine. Take živali vključujejo kamele, jerboa, rovke.

Lipidi igrajo pomembno vlogo pri zaščiti notranjih organov. Oseba ima dobro razvit omentum, ki ščiti želodec, prebavne žleze iz notranjih poškodb. Takšni vitalni organi kot ledvice morajo nujno biti v plasteh maščobe. Z ostro izgubo teže pri ljudeh zaradi redčenja te plasti lahko pride do opustitve ledvic, kar je resna patologija, ki moti izločevalni sistem.

Pomen lipidov pri tvorbi celičnih membran je velik. Poleg ogljikovih hidratov in beljakovin tvori dve plasti z mozaično strukturo. Povezave maščob z beljakovinami se imenujejo lipoproteini. Določajo selektivno prepustnost celičnih membran.

V tem članku smo upoštevali kemično sestavo in lastnosti maščob ter njihovo uporabo v industriji.