Реферат: Жиры
Пермский военный институт ВВ МВД РФ
Кафедра общенаучных дисциплин
Курсовая работа по химии
Тема:Жиры
Выполнил: бывший ст. преподаватель ПВИ ВВ МВД РФ подполковник в отставке Овечкин А.В. для курсанта 1 курса факультета тыла N
Научный руководитель: ст. преподаватель Перевозчикова С.А.
Дата защиты «7 » июня 2003 г.
Оценка Отлично (подпись науч. руков.)
Заказать реферат a_ov@mail.ru
Пермь – 2003 г.
Содержание
1. Жиры,определение, физико-химические свойства.
2. Липиды, важнейшиеклассы липидов.
3. Липопротеиды.
4. Животные жиры,состав и свойства, получение, роль в питании.
5. Масларастительные.
6. Производныежиров: мыла, классификация, получение.
7. Жировой обмен.
8. Литература.
Жиры, органические соединения, полные сложные эфиры глицерина (триглицериды) иодноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. Наряду суглеводами и белками Ж. — один из главных компонентов клеток животных, растенийи микроорганизмов. Строение Ж. отвечает общей формуле:
CH2-O-CO-R’
I
CH-О-CO-R’’
I
CH2-O-CO-R’’’,
где R’, R’’ и R’’’ — радикалы жирныхкислот. Все известные природные Ж. содержат в своём составе три различныхкислотных радикала, имеющих неразветвлённую структуру и, как правило, чётноечисло атомов углерода. Из насыщенных жирных кислот в молекуле Ж. чаще всеговстречаются стеариновая и пальмитиновая кислоты, ненасыщенные жирные кислотыпредставлены в основном олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами.Физико-химические и химические свойства Ж. в значительной мере определяютсясоотношением входящих в их состав насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.
Ж. нерастворимы вводе, хорошо растворимы в органических растворителях, но обычно плохорастворимы в спирте. При обработке перегретым паром, минеральными кислотами илищёлочью Ж. подвергаются гидролизу (омылению) с образованием глицерина и жирныхкислот или их солей образуя мыла. При сильном взбалтывании с водойобразуют эмульсии. Примером стойкой эмульсии Ж. в воде является молоко.Эмульгирование жиров в кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляетсясолями жёлчных кислот.
Природные Ж. подразделяют на жирыживотные и растительные
( масла жирные).
В организме Ж. —основной источник энергии. Энергетическая ценность Ж. в 2 с лишним раза выше,чем углеводов. Ж., входящие в состав большинства мембранных образований клеткии субклеточных органелл, выполняют важные структурные функции. Благодаря крайненизкой теплопроводности Ж., откладываемый в подкожной жировой клетчатке, служиттермоизолятором, предохраняющим организм от потери тепла, что особенно важнодля морских теплокровных животных (китов, тюленей и др.). Вместе с тем жировыеотложения обеспечивают известную эластичность кожи. Содержание Ж. в организмечеловека и животных сильно варьирует. В некоторых случаях (при сильноможирении, а также у зимнеспящих животных перед залеганием в спячку) содержаниеЖ. в организме достигает 50%. Особенно высоко содержание Ж. у с.-х. животныхпри их специальном откорме. В организме животных различают Ж. запасные(откладываются в подкожной жировой клетчатке и в сальниках) и протоплазматические(входят в состав протоплазмы в виде комплексов с белками, называемые липопротеидами).При голодании, а также при недостаточном питании в организме исчезает запаснойЖ., процентное же содержание в тканях протоплазматических Ж. остаётся почти безизменений даже в случаях крайнего истощения организма. Запасный Ж. легкоизвлекается из жировой ткани органическими растворителями. ПротоплазматическиеЖ. удаётся извлечь органическими растворителями только после предварительнойобработки тканей, приводящей к денатурации белков и распаду их комплексов с Ж.
В растениях Ж.содержатся в сравнительно небольших количествах. Исключение составляютмасличные растения, семена которых отличаются высоким содержанием Ж.
Липиды(отгреч. lípos —жир), жироподобные вещества, входящие в состав всех живых клеток и играющиеважную роль в жизненных процессах. Будучи одним из основных компонентов биологическихмембран, Л. влияют на проницаемость клеток и активность многих ферментов,участвуют в передаче нервного импульса, в мышечном сокращении, созданиимежклеточных контактов, в иммунохимических процессах. Др. функции Л. —образование энергетического резерва и создание защитных водоотталкивающих итермоизоляционных покровов у животных и растений, а также защита различных органовот механических воздействий.
Большинство Л. —производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов. В зависимости отхимического состава Л. подразделяют на несколько классов (см. схему). ПростыеЛ. включают вещества, молекулы которых состоят только ив остатков жирных кислот(или альдегидов) и спиртов, к ним относятся жиры(триглицеридыи др. нейтральные глицериды), воски(эфиры жирных кислот ижирных спиртов) и диольные Л. (эфиры жирных кислот и этиленгликоля или др.двухатомных спиртов). Сложные Л. включают производные ортофосфорной кислоты (фосфолипиды)и Л., содержащие остатки сахаров (гликолипиды). Молекулы сложныхЛ. содержат также остатки многоатомных спиртов — глицерина (глицеринфосфатиды)или сфингозина (сфинголипиды). К фосфатидам относятся лецитины, кефалины,полиглицерофосфатиды, фосфатидилинозит, сфингомиелины и др.; к гликолипидам —гликозилдиглицериды, цереброзиды, ганглиозиды (сфинголипиды, содержащие остаткисиаловых кислот). К Л. относят также некоторые вещества, не являющиесяпроизводными жирных кислот, — стерины, убихиноны,некоторые терпены. Химические и физические свойства Л.определяются наличием в их молекулах как полярных группировок ( —COOH, —OH, —NH2и др.), так и неполярных углеводородных цепей. Благодаря такому строениюбольшинство Л. является поверхностно-активными веществами, умереннорастворимыми в неполярных растворителях (петролейном эфире, бензоле и др.) иочень мало растворимыми в воде.
В организме Л.подвергаются ферментативному гидролизу под влиянием липаз.Освобождающиеся при этом жирные кислоты активируются взаимодействием с аденозинфосфорнымикислотами (главным образом с АТФ) и коферментом А и затемокисляются. Наиболее распространённый путь окисления состоит из ряда последовательныхотщеплений двууглеродных фрагментов (так называемое -окисление). Выделяющаяся при этом энергия используетсядля образования АТФ. В клетках многих Л. присутствуют в виде комплексов сбелками (липопротеидов) и могут быть выделены лишь после их разрушения(например, этиловым или метиловым спиртом). Исследование извлечённых Л. обычноначинают с их разделения на классы с помощью хроматографии. Каждый класс Л. —смесь многих близких по строению веществ, имеющих одну и ту же полярнуюгруппировку и различающихся составом жирных кислот. Выделенные Л. подвергают химическомуили ферментативному гидролизу. Освободившиеся жирные кислоты анализируютметодом газожидкостной хроматографии, остальные соединения — с помощью тонкослойнойили бумажной хроматографии. Для установления структуры продуктов гидролитическогорасщепления Л. применяют также масс-спектрометрию, ядерный магнитный резонанс идр. методы физико-химического анализа.
/>
Липопротеиды (от греч. lípos — жир ипротеиды),липопротеины, комплексы белков и липидов. Представлены в растительных иживотных организмах в составе всех биологических мембран, пластинчатыхструктур (в миелиновой оболочке нервов, в хлоропластах растений, в рецепторныхклетках сетчатки глаза) и в свободном виде в плазме крови (откуда впервыевыделены в 1929). Л. различаются по химическому строению и соотношению липидныхи белковых компонентов. По скорости оседания при центрифугировании Л.подразделяют на 4 главных класса: 1) Л. высокой плотности (52% белка и 48%липидов, в основном фосфолипидов); 2) Л. низкой плотности (21%белка и 79% липидов, главным образом холестерина); очень низкойплотности (9% белка и 91% липидов, в основном триглицеридов); 4) хиломикроны(1% белка и 99% триглицеридов). Полагают, что структура Л. мицеллярная (белоксвязан с липид-холестериновым комплексом за счёт гидрофобного взаимодействия)либо аналогична молекулярным соединениям белков с липидами (молекулыфосфолипидов включены в изгибы полипептидных цепей белковых субъединиц).Исследования Л. осложнены неустойчивостью комплексов липид — белок и трудностьюих выделения в природной форме.
Жиры животные, природные продукты, получаемые изжировых тканей животных; представляют собой смесь триглицеридов высшихнасыщенных или ненасыщенных жирных кислот, состав и структура которыхопределяют основные физические и химические свойства Ж. ж. При преобладаниинасыщенных кислот Ж. ж. имеют твёрдую консистенцию и сравнительно высокуютемпературу плавления (см. табл.); такие жиры содержатся в тканях наземныхживотных (например, говяжий и бараний жиры). Жидкие Ж. ж. входят в составтканей морских млекопитающих и рыб, а также костей наземных животных. Характернаяособенность жиров морских млекопитающих и рыб — наличие в них триглицеридоввысоконепредельных жирных кислот (с 4, 5 и 6 двойными связями). Йодное число уэтих жиров 150—200. Особое место среди Ж. ж. занимает молочный жир, которого вмасле коровьем до 81—82,5%; в коровьем молоке содержится 2,7—6,0% молочногожира. В состав молочного жира входит до 32% олеиновой, 24% пальмитиновой, 10%миристиновой, 9% стеариновой и др. кислоты (общее содержание их достигает 98%).
Крометриглицеридов, Ж. ж. содержат глицерин, фосфатиды (лецитин), стерины (холестерин),липохромы — красящие вещества (каротин и ксантофил), витамины А, Е и F.Витамином А особенно богаты жиры из печени морских млекопитающих и рыб. В молочномжире присутствуют, кроме того, витамины К и D. Под действием воды, водяногопара, кислот и ферментов (липазы) Ж. ж. легко подвергаются гидролизу собразованием свободных кислот и глицерина; при действии щелочей из жиров образуютсямыла.
В организме Ж. ж. играют рольрезервного материала, используемого при ухудшении питания, и защищаютвнутренние органы от холода и механических воздействий.
Ж. ж. находят широкое применениепрежде всего в качестве продуктов питания. Важные пищевые жиры — говяжий,бараний и свиной — получают из жировых тканей рогатого скота и свиней. Изтканей морских млекопитающих и рыб приготовляют пищевые, медицинские,ветеринарные (кормовые) и технические жиры. Пищевые жиры, перерабатываемыепутём гидрогенизации на маргарин, производят из жировых тканей усатыхкитов (сейвалы, финвалы и др.). Медицинские жиры, содержащие витамин А и используемыекак лечебный и профилактический препарат, получают из печени тресковых рыб:трески, пикши, сайры и др. Ветеринарные жиры предназначаются для подкормкис.-х. животных и птиц и приготовляются из тканевых и печёночных жиров рыб иморских млекопитающих. Технические жиры используют в лёгкой, химической,парфюмерной промышленности и в др. отраслях народного хозяйства для обработкикож, выработки моющих и пеногасительных средств и различных кремов и помад.Технический рыбий жир получают преимущественно в процессе производства кормовоймуки из различных отходов (головы, кости, внутренности, плавники), измалоценных в пищевом отношении и некондиционных рыб, из некондиционного сырья,получаемого при переработке усатых китов и ластоногих; к техническим относятсятакже жиры, получаемые из зубатых китов (главным образом кашалотов) ихарактеризующиеся большим содержанием восков, что делает их непригодными дляпищевых целей.
Ж. ж. выделяют изжировой ткани и отделяют от белков и влаги посредством нагревания вышетемпературы плавления. Вытопку жиров из измельченной ткани производят воткрытых котлах, а из неизмельчённой — в автоклавах под давлением. Для вытопкипищевых и др. жиров широко применяют установки непрерывного действия АВЖ(отечественного производства), «Титан» (Дания), «Де-Лаваль» (Швеция) и др.Длительность процесса с момента загрузки жирового сырья до получения готовогопродукта составляет на этих установках 7—10 мин. Вытопка Ж. ж. нанепрерывнопоточной установке АВЖ, широко применяемой в мясной промышленности,включает следующие стадии (см. схему). Сырьё загружают в воронкуцентробежной машины 1, где оно измельчается ножами и нагревается паромдо температуры 85—90°С. Полученная жиромасса поступает через питательный бачок 2в горизонтальную центрифугу 3 для отделения белков от жира и воды. Жир сводой через центробежную машину 4 направляется в питательный бачок 5и затем в сепараторы 6 (на схеме показан один) на 2—3-кратную очистку.Прозрачный жир посредством центробежной машины 7 подаётся в приёмник 8,из которого поступает в шнековый аппарат 9 на охлаждение до температуры 35—42°С, а затем на розлив упаковку в тару.
Состав и свойства жиров домашнихживотных
Показатель Говяжий Бараний Свиной Содержание к-т,% Насыщенные:
лауриновые С12Н24О2
— 0,1 —миристиновая С14Н28О2
3,0—3,3 3,0 1,1пальмитиновая С16Н32О2
24,0—29,2 23,6 30,4стеариновая С18Н32О2
21,0—24,9 31,7 17,9арахиновая С20Н40О2
0,4 — — Ненасыщенные:тетрадеценовая С14Н26О2
0,4—0,6 0,2 0,1гексадеценовая С16Н30О2
2,4—2,7 1,3 1,5олеиновая С18Н34О2
41,1—41,8 35,4 41,2линолевая С18Н32О2
1,8 3,9 5,7линоленовая С18Н34О2
0,4 — 0,8арахидоновая С20Н32О2
0,2 0,8 2,1Плотность при 15°С, кг/м3
939—953 937—961 915—923 Темп-ра плавления, °С 42—52 44—55 30—44 Темп-ра застывания, °С 34—38 34—45 22—32 Иодное число 32—47 35—46 46—66Калорийность, дж/кг (ккал/100г)
3980 *104
(950,5)
3956 *104
(944,9)
3981 *104
(950,9)
Усвояемость, % 80—94 80—90 96—98
/>
Схема непрерывнопоточной установки АВЖ для производства животныхжиров: 1 — центробежная машина АВЖ-245; 2, 5 — питательные бачки; 3 —центрифуга; 4, 7 — центробежные машины АВЖ-130; 6 — сепаратор; 8 — приёмникжира; 9 — шнековый охладитель.
Масла растительные жирные, растительные жиры, продукты,извлекаемые из масличного сырья и состоящие в основном (на 95—97 %) изтриглицеридов — органических соединений, сложных полных эфиров глицеринаи жирных кислот. Кроме триглицеридов (бесцветных веществ без запаха и вкуса), всостав жирных М. р. входят воски и фосфатиды, а также свободные жирныекислоты, липохромы, токоферолы, витамины и другие вещества, сообщающие масламокраску, вкус и запах. К жирным М. р. относятся: абрикосовое, арахисовое,арбузное, буковое, виноградное, вишнёвое, горчичное масло, дынное, касторовоемасло, кедровое, кокосовое масло, конопляное масло, кориандровое, кукурузноемасло, кунжутное масло, льняное масло, маковое, масло какао, крамбе,ляллеманцевое, миндальное, молочайное, оливковое масло, ореховое, пальмовое,пальмоядровое, перилловое масло, персиковое, подсолнечное масло, рапсовое масло,рисовое, рыжиковое, сафлоровое масло, сливовое, соевое масло, сурепное масло,томатное, тунговое масло, тыквенное, хлопковое масло и другие.
Свойства жирных М.р. определяются в основном составом и содержанием жирных кислот, образующихтриглицериды. Обычно это насыщенные и ненасыщенные (с одной, двумя и тремядвойными связями) одноосновные жирные кислоты с неразветвлённой углеродной цепьюи чётным числом углеродных атомов (преимущественно C16 и C18).Кроме того, в жирных М. р. обнаружены в небольших количествах жирные кислоты снечётным числом углеродных атомов (от C15 до C23). Взависимости от содержания непредельных жирных кислот меняется консистенциямасел и температура их застывания: у жидких масел, содержащих большенепредельных кислот, температура застывания обычно ниже нуля, у твёрдых масел —достигает 40 °С. К твёрдым М. р. относятся только масла некоторых растенийтропического пояса (например, пальмовое). При контакте с воздухом многие жидкиежирные масла подвергаются окислительной полимеризации («высыхают»), образуяплёнки. По способности к «высыханию» масла делят на ряд групп в соответствии спреимущественным содержанием тех или других непредельных кислот; например,масла, высыхающие подобно льняному маслу (льнянообразно высыхающие), изнепредельных содержат главным образом линоленовую кислоту. Касторовое масло,содержащее в основном рицинолевую кислоту, вообще не образует плёнок.
Плотность жирныхМ. р. составляет 900—980 кг/м3, показатель преломления1,44—1,48. Масла способны растворять газы, сорбировать летучие вещества и эфирныемасла. Важным свойством масел, кроме касторового, является способностьсмешиваться в любых соотношениях с большинством органических растворителей(гексаном, бензином, бензолом, дихлорэтаном и другими), что связано с небольшойполярностью масел: их диэлектрическая проницаемость при комнатной температуреравна 3,0—3,2 (для касторового масла 4,7). Этанол и метанол при комнатнойтемпературе растворяют масла ограниченно; при нагревании растворимостьвозрастает. В воде масла практически не растворяются. Теплота сгорания маселсоставляет (39,4—39,8)×103дж/г, что определяет их большое значение каквысококалорийных продуктов питания.
Химическиесвойства жирных М. р. связаны главным образом с реакционной способностьютриглицеридов. Последние могут расщепляться по сложноэфирным связям собразованием глицерина и жирных кислот. Этот процесс ускоряется под действиемводного раствора смеси серной кислоты и некоторых сульфокислот (реактивТвитчеля) или сульфонефтяных кислот (контакт Петрова), при повышенных температурахи давлениях (безреактивное расщепление), а в организме под действием фермента липазы.Триглицериды подвергаются алкоголизу, омылению водными растворами щелочей,ацидолизу, переэтерификации, аммонолизу. Важным свойством триглицеридовявляется способность присоединять водород по ненасыщенным связям жирнокислотныхрадикалов в присутствии катализаторов (никелевых, медно-никелевых и других), начём основано производство отверждённых жиров — саломасов. М. р. окисляютсякислородом воздуха с образованием перекисных соединений, оксикислот и других продуктов.Под действием высоких температур (250—300 °С) происходит их термический распадс образованием акролеина.
Основнаябиологическая ценность М. р. заключается в высоком содержании в нихполиненасыщенных жирных кислот, фосфатидов, токоферолов и других веществ.Наибольшее количество фосфатидов содержится в соевом (до 3000 мг %), хлопковом(до 2500 мг %), подсолнечном (до 1400 мг %) и кукурузном (до 1500мг %) маслах. Высокое содержание фосфатидов отмечается только в сырых инерафинированных М. р. Биологически активным компонентом М. р. являютсястерины, содержание которых в различных М. р. неодинаково. Так, до 1000 мг% стеринов и более содержит масло пшеничных зародышей, кукурузное масло; до 300мг % — подсолнечное, соевое, рапсовое, хлопковое, льняное, оливковое; до200 мг % — арахисовое и масло какао; до 60 мг % — пальмовое,кокосовое. М. р. полностью свободны от холестерина. Очень высоким количествомтокоферолов (100 мг % и более) характеризуются масла пшеничных отрубей,соевое и кукурузное масла; до 60 мг % токоферолов в подсолнечном,хлопковом, рапсовом и некоторых других маслах, до 30 мг % —варахисовом, до 5 мг % — в оливковом и кокосовом. Общее содержаниетокоферолов ещё не является показателем витаминной ценности масла. Наибольшейвитаминной активностью обладает подсолнечное масло, поскольку все еготокоферолы представлены a-токоферолом, меньшую E-витаминную активность имеют хлопковоеи арахисовое масла. Что касается соевого и кукурузного масел, то они почтиполностью лишены витаминной активности, поскольку 90 % общего количества ихтокоферолов представлены антиокислительными формами.
Основные способыполучения М. р. — отжим и экстрагирование. Общими подготовительными стадиямидля обоих способов являются очистка, сушка, обрушивание (разрушение) кожурысемян (подсолнечника, хлопчатника и других) и отделение её от ядра. После этогоядра семян или семена измельчают, получается так называемая мятка. Передотжимом мятку прогревают при 100—110 °С в жаровнях при перемешивании иувлажнении. Прожаренную таким образом мятку — мезгу — отжимают в шнековыхпрессах. Полнота отжима масла из твёрдого остатка — жмыха — зависит отдавления, толщины слоя отжимаемого материала, вязкости и плотности масла, продолжительностиотжима и ряда других факторов. Экстрагирование М. р. производится в спец.аппаратах — экстракторах — при помощи органических растворителей (чаще всегоэкстракционных бензинов). В результате получается раствор масла в растворителе(так называемая мисцелла) и обезжиренный твёрдый остаток, смоченный растворителем(шрот). Из мисцеллы и шрота растворитель отгоняется соответственно в дистилляторахи шнековых испарителях. Шрот основных масличных культур (подсолнечника, хлопчатника,сои, льна и других) является ценным высокобелковым кормовым продуктом.Содержание в нём масла зависит от структуры частиц шрота, продолжительностиэкстракции и температуры, свойств растворителя (вязкости, плотности),гидродинамических условий. По смешанному способу производства осуществляетсяпредварительный съём масла на шнековых прессах (так называемое форпрессование),после чего производится экстрагирование масла из жмыха.
М. р., полученныелюбым методом, подвергают очистке. По степени очистки пищевые М. р. разделяютна сырые, нерафинированные и рафинированные. М. р., подвергнутые толькофильтрации, называются сырыми и являются наиболее полноценными, в них полностьюсохраняются фосфатиды, токоферолы, стерины и другие биологически ценныекомпоненты. Эти М. р. отличаются более высокими вкусовыми свойствами. К нерафинированнымотносятся М. р., подвергнутые частичной очистке — отстаиванию, фильтрации,гидратации и нейтрализации. Эти М. р. имеют меньшую биологическую ценность, таккак в процессе гидратации удаляется часть фосфатидов. Рафинированные М. р.подвергаются обработке по полной схеме рафинации, включающей механическуюочистку (удаление взвешенных примесей отстаиванием, фильтрацией и центрифугированием),гидратацию (обработку небольшим количеством горячей — до 70 °С — воды),нейтрализацию, или щелочную очистку (воздействие на нагретое до 80—95 °С маслощёлочью), адсорбционную рафинацию, в процессе которой в результате обработки М.р. адсорбирующими веществами (животный уголь, гумбрин, флоридин и другие)поглощаются красящие вещества, а масло осветляется и обесцвечивается.Дезодорация, то есть удаление ароматических веществ, производится воздействиемна М. р. водяного пара под вакуумом.
В результатерафинации обеспечивается прозрачность и отсутствие отстоя, а также запаха ивкуса. В биологическом отношении рафинированные М. р. менее ценны. Прирафинировании теряется значительная часть стеринов и М. р. почти полностьюлишаются фосфатидов (например, в соевом масле после рафинации остаётся 100 мг% фосфатидов вместо 3000 мг % исходных). Для устранения этогонедостатка рафинированные М. р. искусственно обогащаются фосфатидами.Представление о большей устойчивости рафинированного М. р. при продолжительномхранении исследованиями не подтверждается. Будучи лишено природных защитныхвеществ, оно не имеет каких-либо преимуществ в процессе хранения перед другимивидами М. р. (нерафинированное). Некоторые М. р. нуждаются в обязательнойочистке от примесей, которые не безвредны для здоровья человека. Так, семенахлопчатника содержат ядовитый пигмент госсипол в количестве от 0,15 до 1,8 % кмассе сухого и обезжиренного семени. Путём рафинации этот пигмент удаляетсяполностью.
В СССРпроизводятся главным образом (% в общем жировом балансе на 1969): подсолнечное(77), хлопковое (16), льняное (2,3), соевое (1,8), горчичное, касторовое, кориандровое,кукурузное и тунговое масла.
Области применениямасел многообразны. Жирные М. р. являются важнейшим пищевым продуктом(подсолнечное, хлопковое, оливковое, арахисовое, соевое и др.) и применяютсядля изготовления консервов, кондитерских изделий, маргарина. В технике из маселпроизводят мыла, олифы, жирные кислоты, глицерин, лаки и другие материалы.
Очищенные отпримесей, отбелённые и уплотнённые М. р. (преимущественно льняное, конопляное,ореховое, маковое) применяются в масляной живописи в качестве основногокомпонента связующих масляных красок и в составе эмульсий темперных (казеиново-масляныхи других) красок. М. р. также используются для разбавления красок и входят всостав эмульсионных грунтов и масляных лаков. М. р., высыхающие медленно(подсолнечное, соевое и другие), и М. р., не образующие плёнок на воздухе(касторовое), применяются в качестве добавок, которые замедляют высыханиекрасок на холсте (при длительной работе над картиной создавая возможностьочищать и переписывать отдельные участки красочного слоя) или палитре, при долговременномхранении красок.
В медицинскойпрактике из жидких М. р. (касторовое, миндальное) готовят масляные эмульсии; М.р. (оливковое, миндальное, подсолнечное, льняное) входят как основы в состав мазейи линиментов. Масло какао используют для изготовления суппозиториев. М.р. являются также основой многих косметических средств.
Мыла, соли высших жирных кислот. В производстве и быту М. (или товарными М.)называют технические смеси водорастворимых солей этих кислот, часто с добавкаминекоторых др. веществ, обладающие моющим действием. Основу смесей обычносоставляют натриевые (реже калиевые и аммониевые) соли насыщенных и ненасыщенныхжирных кислот с числом атомов углерода в молекуле от 12 до 18 (стеариновой,пальмитиновой, миристиновой, лауриновой и олеиновой). К М. часто относят такжесоли нафтеновых и смоляных кислот, а иногда и др. соединения, обладающие врастворах моющей способностью. Не растворяющиеся в воде соли жирных кислот ищёлочноземельных, а также поливалентных металлов называются «металлическими» М.Водорастворимые М. — типичные мицеллообразующие поверхностно-активныевещества. При концентрации выше определённого критического значения вмыльном растворе наряду с отдельными молекулами (ионами) растворённого веществанаходятся мицеллы — коллоидные частицы, образованные скоплением молекулв крупные ассоциаты. Наличие мицелл и высокая поверхностная (адсорбционная)активность М. обусловливают характерные свойства мыльных растворов: способностьотмывать загрязнения, пениться, смачивать гидрофобные поверхности,эмульгировать масла и др.
Приготовление М.обработкой жиров растительной золой, известью и естественными щелочами, посвидетельству Плиния Старшего, было известно ещё древним галлам и германцам.Упоминание о М. встречается у римского врача Галена (2 в. н. э.). Однако как моющеесредство М. стали использовать значительно позже; к 17 в. оно, по-видимому,было уже достаточно распространено в Европе. Мыловаренная промышленностьвозникла в 19 в., чему способствовали развитие химии жиров (работы французскогохимика М. Э. Шеврёля, 1813—1823) и создание достаточно широкого производствасоды по способу французского химика Н. Леблана (1820). Современная мыловареннаяпромышленность выпускает М. различных типов и сортов. По назначению различают хозяйственные,туалетные и технические М.; они бывают твёрдыми, мягкими, жидкими ипорошкообразными. Жировым сырьём в производстве М. служат жиры животныеи жирные масла растительные, а также жирозаменители — синтетическиежирные кислоты, канифоль, нафтеновые кислоты, талловое масло.Твёрдые сорта М. получают из твёрдых жиров и саломасов — отверждённыхгидрогенизацией растительных масел или жидких жиров морских животных. Сырьёмдля жидких М. служат в основном жидкие растительные масла, наряду с которымииспользуют жирозаменители. В производстве туалетного мыла жидкогожирозаменители не применяют.
Технологическийпроцесс получения М. складывается из 2 этапов: варки М. и переработкисваренного М. в товарный продукт. Варку М. проводят в специальных аппаратах —варочных котлах. Жировое сырьё при нагревании подвергают омылению едкойщёлочью, обычно каустической содой (гидроокисью натрия); при этом жиры превращаютсяв смесь солей жирных кислот и глицерин. Иногда используют жиры, предварительноподвергнутые гидролизу (расщеплению) с образованием свободных жирных кислот.Расщеплённые жиры в варочном котле нейтрализуют кальцинированной содой (карбонатомнатрия), а затем доомыляют едкой щёлочью. В обоих случаях в результате варки образуетсямыльный клей — однородная вязкая жидкость, густеющая при охлаждении. ТоварноеМ., полученное непосредственно из мыльного клея, называют клеевым; содержаниежирных кислот в нём обычно находится в пределах от 40 до 60%. Обработка мыльногоклея электролитами (отсолка) вызывает его расслоение. При полной отсолке растворамиедкой щёлочи или хлористого натрия в варочном котле возникают два слоя. Верхнийслой — концентрированный раствор М., содержащий не менее 60% жирных кислот,называют мыльным ядром. Из него получают товарное М. высших сортов (ядровоеМ.). Нижний слой — раствор электролита с малым содержанием М. — подмыльный щёлок;в него переходит большая часть глицерина (который извлекают как ценный побочныйпродукт производства) и загрязнений, внесённых в мыльный клей с исходнымипродуктами. Метод получения клеевых М. принято называть прямым, ядровых —косвенным. В производстве хозяйственных М. используют оба эти метода. ТуалетныеМ., как правило, готовят косвенным методом, причём мыльное ядро получают излучшего жирового сырья и подвергают дополнительной очистке.
На втором этапепри получении твёрдых М. мыльную массу — продукт варки — охлаждают,подсушивают, а затем механической обработкой с помощью специальной аппаратурыпридают ей пластичность и однородность, формуют и разрезают на кускистандартной массы. В туалетные М. вводят отдушки, красители, антиоксиданты, а внекоторых случаях — дезинфицирующие, лечебно-профилактические, пенообразующие идр. специфичные добавки. В дешёвые сорта М. иногда добавляют минеральныенаполнители — бентонитовые глины, очищенный каолин. Особую группу составляютпережиренные туалетные мыла; в них отсутствует свободная щёлочь и обычносодержатся косметические добавки (высшие жирные спирты, питательные вещества идр.).
Порошкообразные М.получают распылительной сушкой мыльных растворов. В продажу они поступают бездобавок (мыльные порошки) или в смеси со значительным количеством щелочныхэлектролитов (содой, фосфатами и др.), которые улучшают моющую способность М.(стиральные порошки). При производстве М. применяется автоматизированнаятехнологическая аппаратура непрерывного действия.
Мировоепроизводство хозяйственных М. постепенно сокращается в связи с увеличениемвыпуска синтетических моющих средств и растущим дефицитом жирового сырья.Однако с распространением разнообразных синтетических мылоподобных веществ М.не потеряли своего значения важнейшего средства личной гигиены. Они по-прежнемушироко применяются в быту и во многих отраслях промышленности (особенно в текстильной).М. наряду с др. типами поверхностно-активных веществ используются как смачиватели,эмульгаторы, стабилизаторы коллоидно-дисперсных систем. М. применяют в составесмазочно-охлаждающих жидкостей для металлообрабатывающих станков; приобогащении полезных ископаемых флотацией. Их используют в химическойтехнологии: при синтезе полимеров эмульсионным способом, в производствелакокрасочной продукции и др. «Металлические» М. как загустители входят всостав пластичных смазок, как сиккативы (ускорители «высыхания»)— в состав масляных лаков, олиф и др.
Жировой обмен, совокупность процессов превращениянейтральных жиров и их биосинтеза в организме животных и человека. Ж. о.можно разделить на следующие этапы: расщепление поступивших в организм с пищейжиров и их всасывание в желудочно-кишечном тракте; превращения всосавшихсяпродуктов распада жиров в тканях, ведущие к синтезу жиров, специфичных дляданного организма; процессы окисления жирных кислот, сопровождающиесяосвобождением биологически полезной энергии; выделение продуктов Ж. о. изорганизма.
В полости рта жирыникаким изменениям не подвергаются: в слюне нет расщепляющих жиры ферментов.Расщепление жиров начинается в желудке, однако здесь оно протекает с небольшойскоростью, т. к. липаза желудочного сока может действовать толькона предварительно эмульгированные жиры, в желудке же отсутствуют условия, необходимыедля образования жировой эмульсии. Лишь у детей раннего возраста, получающих спищей хорошо эмульгированные жиры (молоко), расщепление жиров в желудке можетдостигать 5%. Основная часть жиров пищи подвергается расщеплению и всасыванию вверхних отделах кишечника. В тонком кишечнике жиры гидролизуются липазой (вырабатываемойподжелудочной железой и железами кишечника) до моноглицеридов и в меньшейстепени до глицерина и жирных кислот. Степень расщепления жиров в кишечникезависит от интенсивности поступления в кишечник жёлчи и отсодержания в ней жёлчных кислот. Последние активируют кишечнуюлипазу и эмульгируют жиры, делая их более доступными действию липазы; крометого, они способствуют всасыванию свободных жирных кислот. Всосавшиеся жирныекислоты в слизистой оболочке кишечника частично используются для ресинтезажиров и др. липидов, специфичных для данной ткани организма, частично в видесвободных жирных кислот переходят в кровь. Механизм синтеза триглицеридов изжирных кислот связан с активацией последних путём образования их соединений с коферментомА (КоА). Вновь синтезированные триглицериды, а также триглицериды,всосавшиеся в нерасщеплённом виде, и свободные жирные кислоты могут переходитьиз стенки кишечника как в лимфатическую систему, так и в систему воротной вены.Триглицериды, поступившие в лимфатическую систему через грудной проток, переходятнебольшими порциями в общий круг кровообращения и могут отлагаться в жировыхдепо организма (подкожная жировая клетчатка, сальник, околопочечная клетчатка ит. д.). Большая же часть триглицеридов и жирных кислот, поступивших в системуворотной вены, задерживается в печени, подвергаясь там дальнейшим превращениям.В ходе промежуточного обмена в тканях под влиянием тканевых липаз жиры расщепляютсядо глицерина и жирных кислот, при дальнейшем окислении которых выделяетсябольшое количество энергии, накапливаемой в виде аденозинтрифосфорной кислоты.Окисление глицерина связано с образованием уксусной кислоты, которая в видеацетил-КоА вовлекается в трикарбоновых кислот цикл. На этом этапепроисходит пересечение Ж. о. с обменом белков и углеводов. Окисление высших жирныхкислот в тканях человека и животных протекает иначе. Активированные высшиежирные кислоты в виде соединений с КоА реагируют с карнитином, образуяего производные, способные проникать через мембраны митохондрий. Внутримитохондрий жирные кмслоты последовательно окисляются с освобождением активныхдвууглеродных компонентов — ацетил-КоА, который вовлекается в циклтрикарбоновых кислот или используется на др. реакции биосинтеза. Ж. о.находится под контролем нервной системы и гормонов гипофиза, надпочечников иполовых желез. Повреждая, например, гипоталамическую область мозга, можновызвать ожирение животного.
В растениях жирыобразуются из углеводов. Этот процесс наиболее интенсивно идёт в созревающихмасличных семенах и плодах. При прорастании семян идёт обратный процесс: жирырасщепляются (при участии липаз) на глицерин и жирные кислоты, и из продуктовраспада образуются углеводы. Поэтому по мере прорастаниясемян уменьшается содержание в них жиров и увеличивается количество свободныхжирных кислот. Глицерин в ростках присутствует в ничтожном количестве, т. к. онлегко и быстро превращается в углеводы. В прорастающих семенах масличныхрастений путь превращения жиров в углеводы лежит через глиоксилатный цикл.
Литература
Каррер П., Курсорганической химии, пер. с нем., 2 изд., Л., 1962; Фердман Д. Л., Биохимия, 3изд., М., 1966;
Тютюнников Б. Н., Химияжиров, М., 1966;
Кретович В. Л., Основыбиохимии растений, 5 изд., М., 1971.
Технология переработки жиров, 3 изд.,М., 1963; Справочник по мыловаренному производству, под ред. И. М. Товбина, М.,1974.
Голдовский А. М.,Теоретические основы производства растительных масел, М., 1958;
Белобородов В. В.,Основные процессы производства растительных масел, М., 1966;
Щербаков В. Г., Биохимияи товароведение масличного сырья, 2 изд., М., 1969;
Черкасова Л. С.,Мережинский М. Ф., Обмен жиров и липидов, Минск, 1961;
Маркман А. Л., Химиялипидов, в. 1—2, Таш., 1963—70; Тютюнников Б. Н., Химия жиров, М., 1966;