Proprietà fisiche della chimica dei grassi. Struttura, proprietà fisiche e chimiche dei grassi. Proprietà fisiche dei grassi e degli oli

introduzione

Grassi - composti organici, esteri completi del glicerolo (trigliceridi) e acidi grassi monobasici; appartengono alla classe dei lipidi . Insieme ai carboidrati e alle proteine, i grassi sono uno dei componenti principali delle cellule di animali, piante e microrganismi. Tutti i grassi naturali conosciuti contengono tre diversi radicali acidi, che hanno una struttura non ramificata e, di regola, un numero pari di atomi di carbonio. Tra gli acidi grassi saturi in una molecola di grasso, si trovano più spesso gli acidi stearico e palmitico; gli acidi grassi insaturi sono rappresentati principalmente dagli acidi oleico, linoleico e linolenico.

sapone di idrogenazione a consistenza grassa

Struttura, proprietà fisiche e chimiche dei grassi

Struttura:

La struttura dei grassi corrisponde alla formula generale:

I grassi sono costituiti quasi esclusivamente da trigliceridi degli acidi grassi, cioè sono esteri del glicerolo e acidi grassi ad alto peso molecolare. Nei grassi naturali si trovano più di 200 acidi grassi diversi. Ciò spiega la diversità e la specificità chimica dei grassi naturali. I grassi sono una miscela di trigliceridi ed è caratteristico che in natura non si trovi grasso composto da un solo trigliceride. Quelli predominanti sono gli acidi grassi con un numero pari di atomi di carbonio da 8 a 24. Il 75% dei grassi sono trigliceridi di soli tre acidi: palmitico (CH 3 (CH 2) 14 COOH), oleico (CH 3 - (CH 2) 7 -CH=CH- (CH 2) 7 -COOH) e linoleico (CH 3 (CH 2) 3 -(CH 2 -CH=CH) 2 -(CH 2) 7 -COOH). Presente in natura gli acidi grassi possono essere divisi in tre gruppi : saturi, monoinsaturi (con un doppio legame - monoico), polinsaturi (con due o più doppi legami).

Proprietà fisiche dei grassi:

A temperatura ambiente i grassi sono sostanze solide, unguentarie o liquide. Come ogni miscela di sostanze, non hanno un punto di fusione chiaro (cioè si fondono in un certo intervallo di temperature). Solo i singoli trigliceridi sono caratterizzati da un certo punto di fusione.

La consistenza dei grassi dipende dalla loro composizione:

Nei grassi solidi predominano i trigliceridi con residui acidi saturi, aventi punti di fusione relativamente alti.

Per grassi liquidi (gli oli), invece, sono caratterizzati da un elevato contenuto di trigliceridi di acidi insaturi con basso punto di fusione.

I grassi sono praticamente insolubili in acqua, ma quando vengono aggiunti sapone o altri tensioattivi (emulsionanti) sono in grado di formare emulsioni acquose stabili. I grassi sono anche scarsamente solubili in alcol e altamente solubili in molti solventi non polari e basso-polari: etere, benzene, cloroformio, benzina.

Proprietà chimiche

1. Idrolisi dei grassi. I grassi vengono idrolizzati per formare glicerolo e acidi carbossilici:

2. Idrogenazione degli oli. Gli oli vegetali liquidi si trasformano in solidi

3. Ottenere il sapone. I saponi sono sali di metalli alcalini di acidi carbossilici superiori.

“La chimica è ovunque, la chimica è in ogni cosa:

In tutto ciò che respiriamo

In tutto ciò che beviamo

In tutto ciò che mangiamo."

In tutto ciò che indossiamo

Le persone hanno imparato da tempo a estrarre il grasso dagli oggetti naturali e ad usarlo nella vita di tutti i giorni. Il grasso bruciava nelle lampade primitive, illuminando le caverne dei popoli primitivi; i corridori su cui venivano lanciate le navi erano lubrificati con grasso. I grassi sono la principale fonte della nostra alimentazione. Ma una cattiva alimentazione e uno stile di vita sedentario portano ad un eccesso di peso. Gli animali del deserto immagazzinano il grasso come fonte di energia e acqua. Lo spesso strato di grasso di foche e balene li aiuta a nuotare nelle fredde acque dell'Oceano Artico.

I grassi sono ampiamente distribuiti in natura. Insieme ai carboidrati e alle proteine, fanno parte di tutti gli organismi animali e vegetali e costituiscono una delle parti principali della nostra alimentazione. Le fonti di grassi sono organismi viventi. Gli animali includono mucche, maiali, pecore, polli, foche, balene, oche, pesci (squali, merluzzi, aringhe). L'olio di pesce, un medicinale, si ottiene dal fegato di merluzzo e squalo, mentre i grassi utilizzati per nutrire gli animali da fattoria si ottengono dalle aringhe. I grassi vegetali sono spesso liquidi e sono chiamati oli. Vengono utilizzati grassi vegetali come cotone, lino, soia, arachidi, sesamo, colza, girasole, senape, mais, papavero, canapa, cocco, olivello spinoso, rosa canina, palma da olio e molti altri.

I grassi svolgono diverse funzioni: costruzione, energia (1 g di grasso fornisce 9 kcal di energia), protezione, conservazione. I grassi forniscono il 50% dell’energia richiesta da una persona, quindi una persona deve consumare 70-80 grammi di grassi al giorno. I grassi costituiscono il 10-20% del peso corporeo di una persona sana. I grassi sono una fonte essenziale di acidi grassi. Alcuni grassi contengono vitamine A, D, E, K e ormoni.

Molti animali e esseri umani usano il grasso come guscio termoisolante; ad esempio, in alcuni animali marini lo spessore dello strato di grasso raggiunge un metro. Inoltre, i grassi sono solventi per agenti aromatizzanti e coloranti nel corpo. Molte vitamine, come la vitamina A, sono solo liposolubili.

Alcuni animali (solitamente uccelli acquatici) utilizzano i grassi per lubrificare le proprie fibre muscolari.

I grassi aumentano l’effetto saziante degli alimenti perché vengono digeriti molto lentamente e ritardano la comparsa della fame..

Storia della scoperta dei grassi

Già nel XVII secolo. Scienziato tedesco, uno dei primi chimici analitici Otto Tacheny(1652-1699) suggerirono per primi che i grassi contenessero un “acido nascosto”.

Nel 1741 chimico francese Claude Joseph Geoffroy(1685–1752) scoprì che quando il sapone (preparato facendo bollire il grasso con alcali) si decompone con l'acido, si forma una massa grassa al tatto.

Il fatto che i grassi e gli oli contengano glicerina fu scoperto per la prima volta nel 1779 dal famoso chimico svedese Karl Wilhelm Scheele.

La composizione chimica dei grassi fu determinata per la prima volta da un chimico francese all'inizio del secolo scorso. Michel Eugène Chevreul, fondatore della chimica dei grassi, autore di numerosi studi sulla loro natura, riassunti in una monografia in sei volumi"Studi chimici su corpi di origine animale".

1813E. Chevreul stabilito la struttura dei grassi, grazie alla reazione di idrolisi dei grassi in un ambiente alcalino.Ha dimostrato che i grassi sono costituiti da glicerolo e acidi grassi, e questa non è solo una miscela di essi, ma un composto che, aggiungendo acqua, si scompone in glicerolo e acidi.

Formula generale dei grassi (trigliceridi)

Grassi – esteri del glicerolo e degli acidi carbossilici superiori. Il nome comune di questi composti è trigliceridi.

Classificazione dei grassi

I grassi animali contengono principalmente gliceridi degli acidi saturi e sono solidi. I grassi vegetali, spesso chiamati oli, contengono gliceridi di acidi carbossilici insaturi. Questi sono, ad esempio, oli liquidi di girasole, canapa e lino.

I grassi naturali contengono i seguenti acidi grassi

Saturato: stearico (C 17 H 35 COOH) palmitico (C 15 H 31 COOH) Oleoso (C 3 H 7 COOH)	CONTENENTE ANIMALI GRASSI
Insaturo : oleico (C 17 H 33 COOH, 1 doppio legame) linoleico (C 17 H 31 COOH, 2 doppi legami) linolenico (C 17 H 29 COOH, 3 doppi legami) arachidonico (C 19 H 31 COOH, 4 doppi legami, meno comune)	CONTENENTE PIANTA GRASSI

I grassi si trovano in tutte le piante e gli animali. Sono miscele di esteri del glicerolo completi e non hanno un punto di fusione chiaramente definito.

• Grassi animali(agnello, maiale, manzo, ecc.), di norma, sono sostanze solide con un basso punto di fusione (un'eccezione è l'olio di pesce). Nei grassi solidi prevalgono i residui saturato acidi
• Grassi vegetali - oli(girasole, soia, semi di cotone, ecc.) – liquidi (eccezione – olio di cocco, burro di semi di cacao). Gli oli contengono principalmente residui insaturo (insaturo) acidi

Proprietà chimiche dei grassi

1. Idrolisi, O saponificazione, grassista succedendo sotto l'influenza dell'acqua, con la partecipazione di enzimi o catalizzatori acidi(reversibile) in questo caso si formano alcol - glicerina e una miscela di acidi carbossilici:

o alcali (irreversibili). L'idrolisi alcalina produce sali di acidi grassi superiori chiamatisaponi. I saponi si ottengono per idrolisi dei grassi in presenza di alcali:

I saponi sono sali di potassio e sodio di acidi carbossilici superiori.

2. Idrogenazione dei grassi– la trasformazione degli oli vegetali liquidi in grassi solidi – è di grande importanza per scopi alimentari. Il prodotto dell’idrogenazione dell’olio è il grasso solido (strutto artificiale, salomas ). Margarina – grasso commestibile, è costituito da una miscela di oli idrogenati (girasole, mais, cotone, ecc.), grassi animali, latte e additivi aromatizzanti (sale, zucchero, vitamine, ecc.).

Ecco come viene prodotta la margarina nell'industria:

Nelle condizioni del processo di idrogenazione dell'olio (alta temperatura, catalizzatore metallico), alcuni dei residui acidi contenenti legami cis C=C vengono isomerizzati in isomeri trans più stabili. Un aumento del contenuto di residui di acidi transinsaturi nella margarina (soprattutto nelle varietà economiche) aumenta il rischio di aterosclerosi, malattie cardiovascolari e altre malattie.

Reazione di produzione del grasso (esterificazione)

Applicazione dei grassi

• 1. Industria alimentare
• 1. Prodotti farmaceutici
• 1. Produzione di saponi e prodotti cosmetici
• 1. Produzione di lubrificanti

I grassi sono un prodotto alimentare. Ruolo biologico dei grassi.

I grassi animali e gli oli vegetali, insieme a proteine ​​e carboidrati, sono uno dei componenti principali della normale alimentazione umana. Sono la principale fonte di energia: 1 g di grasso, quando è completamente ossidato (si verifica nelle cellule con la partecipazione dell'ossigeno), fornisce 9,5 kcal (circa 40 kJ) di energia, che è quasi il doppio di quella che si può ottenere da proteine ​​o carboidrati. Inoltre, le riserve di grasso nel corpo non contengono praticamente acqua, mentre le molecole di proteine ​​e carboidrati sono sempre circondate da molecole d'acqua. Di conseguenza, un grammo di grasso fornisce quasi 6 volte più energia di un grammo di amido animale: il glicogeno. Pertanto, il grasso dovrebbe essere giustamente considerato un "carburante" ipercalorico. Viene speso principalmente per mantenere la normale temperatura del corpo umano, nonché per far lavorare vari muscoli, quindi anche quando una persona non fa nulla (ad esempio dorme), ha bisogno di circa 350 kJ di energia ogni ora per coprire i costi energetici , circa la stessa potenza di una lampadina elettrica da 100 watt.

Per fornire energia al corpo in condizioni sfavorevoli, vengono create riserve di grasso, che si depositano nel tessuto sottocutaneo, nella piega grassa del peritoneo, il cosiddetto omento. Il grasso sottocutaneo protegge il corpo dall'ipotermia (questa funzione del grasso è particolarmente importante per gli animali marini). Per migliaia di anni, le persone hanno svolto un duro lavoro fisico, che richiedeva grandi quantità di energia e, di conseguenza, una maggiore nutrizione. Per coprire il fabbisogno energetico minimo giornaliero di una persona sono sufficienti solo 50 g di grassi. Tuttavia, con un'attività fisica moderata, un adulto dovrebbe ricevere leggermente più grassi dal cibo, ma la loro quantità non deve superare i 100 g (questo fornisce un terzo del contenuto calorico per una dieta di circa 3000 kcal). Va notato che la metà di questi 100 g è contenuta negli alimenti sotto forma di cosiddetto grasso nascosto. I grassi sono contenuti in quasi tutti i prodotti alimentari: si trovano in piccole quantità anche nelle patate (0,4%), nel pane (1–2%) e nella farina d'avena (6%). Il latte contiene solitamente il 2-3% di grassi (ma esistono anche varietà speciali di latte scremato). C'è parecchio grasso nascosto nella carne magra, dal 2 al 33%. Il grasso nascosto è presente nel prodotto sotto forma di singole minuscole particelle. I grassi quasi puri sono lo strutto e l'olio vegetale; Il burro contiene circa l’80% di grassi e il burro chiarificato il 98%. Naturalmente tutte le raccomandazioni fornite per il consumo di grassi sono medie e dipendono dal sesso, dall’età, dall’attività fisica e dalle condizioni climatiche. Con un consumo eccessivo di grassi, una persona aumenta rapidamente di peso, ma non dobbiamo dimenticare che i grassi nel corpo possono essere sintetizzati anche da altri alimenti. “Eliminare” le calorie in eccesso attraverso l’attività fisica non è così facile. Ad esempio, dopo aver fatto jogging per 7 km, una persona spende all'incirca la stessa quantità di energia che spenderebbe mangiando solo una barretta di cioccolato da cento grammi (35% di grassi, 55% di carboidrati). I fisiologi hanno scoperto che con l'attività fisica la quantità è 10 volte superiore del solito, la persona che riceveva la dieta ricca di grassi era completamente esausta dopo un'ora e mezza. Con una dieta a base di carboidrati, una persona ha resistito allo stesso carico per 4 ore. Questo risultato apparentemente paradossale è spiegato dalle peculiarità dei processi biochimici. Nonostante l’elevata “intensità energetica” dei grassi, ottenere energia da essi nel corpo è un processo lento. Ciò è dovuto alla bassa reattività dei grassi, in particolare delle loro catene di idrocarburi. I carboidrati, pur fornendo meno energia dei grassi, la “rilasciano” molto più velocemente. Pertanto, prima dell’attività fisica, è preferibile mangiare dolci piuttosto che cibi grassi. Un eccesso di grassi negli alimenti, soprattutto animali, aumenta il rischio di sviluppare malattie come l'aterosclerosi, l'insufficienza cardiaca, ecc. I grassi animali contengono molto colesterolo (ma non bisogna dimenticare che due terzi del colesterolo viene sintetizzato nell'organismo da alimenti non grassi - carboidrati e proteine).

È noto che una parte significativa del grasso consumato dovrebbe essere costituita da oli vegetali, che contengono composti molto importanti per il corpo: acidi grassi polinsaturi con numerosi doppi legami. Questi acidi sono chiamati “essenziali”. Come le vitamine, devono entrare nel corpo in forma già pronta. Di questi, l'acido arachidonico ha l'attività maggiore (è sintetizzato nel corpo dall'acido linoleico) e l'acido linolenico ha l'attività minore (10 volte inferiore all'acido linoleico). Secondo varie stime, il fabbisogno giornaliero di acido linoleico di una persona varia da 4 a 10 g. La quantità più alta di acido linoleico (fino all'84%) si trova nell'olio di cartamo, spremuto dai semi di cartamo, una pianta annuale con fiori di colore arancione brillante . C'è molto di questo acido anche negli oli di girasole e di noci.

Secondo i nutrizionisti, una dieta equilibrata dovrebbe contenere il 10% di acidi polinsaturi, il 60% di acidi monoinsaturi (principalmente acido oleico) e il 30% di acidi saturi. Questo è il rapporto garantito se una persona riceve un terzo dei grassi sotto forma di oli vegetali liquidi - nella quantità di 30-35 g al giorno. Questi oli sono contenuti anche nella margarina, che contiene dal 15 al 22% di acidi grassi saturi, dal 27 al 49% insaturi e dal 30 al 54% polinsaturi. Per fare un confronto: il burro contiene il 45–50% di acidi grassi saturi, il 22–27% di insaturi e meno dell'1% di polinsaturi. A questo proposito, la margarina di alta qualità è più salutare del burro.

Deve essere ricordato

Gli acidi grassi saturi influenzano negativamente il metabolismo dei grassi, la funzionalità epatica e contribuiscono allo sviluppo dell'aterosclerosi. Gli acidi insaturi (soprattutto gli acidi linoleico e arachidonico) regolano il metabolismo dei grassi e partecipano all'eliminazione del colesterolo dal corpo. Maggiore è il contenuto di acidi grassi insaturi, minore è il punto di fusione dei grassi. Il contenuto calorico dei grassi animali solidi e dei grassi vegetali liquidi è approssimativamente lo stesso, ma il valore fisiologico dei grassi vegetali è molto più elevato. Il grasso del latte ha qualità più preziose. Contiene un terzo di acidi grassi insaturi e, conservato sotto forma di emulsione, viene facilmente assorbito dall'organismo. Nonostante queste qualità positive, non dovresti consumare solo grasso del latte, poiché nessun grasso contiene la composizione ideale di acidi grassi. È meglio consumare grassi sia di origine animale che vegetale. Il loro rapporto dovrebbe essere 1:2,3 (70% animale e 30% vegetale) per i giovani e le persone di mezza età. Nella dieta degli anziani dovrebbero prevalere i grassi vegetali.

I grassi non solo partecipano ai processi metabolici, ma vengono anche immagazzinati come riserva (principalmente nella parete addominale e attorno ai reni). Le riserve di grasso forniscono processi metabolici, preservando le proteine ​​per la vita. Questo grasso fornisce energia durante l'attività fisica, se viene fornito poco grasso con il cibo, così come durante malattie gravi, quando a causa della diminuzione dell'appetito, non viene fornito a sufficienza con il cibo.

Il consumo eccessivo di grassi negli alimenti è dannoso per la salute: viene immagazzinato in grandi quantità come riserva, il che aumenta il peso corporeo, portando talvolta a sfigurare la figura. Aumenta la sua concentrazione nel sangue che, come fattore di rischio, contribuisce allo sviluppo di aterosclerosi, malattia coronarica, ipertensione, ecc.

Le proprietà dei grassi sono determinate dalla composizione qualitativa degli acidi grassi, dal loro rapporto quantitativo, dalla percentuale di acidi grassi liberi non legati al glicerolo, dal rapporto tra i vari trigliceridi, ecc.

Gli acidi grassi saturi formano trigliceridi, che hanno una consistenza solida a temperature normali. Tra questi ci sono sia grassi animali (ad esempio grasso di manzo) che vegetali (ad esempio burro di cacao). Gli acidi grassi insaturi formano trigliceridi, che nelle stesse condizioni hanno una consistenza liquida: grassi animali (ad esempio olio di pesce) e la stragrande maggioranza degli oli vegetali.

Grassi e oli sono untuosi al tatto; applicati sulla carta lasciano una caratteristica macchia “unta” che non scompare con il riscaldamento, ma, al contrario, si diffonde ancora di più. A temperature normali, gli oli non si accendono, ma se riscaldati o sotto forma di vapori bruciano con una fiamma brillante. I trigliceridi puri sono incolori, ma i grassi naturali sono più o meno colorati. Gli oli sono generalmente di colore giallastro per la presenza di carotenoidi, alcuni di essi possono essere colorati di verde dalla clorofilla, oppure, più raramente, di rosso-arancio o di altro colore a seconda del tipo di lipocromo. L'odore e il sapore dei grassi freschi sono specifici. L'odore è dovuto alla presenza di tracce di oli essenziali (terpeni, idrocarburi alifatici, ecc.). Alcuni grassi contengono esteri odorosi di acidi a basso peso molecolare. L'odore specifico degli oli di pesce è dovuto agli acidi grassi altamente insaturi o, meglio, ai loro prodotti di ossidazione.

La densità della stragrande maggioranza dei grassi è compresa tra 0,910 e 0,945. Solo pochi oli (ad esempio quello di ricino) hanno una densità maggiore - fino a 0,970 (a 20°C, secondo GF X).

I grassi e gli oli sono insolubili in acqua, ma possono essere emulsionati in acqua utilizzando tensioattivi. Sono difficili da sciogliere in etanolo (o non si sciolgono), ad eccezione dell'olio di ricino. Facilmente solubile in etere etilico, cloroformio, disolfuro di carbonio, benzina, etere di petrolio e olio di vaselina. I grassi e gli oli si mescolano tra loro in qualsiasi rapporto. Sono buoni solventi per oli essenziali, canfora, resine, zolfo, fosforo e una serie di altre sostanze.

Il punto di fusione dei grassi solidi aumenta con il numero di atomi di carbonio inclusi nella loro composizione in acidi grassi. Poiché i grassi sono miscele complesse di diversi trigliceridi, il loro punto di fusione solitamente non è chiaramente definito. Lo stesso vale per il punto di scorrimento.

Non è possibile determinare il punto di ebollizione dei grassi, poiché riscaldati a 250°C vengono distrutti con formazione di acroleina aldeide dal glicerolo, che irrita fortemente le mucose degli occhi.

Bollono sotto vuoto spinto. Gli oli grassi costituiti da trigliceridi semplici sono otticamente inattivi a meno che non contengano miscele di sostanze otticamente attive. Nel caso dei trigliceridi misti, alcuni oli grassi possono presentare attività ottica.

Maggiore è l'indice di rifrazione, maggiore è il contenuto di trigliceridi degli acidi insaturi nei grassi. Ad esempio, il burro di cacao ha un indice di rifrazione di 1.457, l'olio di mandorle - 1.470, l'olio di semi di lino - 1.482.

Le proprietà chimiche dei grassi si manifestano nella loro capacità di saponificazione, irrancidimento, essiccazione e idrogenazione.

Saponificazione. I trigliceridi degli acidi grassi sono capaci di trasformazioni caratteristiche degli esteri. Sotto l'influenza degli alcali caustici, i legami esterici si scindono, dando luogo alla formazione di glicerolo libero e sali alcalini degli acidi grassi (saponi).

La reazione di saponificazione è ampiamente utilizzata per preparare saponi domestici e medici, nonché per determinare la composizione dei grassi e la loro buona qualità. A questo scopo, determinare numero di saponificazione, cioè il numero di milligrammi di idrossido di potassio (KOH) necessari per neutralizzare gli acidi grassi liberi e legati ai trigliceridi contenuti in 1 g di grasso.

Rancidità. Questo complesso processo chimico si verifica quando il grasso viene immagazzinato in condizioni sfavorevoli (accesso all'aria e all'umidità, alla luce, al calore), a seguito delle quali i grassi acquisiscono un sapore amaro e un odore sgradevole. Se i grassi in queste condizioni sono esposti all'azione dell'enzima lipasi, si verifica la loro decomposizione, simile alla reazione di saponificazione. Questo tipo di deterioramento del grasso è facilmente controllabile in termini di dimensioni numero di acidità(CC). Questa costante si riferisce al numero di milligrammi di idrossido di potassio (KOH) necessario per neutralizzare gli acidi grassi liberi contenuti in 1 g di grasso. I grassi benigni contengono piccole quantità di acidi grassi liberi.

Utilizzando altre costanti è possibile determinare la natura degli acidi grassi liberi contenuti nell'olio. Pertanto, dal numero Reichert-Meisl si può giudicare la quantità di acidi volatili solubili in acqua, e dal numero Polenske si può giudicare la quantità di acidi volatili insolubili in acqua. Il numero di Reichert-Meisl è il numero di millilitri di soluzione di idrossido di potassio 0,1 Me necessari per neutralizzare gli acidi grassi volatili e idrosolubili ottenuti in condizioni rigorosamente definite da 5 g di grasso. Il numero di Polenske viene determinato in seguito alla determinazione degli acidi volatili nello stesso campione di grasso. Gli acidi grassi precipitati vengono trasferiti in una soluzione alcolica e titolati con una soluzione alcolica 0,1 M di idrossido di potassio.

Per avere un'idea più precisa della quantità di gliceridi contenuti nei grassi, al numero di saponificazione viene sottratto il numero di acidità e il cosiddetto numero etereo(EC), che caratterizza solo gli acidi grassi legati.

A volte l'irrancidimento dei grassi dipende dall'attività dei microrganismi che provocano l'ossidazione degli acidi grassi scissi in chetoni o aldeidi. Tuttavia, molto spesso l'irrancidimento dei grassi è causato dall'ossidazione degli acidi grassi insaturi con l'ossigeno atmosferico. Questi ultimi possono unirsi nel sito dei doppi legami, formando perossidi.

L'ossigeno può anche attaccarsi all'atomo di carbonio adiacente al doppio legame, formando idroperossidi.

I perossidi e gli idroperossidi risultanti subiscono la decomposizione per formare aldeidi e chetoni. Per caratterizzare l'irrancidimento ossidativo del grasso, una costante nota come valore di perossido, che è espresso dalla quantità di iodio utilizzata per distruggere i perossidi.

Essiccazione. I grassi liquidi sparsi in uno strato sottile si comportano diversamente nell'aria: alcuni rimangono liquidi invariati, altri, ossidandosi, si trasformano gradualmente in un film elastico trasparente simile a una resina - linoxina, insolubile nei solventi organici. Gli oli che non formano una pellicola sono detti non essiccanti. Il componente principale di tali oli sono i gliceridi dell'acido oleico (con un doppio legame). Gli oli che formano una pellicola densa sono chiamati oli essiccanti. Il componente principale di tali oli sono i gliceridi dell'acido linolenico (con tre doppi legami). Gli oli che formano pellicole morbide sono chiamati semi-essiccanti. Il componente principale di tali oli sono i gliceridi dell'acido linoleico (con due doppi legami). La capacità di essiccazione di alcuni oli è ampiamente utilizzata nell'economia nazionale (industria delle pitture e delle vernici). Per la medicina, al contrario, sono interessanti gli oli non essiccanti, poiché vengono utilizzati per la somministrazione parenterale di farmaci.

L'acido oleico ha la capacità, sotto l'influenza dell'acido nitroso, di trasformarsi nel suo stereoisomero - acido elaidico, che ha una consistenza solida a temperatura ambiente. Questa reazione, nota come test dell'elaidina, è ampiamente utilizzata per determinare il tipo di olio: se il test è positivo, allora l'olio in esame non è essiccante (contiene trigliceridi dell'acido oleico).

Un modo affidabile per determinare se gli oli si stanno seccando è determinare il numero di iodio. È noto che tutti gli acidi insaturi, compresi gli acidi grassi, sono in grado di aggiungere alogeni al doppio legame. Più doppi legami ci sono negli acidi grassi, più alogeni si uniranno. Per scopi analitici viene solitamente utilizzato lo iodio; Il valore di iodio si riferisce al numero di grammi di iodio che vengono assorbiti da 100 g di grasso. Pertanto, in base al numero di iodio, si può facilmente determinare a quale gruppo in termini di grado di essiccazione appartiene un particolare olio.

Grassi, sostanze di origine animale (vedi), vegetale (vedi) e microbica, costituite principalmente (fino al 98%) da trigliceridi (acilgliceroli) di esteri completi e acidi grassi. Contengono inoltre di- e monogliceridi (1-3%) e (0,5-3%), acidi grassi liberi e loro esteri (0,05-1,7%), sostanze coloranti (carotene, xantofilla), A, D, E e K , polifenoli e loro esteri. Proprietà chimico fisiche e biologiche grasso sono determinati dai trigliceridi che contengono e, innanzitutto, dalla lunghezza della catena, dal grado di insaturazione degli acidi grassi e dalla loro collocazione nel trigliceride. Parte grasso comprende prevalentemente acidi grassi non ramificati contenenti un numero pari di C (da 4 a 26) sia saturi che mono- e polinsaturi; Questi sono principalmente gli acidi miristico, palmitico, stearico, 9-esadecenoico, oleico, linoleico e linolenico. Quasi tutti gli acidi vegetali insaturi grasso e la maggior parte degli animali grasso Sono cis-isomeri. Grassi vengono tenuti i ruminanti trance-isomeri. I trigliceridi contenenti vari residui acidi esistono come diversi isomeri di posizione e anche come vari stereoisomeri, ad esempio:

Trigliceridi naturali grasso contenere almeno due acidi grassi diversi. Esistono trigliceridi contenenti tre acidi saturi (S 3), due saturi e uno insaturo (resp. S.S.U. E SUS), uno saturo e due insaturi (rispettivamente SUU E USU) e tre acidi insaturi ( U 3) (vedi tabella).

In pianta grassi la maggior parte degli acidi insaturi si trova nelle posizioni β dei trigliceridi. Con un gran numero di acidi insaturi occupano anche posizioni α. Acidi saturi nelle piante grassi localizzati principalmente nelle posizioni α. Negli animali grassi anche gli acidi insaturi occupano preferenzialmente la posizione β. L'eccezione è il grasso di maiale, in cui la posizione β è occupata prevalentemente da acidi saturi, anche con un basso contenuto di questi ultimi.

Proprietà fisiche dei grassi

e per la maggior parte grassoè 39,5 kJ/g; ΔH pl 120-150 J/g; Dalle 0:00 ca. 2 J/(g.K).

Grassi-cattivi conduttori di calore ed elettricità. Coefficiente 0,170 W/(m.K), costante dielettrica (30-40)·10 - 30 K.m. Punto di infiammabilità della maggior parte grasso 270-330°C, temperatura di autoaccensione 340-360°C; caratteristica grassoè anche la cosiddetta temperatura di formazione del fumo, alla quale si verifica una formazione visivamente evidente a causa della decomposizione grasso. Cade mentre cresce grasso e si trova nell'intervallo 160-230°C. Grassi illimitatamente solubile in . , parzialmente solubile in (5-10%) e praticamente insolubile in acqua, ma si forma con essa. 10 mg di carne di manzo vengono emulsionati in 100 g di acqua grasso, 50 mg di carne di maiale. Grassi sciogliere piccole quantità di acqua (0,1-0,4%) e quantità significative (7-10% in volume di N 2, H 2, O 2 e fino al 100% di CO 2). La solubilità di H 2, N 2, O 2 aumenta con l'aumentare della temperatura, la solubilità di CO 2 diminuisce.

Proprietà chimiche dei grassi

grasso, i cui prodotti finali sono glicerina e acidi grassi, vengono realizzati nell'industria riscaldandoli con acqua a 200-225 ° C a 2-2.5.10 6 Pa (metodo reattivo) o riscaldando a pressione normale in presenza ( Catalizzatore Twitchell e contatto Petrov). L'alcalino viene utilizzato nei processi di produzione del sapone (vedi) e in presenza di gruppi ossidrile nelle catene degli acidi grassi. Le velocità di idrolisi enzimatica dei gruppi α e β-estere del pancreas sono diverse, e vengono utilizzate per determinare la struttura dei trigliceridi grasso.

Alcolismo grasso, in particolare la metanolisi, viene utilizzata come prima fase di un metodo di produzione continua del sapone. La glicerolisi per azione viene utilizzata per ottenere mono- e digliceridi utilizzati come emulsionanti. Acidolisi, ad esempio acetolisi del cocco grasso seguito da un eccesso di acido acetico con glicerolo, si ottiene una miscela costituita da lauroildiacetina, miristoildiacetina e altri trigliceridi misti, utilizzati come nitrocellulosa. Di grande importanza pratica è la reazione di doppio scambio dei radicali acilici nei trigliceridi (transesterificazione), che avviene sia a livello intra che intermolecolare e porta alla ridistribuzione dei residui di acidi grassi. Quando questa reazione viene condotta in un sistema liquido monofase (transesterificazione non direzionale), nella miscela risultante di trigliceridi si verifica una ridistribuzione statistica dei residui acidi. Il direzionale (multifase) viene effettuato a una temperatura alla quale i trigliceridi ad alto punto di fusione sono allo stato solido e i trigliceridi a basso punto di fusione sono allo stato liquido. Con transesterificazione diretta grassi sono arricchiti di trigliceridi con punto di fusione più alto (S 3) e punto di fusione più basso (U 3). Non direzionale e soprattutto diretto naturale grasso utilizzato per modificare le loro proprietà fisiche: punto di fusione, plasticità, viscosità. e alcolismo grasso effettuato principalmente in presenza di acidi acidi, transesterificazione - in presenza di acidi basici. Recupero (vedi) e cis-, trance-isomerizzazione dei residui acilici insaturi dei trigliceridi. Isomerizzazione cis-isomeri degli acidi insaturi in trance-gli isomeri (elaidazione) vengono condotti a 100-200°C in presenza di catalizzatori - ossidi di Ni, Se, N, S. Quando si isomerizzano gli acidi polinsaturi (pesce grasso) si formano acidi con doppi legami coniugati che hanno un'elevata capacità di essiccazione.

Rancidità grasso, manifestato nell'aspetto di un odore specifico e di un sapore sgradevole, è causato dalla formazione di composti carbonilici a basso peso molecolare ed è causato da una serie di processi chimici. Esistono due tipi di irrancidimento: biochimico e chimico. L'irrancidimento biochimico è caratteristico di grasso contenente quantità significative di acqua e miscele di proteine ​​e carboidrati (ad esempio, burro di mucca). L'idrolisi avviene sotto l'influenza di enzimi (lipasi) contenuti nelle proteine. grasso e la formazione di acidi grassi liberi. L'aumento dell'acidità può non essere accompagnato dalla comparsa di irrancidimento. Microrganismi che si sviluppano in grasso, secernono altri enzimi - lipossidasi, sotto l'influenza dei quali gli acidi grassi vengono ossidati in β-chetoacidi. I metil alchil chetoni, formati durante la degradazione di questi ultimi, provocano cambiamenti nel gusto e nell'odore grasso. Per evitare ciò, viene eseguita una pulizia approfondita grasso da impurità proteiche, conservazione in condizioni che escludono l'ingresso di microrganismi e a basse temperature, nonché l'aggiunta di conservanti (NaCl, acido benzoico).

L'irrancidimento chimico è il risultato dell'ossidazione grasso sotto l'influenza dell'aria O 2 (autoossidazione). Il primo stadio è la formazione di radicali perossilici quando l'O2 molecolare attacca i residui idrocarburici degli acidi grassi sia saturi che insaturi. La reazione è favorita dalla luce, dal calore e dai composti che formano radicali liberi (perossidi, metalli di transizione). I radicali perossilici avviano reazioni a catena non ramificate e ramificate e si decompongono anche per formare una serie di prodotti secondari: idrossiacidi, epossidi, chetoni e aldeidi. Questi ultimi causano cambiamenti nel gusto e nell'olfatto grasso. Per grasso, in cui predominano gli acidi grassi saturi, è caratteristica la formazione di chetoni (irrancidimento chetonico); per i grassi con un alto contenuto di acidi insaturi - irrancidimento dell'aldeide. Per rallentare e prevenire l’irrancidimento chimico si utilizzano degli inibitori delle reazioni radicaliche: una miscela di 2- e 3- strofina-butil-4-idrossianisolo (BOA), 3,5-di- strofina-butil-4-idrossitoluene (BOT), esteri dell'acido gallico, nonché composti che formano complessi con metalli pesanti (ad esempio acido citrico, acido ascorbico).

Ruolo biologico dei grassi

Grassi- uno dei principali gruppi di sostanze incluse, insieme a proteine ​​e carboidrati, nella composizione di tutte le cellule vegetali e animali. Nel corpo animale ci sono cellule di riserva e plasmacellule. grassi. Pezzi di ricambio grassi si depositano nel tessuto sottocutaneo e negli omenti e sono una fonte di energia. Plasmatico grassi strutturalmente correlati alle proteine ​​e ai carboidrati e fanno parte della maggior parte delle membrane. Grassi hanno un alto valore energetico: con ossidazione completa in un organismo vivente 1 g grasso Vengono rilasciati 37,7 kJ, ovvero il doppio rispetto all'ossidazione di 1 g di proteine ​​o carboidrati. Grazie al basso grassi svolgono un ruolo importante nella termoregolazione degli organismi animali, proteggendo gli animali, soprattutto quelli marini, dall'ipotermia. Per la sua elasticità grassi svolgono un ruolo protettivo nella pelle dei vertebrati e nell'esoscheletro degli insetti. Grassi- una componente necessaria del cibo. Il consumo per un adulto è di 80-100 g/giorno.

Analisi dei grassi

Grassi non sono sostanze singole, pertanto i metodi di analisi classici sono di scarsa utilità per la loro determinazione. Per la valutazione comparativa della purezza grasso e la loro identificazione, la determinazione della temperatura viene effettuata in condizioni standard speciali. Si distingue tra la temperatura di aumento, alla quale il campione, situato in un capillare aperto ad entrambe le estremità e posto in un termostato, inizia a salire verso la sommità del capillare; la temperatura di diffusione alla quale un campione posto in un capillare a forma di U inizia a fluire; temperatura di chiarifica alla quale il campione diventa completamente trasparente. Inoltre, le temperature di flusso e di caduta vengono determinate utilizzando un dispositivo Ubbelohde. Viene determinato anche il cosiddetto titolo grasso- punto di scorrimento di una miscela di acidi grassi isolati da un dato grasso. Titolo grasso- un valore caratteristico che non è influenzato dal polimorfismo degli acidi grassi.

Argomento: “Cambiamenti fisico-chimici nei lipidi (grassi e oli) durante la cucina

Lavorazione del prodotto"

1. Lipidi (grassi e oli): significato fisiologico, struttura chimica e composizione.

2. Proprietà fisiche e chimiche dei grassi.

3. Cambiamenti fisico-chimici dei grassi durante la cottura: fusione, emulsionamento, idrolisi.

Lipidi: significato fisiologico, struttura chimica e composizione.

I lipidi (dal greco lipos - grasso) sono una miscela complessa di composti organici con proprietà fisiche e chimiche simili, che si trova nelle piante, negli animali e nei microrganismi. I lipidi si dividono in due gruppi principali: lipidi semplici e lipidi complessi. I lipidi semplici (non contenenti atomi di azoto, fosforo e zolfo) includono derivati ​​di acidi grassi superiori e alcoli. Le molecole lipidiche complesse contengono acidi fosforico e solforico. Il gruppo più importante e diffuso dei lipidi neutri semplici è acilgliceroli – esteri del glicerolo e degli acidi carbossilici superiori. E, in sostanza, si chiamano grassi o oli, poiché costituiscono il 95% dei lipidi.

I lipidi svolgono un ruolo molto importante nell'alimentazione umana, sono fornitori di energia, vitamine liposolubili, acidi grassi polinsaturi (vitamina F) e svolgono una funzione plastica. La teoria dell'alimentazione equilibrata raccomanda che la quantità totale di grassi nella dieta quotidiana sia di 80-120 g, di cui il 20-30% sono grassi di origine animale, il resto è di origine vegetale.

Grassi di natura chimica sono esteri dell'alcool trivalente glicerolo e degli acidi grassi. La glicerina è un elemento costante di qualsiasi grasso. Gli acidi grassi possono essere saturi (non esiste un doppio legame tra gli atomi di carbonio - acido butirrico, palmitico, stearico, ecc.) e insaturi (con uno o più doppi legami - oleico, linoleico, linolenico, di grande importanza fisiologica). La consistenza del grasso dipende dal rapporto tra acidi grassi saturi e insaturi nel grasso: i grassi liquidi sono ricchi di acidi grassi insaturi; se nei grassi predominano gli acidi saturi, tale grasso rimane solido a temperatura ambiente.

La maggior parte dei grassi naturali contengono trigliceridi - esteri dell'alcol trivalente glicerolo, quando tutti e tre i gruppi OH sono esterificati nella molecola di glicerolo. Molto raramente i trigliceridi contengono residui di un acido qualsiasi. Di norma, sono costituiti da trigliceridi misti o misti di acidi.

Il valore biologico dei grassi è determinato dal rapporto tra acidi grassi saturi e insaturi in essi contenuti: i grassi vegetali hanno un valore biologico maggiore. Il fabbisogno di acidi grassi polinsaturi del corpo è pari all'1% delle calorie giornaliere, è fornito da 20-30 g di olio vegetale al giorno.

Nei processi tecnologici, i grassi sono parte integrante di molti prodotti culinari e fungono anche da mezzo di trasferimento del calore durante la frittura dei prodotti.

Proprietà fisiche e chimiche dei grassi

I grassi sono insolubili in acqua (idrofobici) e altamente solubili nei solventi organici.

Un importante indicatore fisico del grasso è il suo punto di fusione e congelamento. Più acidi insaturi a basso peso molecolare sono presenti in un grasso, più basso è il suo punto di fusione. La presenza di gruppi OH in una molecola di grasso ne aumenta il punto di fusione. La temperatura di solidificazione del grasso è di diversi gradi inferiore al punto di fusione, il che ha un significato fisiologico molto importante. Ad esempio, il punto di fusione del grasso di manzo è 51ºC, il grasso di agnello è 55ºC, il grasso di maiale è 48ºC e quando entrano nel corpo con il cibo, rimangono lì allo stato fuso, poiché la loro temperatura di solidificazione è inferiore a 36ºC, il che contribuisce al loro migliore digestione. L'indicatore fisico più importante del grasso è la sua viscosità, che aumenta nei grassi man mano che si sviluppano i processi di ossidazione e polimerizzazione.

Proprietà chimiche dei grassi:

1. Idrolisi dei grassi procede con il rilascio di glicerolo e acidi grassi.

La reazione di idrolisi è chiamata reazione di saponificazione e viene utilizzata industrialmente per produrre sapone. La decomposizione idrolitica di grassi, farina, cereali, ecc. È uno dei motivi del deterioramento della loro qualità e, in definitiva, del deterioramento. La velocità e la profondità dell'idrolisi dei grassi sono caratterizzate da numero di acidità- il numero di milligrammi di idrossido di potassio necessari per neutralizzare gli acidi grassi liberi contenuti in 1 g di olio o grasso. Il numero di acidità per una serie di prodotti alimentari contenenti grassi è standardizzato da standard e ne caratterizza la qualità.

2.Idrogenazione dei grassi – aggiunta di idrogeno. Il compito dell'idrogenazione è un cambiamento mirato nella composizione degli acidi grassi del grasso originale attraverso l'aggiunta parziale o totale di ossigeno ai residui di acidi grassi insaturi. La reazione viene condotta ad una temperatura di 180-240ºC in presenza di catalizzatori di nichel o rame-nichel a pressione prossima a quella atmosferica.

3. Ossidazione dei grassi – reazione di interazione con l'ossigeno presente nell'aria. I grassi, soprattutto quelli contenenti radicali acidi insaturi, vengono ossidati dall'ossigeno atmosferico. Il meccanismo di ossidazione si basa sulla teoria di Bach-Engler e N.N. Semenov. Secondo cui, i radicali liberi formati nei grassi sotto l'influenza della luce svolgono un ruolo significativo nelle fasi iniziali delle reazioni a catena. In questo caso la molecola di grasso assorbe un quanto di luce (hν) e si porta in uno stato eccitato. I radicali risultanti sono molto attivi, formando nuovamente radicali perossido che, quando reagiscono, formano idroperossidi a catena (prodotti di ossidazione primaria) e nuovi radicali.

Gli idroperossidi risultanti sono instabili e, a seguito di trasformazioni complesse, si formano prodotti di ossidazione secondaria: composti ossi-epossidici, alcoli, aldeidi, chetoni, acidi.

La direzione e la profondità dell'ossidazione di oli e grassi dipende dalla loro composizione in acidi grassi: con un aumento del grado di insaturazione degli acidi grassi, aumenta la velocità della loro ossidazione. I trigliceridi, che contengono acidi grassi saturi, in condizioni normali non vengono praticamente ossidati dall'ossigeno atmosferico. La velocità di ossidazione è influenzata anche dalla presenza di umidità e di metalli di valenza variabile. Gli antiossidanti (inibitori) hanno una grande influenza sul tasso di ossidazione delle sostanze, la cui aggiunta porta alla cessazione delle catene di ossidazione. Tra gli antiossidanti grande importanza hanno le sostanze fenoliche; tra gli antiossidanti naturali grande importanza hanno i tocoferoli.

I principali indicatori fisici e chimici dei grassi includono:

– numero di iodio, che caratterizza il grado di insaturazione dei grassi, espresso in g J 2 aggiunti a 100 g di grasso;

– numero di acidità – caratterizza la quantità di acidi grassi liberi nel grasso;

– numero di saponificazione – caratterizza il contenuto totale di acidi grassi nel grasso, espresso in g KOH, necessario per neutralizzare tutti gli acidi grassi rilasciati durante l'idrolisi di 1 g di grasso;

– numero di acetile – caratterizza il numero di gruppi idrossilici liberi nel grasso, espresso in mg KOH, necessari per neutralizzare l'acido acetico rilasciato durante la saponificazione di 1 g di grasso pre-acetilato;

– numero di perossidi – caratterizza il contenuto di perossidi nei grassi, espresso in g di iodio aggiunto a 100 g di prodotto;

– Anche l’indice di rifrazione e la viscosità possono caratterizzare il grado di ossidazione dei grassi, poiché tra questi indicatori è stata stabilita una relazione matematica.