Quali proprietà fisiche hanno i grassi? Proprietà fisiche e chimiche dei grassi. Domanda. Composizione chimica e valore nutrizionale dei grassi

I componenti principali di tutte le cellule viventi sono proteine, grassi, le funzioni e le proprietà di questi composti garantiscono l'attività vitale degli organismi che vivono sul nostro pianeta.

I grassi sono esteri naturali completi di glicerolo e acidi grassi con una base. Appartengono al gruppo dei lipidi. Questi composti svolgono una serie di importanti funzioni del corpo e sono una componente indispensabile nella dieta umana.

Classificazione

I grassi, la cui struttura e proprietà ne consentono l'utilizzo come alimento, si dividono per loro natura in animali e vegetali. Questi ultimi sono chiamati oli. A causa dell'elevato contenuto di acidi grassi insaturi in essi contenuti, si trovano in uno stato aggregato liquido. L'eccezione è l'olio di palma.

In base alla presenza di alcuni acidi, i grassi si dividono in saturi (stearico, palmitico) ed insaturi (oleico, arachidonico, linolenico, palmitoleico, linoleico).

Struttura

La struttura dei grassi è un complesso di trigliceridi e sostanze lipidiche. Questi ultimi sono composti fosfolipidici e steroli. Il trigliceride è un composto etereo di glicerolo e un acido grasso, la cui struttura e caratteristiche determinano le proprietà del grasso.

La struttura di una molecola di grasso in generale è mostrata dalla formula:

CHˉO-CO-R’’

CH2-OˉCO-R’’’,

In cui R è un radicale di acido grasso.

La composizione e la struttura dei grassi hanno nella loro struttura tre radicali non ramificati con un numero pari di atomi di carbonio. più spesso rappresentato da stearico e palmitico, insaturo - linoleico, oleico e linolenico.

Proprietà

I grassi, la cui struttura e proprietà sono determinate dalla presenza di acidi grassi saturi e insaturi, hanno caratteristiche fisiche e chimiche. Non interagiscono con l'acqua, ma sono completamente decomposti in solventi organici. Vengono saponificati (idrolizzati) se trattati con vapore, acidi minerali o alcali. Durante questa reazione si formano acidi grassi o loro sali e glicerolo. Formano un'emulsione dopo vigorosa agitazione con acqua, un esempio di ciò è il latte.

I grassi hanno un valore energetico di circa 9,1 kcal/go 38 kJ/g. Se traduciamo questi valori in indicatori fisici, l'energia rilasciata consumando 1 g di grasso sarebbe sufficiente per sollevare un carico del peso di 3900 kg di 1 metro.

I grassi, la struttura delle loro molecole determina le loro proprietà di base, hanno un'elevata intensità energetica rispetto ai carboidrati o alle proteine. L'ossidazione completa di 1 g di grasso con rilascio di acqua e anidride carbonica è accompagnata dalla produzione di energia doppia rispetto alla combustione degli zuccheri. Per scomporre i grassi è necessaria una certa quantità di carboidrati e ossigeno.

Nel corpo umano e in altri mammiferi, i grassi sono uno dei più importanti fornitori di energia. Affinché possano essere assorbiti nell'intestino, devono essere emulsionati con sali biliari.

Funzioni

I grassi svolgono un ruolo importante nel corpo dei mammiferi; la struttura e le funzioni di questi composti negli organi e nei sistemi hanno significati diversi:

Oltre a queste tre funzioni principali, i grassi ne svolgono diverse specifiche. Questi composti supportano, ad esempio, l'attività vitale delle cellule, garantiscono l'elasticità e l'aspetto sano della pelle e migliorano la funzione cerebrale. Le formazioni della membrana cellulare e gli organelli subcellulari mantengono la loro struttura e il loro funzionamento grazie alla partecipazione dei grassi. Le vitamine A, D, E e K possono essere assorbite solo in loro presenza. Anche la crescita, lo sviluppo e la funzione riproduttiva dipendono in gran parte dalla disponibilità di grassi.

Bisogno del corpo

Circa un terzo del dispendio energetico dell’organismo è costituito da grassi, la cui struttura consente di risolvere questo compito con una dieta adeguatamente organizzata. Il calcolo del fabbisogno giornaliero tiene conto del tipo di attività e dell'età della persona. Pertanto, la maggior parte del grasso è necessaria ai giovani che conducono uno stile di vita attivo, ad esempio atleti o uomini impegnati in lavori fisici pesanti. Se si ha una vita sedentaria o si tende al sovrappeso, il loro numero dovrebbe essere ridotto per evitare l'obesità e i problemi ad essa correlati.

È anche importante tenere conto della struttura dei grassi. Il rapporto tra acidi insaturi e saturi è essenziale. Questi ultimi, se consumati in quantità eccessiva, interrompono il metabolismo dei grassi e il funzionamento del tratto gastrointestinale e aumentano la possibilità di aterosclerosi. Gli acidi insaturi hanno l'effetto opposto: ripristinano il normale metabolismo e rimuovono il colesterolo. Ma il loro abuso porta a indigestione, alla comparsa di calcoli nella cistifellea e nel tratto escretore.

Fonti

Quasi tutti gli alimenti contengono grassi, ma la loro struttura può essere diversa. Le eccezioni sono verdure, frutta, bevande alcoliche, miele e alcuni altri. I prodotti si dividono in:

Importante è anche il grasso, che determina la presenza di un particolare acido. Secondo questa caratteristica possono essere saturi, insaturi e polinsaturi. I primi si trovano nei prodotti a base di carne, nello strutto, nel cioccolato, nel burro chiarificato, nell'olio di palma, nell'olio di cocco e nel burro. Gli acidi insaturi sono presenti nella carne di pollame, nelle olive, negli anacardi, nelle arachidi e nell'olio d'oliva. Polinsaturi: presenti in noci, mandorle, noci pecan, semi, pesce, nonché olio di girasole, semi di lino, colza, mais, semi di cotone e soia.

Preparazione della dieta

Le caratteristiche strutturali dei grassi richiedono una serie di regole da seguire durante la compilazione di una dieta. I nutrizionisti raccomandano di attenersi al seguente rapporto:

• Monoinsaturi: fino alla metà dei grassi totali;
• Polinsaturi: un quarto;
• Saturato: un quarto.

In questo caso, i grassi vegetali dovrebbero costituire circa il 40% della dieta, i grassi animali - il 60-70%. Gli anziani devono aumentare il numero dei primi al 60%.

I grassi trans dovrebbero essere limitati il ​​più possibile o eliminati completamente dalla dieta. Sono ampiamente utilizzati nella produzione di salse, maionese e dolciumi. I grassi sottoposti a intenso riscaldamento e ossidazione sono dannosi. Si trovano nelle patatine fritte, nelle patatine fritte, nelle ciambelle, nelle torte, ecc. Di tutto l'elenco, i più pericolosi sono i prodotti cotti in olio rancido o molto usato.

Qualità utili

I grassi, la cui struttura fornisce circa la metà dell’energia totale del corpo, hanno molte qualità benefiche:

• il colesterolo promuove un migliore metabolismo dei carboidrati e garantisce la sintesi di composti vitali: gli ormoni steroidei surrenali vengono prodotti sotto la sua influenza;
• circa il 30% di tutto il calore nel corpo umano è prodotto dai tessuti situati nel collo e nella parte superiore della schiena;
• il tasso e il grasso di cane sono refrattari, curano le malattie dell'apparato respiratorio, compresa la tubercolosi dei polmoni;
• i composti fosfolipidici e glucolipidi fanno parte di tutti i tessuti, sono sintetizzati negli organi digestivi e contrastano la formazione di placche di colesterolo, supportano il funzionamento del fegato;
• Grazie ai fosfatidi e agli steroli viene mantenuta la composizione costante della base citoplasmatica delle cellule del sistema nervoso e viene sintetizzata la vitamina D.

Pertanto, i grassi sono una componente essenziale nella dieta umana.

Eccesso e carenza

I grassi, la struttura e la funzione di questi composti sono benefici solo se consumati con moderazione. Il loro eccesso contribuisce allo sviluppo dell'obesità, un problema rilevante per tutti i paesi sviluppati. Questa malattia porta ad aumento di peso, diminuzione della mobilità e cattiva salute. Aumenta il rischio di sviluppare aterosclerosi, ischemia cardiaca e ipertensione. L’obesità e le sue conseguenze portano alla morte più spesso di altre malattie.

Una carenza di grassi nella dieta contribuisce al deterioramento della condizione della pelle, rallenta la crescita e lo sviluppo del corpo del bambino, interrompe il funzionamento del sistema riproduttivo, interferisce con il normale metabolismo del colesterolo, provocando l'aterosclerosi e compromette il funzionamento del sistema immunitario. cervello e sistema nervoso nel suo complesso.

Una corretta pianificazione della dieta, tenendo conto del fabbisogno di grasso del corpo, aiuterà a evitare molte malattie e a migliorare la qualità della vita. L’essenziale è il loro consumo moderato, senza eccessi né carenze.

Composizione e struttura delle molecole di grasso.

Gli esteri possono essere formati da una varietà di acidi carbossilici e alcoli. I più importanti sono quelli formati dall'alcool trivalente glicerolo e dagli acidi carbossilici superiori. Questi ultimi includono, ad esempio, l'acido stearico con la composizione C 17 H 35 COOH e l'acido oleico con la composizione C 17 H 33 COOH.

Il primo è un acido saturo, il secondo è un acido insaturo. Nel suo radicale idrocarburico è presente un doppio legame tra atomi di carbonio, quindi nella molecola dell'acido oleico ci sono due atomi di idrogeno in meno:

Acido stearico Acido oleico

Gli esteri degli acidi carbossilici e del glicerolo sono chiamati grassi. Se la formula

acido carbossilico scritto in forma generale, quindi la formazione di grasso

può essere rappresentato dall'equazione della reazione di esterificazione:

Glicerolo Acido carbossilico Grasso

Lo studio della natura chimica dei grassi iniziò nella prima metà del XIX secolo. La sintesi del grasso tristearina fu effettuata per la prima volta dal chimico francese M. Berthelot nel 1854.

Proprietà fisiche dei grassi. La composizione e la struttura dei radicali idrocarburici influenzano le proprietà dei grassi. Ecco come, ad esempio, cambiano le loro temperature di fusione:

Come puoi vedere, il grasso formato da un acido saturo è solido in condizioni normali, mentre un acido insaturo è liquido. Gli oli vegetali liquidi (girasole, mais, oliva, ecc.) contengono residui di acidi prevalentemente insaturi, mentre i grassi animali solidi (manzo, agnello, ecc.) contengono residui di acidi saturi.

I grassi sono più leggeri dell'acqua e insolubili in essa, ma si dissolvono in solventi organici.

I grassi, insieme alle proteine ​​e ai carboidrati, appartengono a sostanze biologicamente attive. Fanno parte delle cellule degli organismi vegetali e animali e rappresentano per loro una fonte di energia. Come risultato dell'ossidazione, viene rilasciato 1 g di grasso

37,7 kJ di energia, il doppio dell'ossidazione di 1 g di proteine ​​o carboidrati.

La maggior parte dei grassi consumati dagli esseri umani si trova nella carne, nel pesce, nei latticini e nei cereali. Quando nel corpo umano con il cibo entra più energia di quanta ne viene utilizzata, si formano sostanze simili al grasso che si depositano nei tessuti del corpo. In questo modo accumula energia.

Secondo la medicina moderna, un consumo eccessivo di grassi formati da acidi saturi, cioè grassi animali, può portare all'accumulo di sostanze che ostacolano il flusso del sangue nelle arterie, in particolare in quelle che forniscono sangue al cervello. I grassi formati da acidi insaturi, cioè gli oli vegetali, sono considerati più utili per il consumo. La composizione, ad esempio, dell'olio di girasole contiene il 91% di acidi carbossilici insaturi.

Proprietà chimiche dei grassi.

Nelle molecole dei grassi liquidi, a differenza di quelli solidi, sono presenti doppi atomi di carbonio: legami di carbonio. Come già sapete, nel punto del doppio legame è possibile una reazione di addizione, in particolare quella di idrogeno. Come risultato di questa reazione, il composto insaturo si trasforma in un composto saturo e il grasso liquido in grasso solido.

Trioleina Tristearina

Il processo di indurimento (idrogenazione) dei grassi è alla base della produzione della margarina (dalla parola greca che significa perla). I grassi non idrogenati irrancidiscono a causa dell’ossidazione dei doppi legami e sviluppano un odore e un sapore sgradevoli. L'idrogenazione dei grassi rallenta questi processi, inoltre consente di ottenere grassi solidi più preziosi da oli vegetali più economici.

I grassi, come gli esteri, subiscono idrolisi.

I grassi vengono idrolizzati per formare l'alcol trivalente glicerolo e gli acidi carbossilici.

Se la tristearina viene idrolizzata in presenza di alcali, si forma un sale dell'acido stearico, noto come base di sapone:

Poiché il sapone si forma a seguito dell'idrolisi alcalina del grasso, la reazione è chiamata saponificazione del grasso.

I sali di sodio degli acidi carbossilici superiori sono il componente principale del sapone solido, i sali di potassio sono il componente principale del sapone liquido.

Per produrre sapone dal grasso nell'industria, al posto degli alcali viene utilizzata la soda Na 2 CO 3. Il sapone ottenuto direttamente da questa reazione si chiama sapone sano ed è noto come sapone da bucato. Il sapone da toilette differisce dal sapone domestico per la presenza di additivi: coloranti, aromi, antisettici, ecc.

Il componente principale del sapone solido è una miscela di sali solubili di acidi grassi superiori. Di solito si tratta di sali di sodio, meno spesso di potassio e ammonio di acidi come stearico, palmitico, miristico, laurico e oleico.

Una delle opzioni per la composizione chimica del sapone solido è C17H35COONa (il sapone liquido è C17H35COOK).

L'effetto lavante del sapone è un processo fisico e chimico complesso. Il sapone è un intermediario tra le molecole di acqua polare e le particelle non polari di contaminanti insolubili in acqua. Se denotiamo il radicale idrocarburico con la lettera R, la composizione del sapone può essere espressa con la formula R – COONa. Per natura chimica, il sapone è un sale, un composto ionico. Oltre al gruppo polare –COONa, contiene un radicale non polare R, che può contenere 12-17 atomi di carbonio. Durante il lavaggio, le molecole sono orientate sulla superficie contaminata in modo tale che i gruppi polari si trovino di fronte a molecole di acqua polari e i radicali di idrocarburi non polari si trovino di fronte a particelle contaminanti non polari. Questi ultimi sembrano circondati da molecole di sapone e vengono facilmente lavati via dalla superficie con acqua.

Nell'acqua dura si formano sali insolubili di magnesio e calcio degli acidi carbossilici, quindi il sapone perde il suo effetto pulente e i sali si depositano sulla superficie del prodotto:

2C 17 H 35 COONa + MgSO 4 → (C 17 H 35 COO) 2 Mg ↓ + Na 2 SO 4

I detersivi sintetici, nonostante tutta la diversità della loro composizione chimica, hanno una struttura molecolare simile al sapone, in cui è presente una parte polare solubile in acqua e un radicale idrocarburico insolubile. Ma loro, a differenza del sapone, sono sali di natura chimica diversa e non formano composti insolubili nell'acqua dura. Questo è il vantaggio dei detersivi sintetici rispetto al sapone comune.

Saponi e detersivi sintetici appartengono ai cosiddetti tensioattivi (tensioattivi). Il loro uso diffuso è spesso associato all'inquinamento ambientale, in particolare ai corpi idrici. Il fatto è che i fosfati vengono aggiunti ai detergenti sintetici, che nei corpi idrici vengono convertiti in sostanze che alimentano i microrganismi, la cui rapida proliferazione può portare a ristagni idrici. Pertanto, i tensioattivi moderni devono decomporsi chimicamente o biologicamente dopo l'uso in sostanze sicure che non inquinano le acque reflue.

Sintesi dei grassi

Nel 1854, il chimico francese Marcelin Berthelot(1827-1907) effettuarono una reazione di esterificazione, cioè la formazione di un estere tra glicerolo e acidi grassi, e sintetizzarono così per la prima volta il grasso.

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

Composizione e struttura dei grassi

I grassi sono esteri dell'alcol trivalente glicerolo e degli acidi carbossilici superiori (Fig. 1).

Riso. 1. Formula generale dei grassi

I radicali idrocarburici Ra, Rb, Rc nella composizione di una molecola di grasso possono essere uguali o diversi, ma di regola con un gran numero di atomi di carbonio (più di 15). Ad esempio, il glicerolo tristearato contiene residui di acido stearico C17H35COOH.

Alcuni grassi contengono anche residui di acidi inferiori; ad esempio, il burro contiene radicali idrocarburici C3H7, che fanno parte dell'acido butirrico C3H7COOH.

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%), nei fiocchi d'avena (6%). Il latte contiene solitamente il 2-3% di grassi (ma esistono anche tipi 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, 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 maggior parte dell'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 esattamente il rapporto assicurato 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.

Grassi

In secondo luogo, i grassi nel corpo fungono da nutriente di riserva.

Inoltre, i grassi si accumulano nei tessuti sottocutanei e nei tessuti circostanti gli organi interni, svolgendo una funzione protettiva e termoisolante.

Prodotti alimentari come la margarina e la maionese sono ottenuti dai grassi. Oltre ad essere consumati, i grassi vengono utilizzati per produrre sapone, lubrificanti, cosmetici, candele, glicerina e olio essiccante.

FONTI

fonte video: http://www.youtube.com/watch?v=7CBOPKQFwsA

http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/10-klass - astratto

fonte della presentazione: http://pwpt.ru/download/advert/df0795ec49374f4fbb0383127b141166/

Il gruppo delle sostanze organiche importanti - i lipidi - insieme agli steroidi e alle cere comprende i grassi. Il loro contenuto nelle cellule viventi varia dal 5 al 10% della massa secca della cellula. Queste sostanze vengono studiate in base alle loro caratteristiche, che determinano le proprietà chimiche dei grassi. La chimica considera queste sostanze come il prodotto di una reazione di esterificazione tra l'alcool trivalente glicerolo e gli acidi carbossilici superiori saturi o insaturi.

In questo articolo studieremo non solo il loro uso industriale e la loro importanza, ma anche la produzione dei grassi e le proprietà chimiche caratteristiche di questa classe di composti.

Storia della scoperta

La struttura fu studiata a metà del XIX secolo. Il chimico francese E. Chevreul li riscaldò con acqua in presenza di alcali e trovò molecole di acidi carbossilici grassi e glicerolo nei prodotti di reazione. M. Berthelot riscaldò la glicerina con una miscela di acidi steorico e palmetico e ottenne il trigliceride - grasso. Sulla base di questi esperimenti, si è concluso che le sostanze in studio appartengono alla classe degli esteri. Le proprietà chimiche dei grassi hanno confermato questa conclusione.

Grassi - esteri

Come dimostrato dagli esperimenti di M. Berthelot e E. Chevreul, i trigliceridi sono esteri dell'alcool trivalente glicerolo e degli acidi carbossilici monobasici superiori. Il grasso contenente acido steorico o palmetico è solido, ad esempio manzo, maiale, agnello. Se la composizione dei trigliceridi comprende acidi grassi insaturi - oleico, linoleico, linolenico - tali grassi sono liquidi e sono chiamati oli (girasole, arachidi, semi di lino).

Le proprietà chimiche dei grassi differiscono dagli altri esteri in quanto le loro molecole possono contenere diversi acidi carbossilici contemporaneamente.

Proprietà fisiche

Sia i trigliceridi naturali che quelli sintetici, come la margarina, hanno caratteristiche comuni. I principali sono idrofobicità, basso punto di fusione e bassa densità specifica. Si dissolvono bene nei solventi organici, ad esempio benzene e tetracloruro di carbonio. Tutti i grassi vengono facilmente assorbiti da materiali porosi o fibrosi. Secondo la teoria delle sostanze organiche di M. Butlerov, le proprietà fisiche e chimiche dei grassi sono correlate. La conferma di questo fatto sarà data di seguito.

Reazioni chimiche dei trigliceridi

La composizione quantitativa e qualitativa della molecola di grasso, nonché la sua configurazione spaziale, confermano il fatto che i trigliceridi appartengono alla classe degli esteri. La loro principale proprietà chimica è la reazione con l'acqua (idrolisi). Si verifica facilmente in presenza di catalizzatori: alcali, ossidi di magnesio, zinco o calcio. I prodotti della reazione contengono una miscela di acidi carbossilici e glicerolo. Poiché la reazione dei grassi con l'acqua è reversibile, l'industria crea le condizioni in cui procede fino al completamento, verso la formazione di glicerolo e acidi carbossilici monobasici superiori. Per fare ciò, una soluzione alcalina viene costantemente alimentata nella miscela di reazione e i prodotti vengono immediatamente rimossi dalla sfera di reazione. Queste tecniche impediscono che si verifichi il processo inverso, che porta alla formazione di grasso. L'idrolisi trova largo impiego nella chimica di sintesi organica per ottenere le sostanze sopra citate.

Reazione di saponificazione alcalina

Continuiamo a studiare le sostanze organiche: gli esteri. I grassi, le cui proprietà chimiche sono rappresentate da una reazione di idrolisi, possono anche interagire con gli alcali. Questa reazione è chiamata saponificazione ed è l'opposto dell'esterificazione. Il glicerolo e gli acidi grassi ottenuti a seguito della saponificazione alcalina vengono trattati con soda o idrossido di sodio. Di conseguenza, si forma il sapone.

È solido, ha la formula C 17 H 35 COONa e si chiama economico. Se aggiungi coloranti, glicerina e fragranze cosmetiche, ottieni il sapone da toilette. Il sapone liquido, a differenza dei saponi solidi, si ottiene quando i grassi vengono miscelati nella reazione di saponificazione non con idrossido di sodio, ma con potassio caustico. Ad esempio, il palmitato di potassio C 15 H 31 COOK è sapone liquido di potassio. I materiali di partenza per la reazione di saponificazione sono grassi economici di origine animale o vegetale.

Grassi liquidi - oli

Contengono molecole di acidi carbossilici insaturi aventi doppi legami. sintetizzato nei canali del reticolo endoplasmatico sotto l'azione di enzimi provenienti da glicerolo e acidi grassi. E loro, a loro volta, si formano nelle reazioni del ciclo di Calvino, che si verificano come risultato della fotosintesi. Gocce di olio si accumulano nei semi, nei frutti e meno spesso nelle parti vegetative delle piante e servono come riserva di sostanze nutritive. Le proprietà fisico-chimiche dei grassi formati dalle piante sono determinate dalla presenza di un doppio legame pi nelle loro molecole. Nel punto della sua rottura si verificano reazioni di addizione, ad esempio, di atomi di idrogeno. Ciò si traduce nella formazione di trigliceridi idrogenati solidi.

Proprietà chimiche dei grassi vegetali

Come accennato in precedenza, i trigliceridi di origine vegetale contengono acidi carbossilici insaturi superiori. Gli oli possono essere lavorati mediante idrogenazione. Questo processo viene effettuato mediante riscaldamento e in presenza di un catalizzatore: nichel in polvere.

Il prodotto della reazione è grasso solido (saloma). Viene utilizzato nella produzione di steorina, glicerolo e nella fabbricazione del sapone. Se allo strutto si aggiungono zucchero, sale, latte e colorante alimentare, si ottiene grasso commestibile: la margarina. Quando si aggiungono vitamine e burro naturale, si ottiene il cosiddetto burro leggero: spalmato.

Grassi sintetici

Sono più economici dei trigliceridi naturali e differiscono nella loro composizione dai trigliceridi naturali. Una delle principali fonti di grassi sintetici sono i gas di petrolio naturali e associati, nonché il petrolio stesso. Le paraffine superiori contenute in questi minerali naturali sono soggette ad ossidazione. Il risultato sono acidi grassi sintetici. La loro interazione con il glicole etilenico porta alla produzione di grasso sintetico. Viene utilizzato nell'industria conciaria (per l'ingrasso di pelli e pellicce). Nell'industria cosmetica, i trigliceridi sintetici vengono utilizzati nella produzione di saponi, creme e lozioni. Nell'industria dei materiali da costruzione, i grassi artificiali vengono utilizzati per produrre vernici, mastici e vernici.

Le proprietà chimiche dei grassi ottenuti artificialmente non differiscono da quelli naturali. Reagiscono anche in presenza di acidi e sono esposti agli alcali (reazione di saponificazione).

Come si formano i trigliceridi nel corpo umano?

A causa delle reazioni metaboliche, i grassi nelle cellule del corpo possono essere sintetizzati dai carboidrati in eccesso. Ciò spiega il fatto che il consumo incontrollato di alimenti ricchi di amido e saccarosio (prodotti a base di farina, riso, patate, dolci) porta ad un eccesso di peso. Durante il processo di digestione, gli alimenti contenenti grassi vengono scomposti nel duodeno in glicerolo e acidi grassi. La loro idrolisi avviene con la partecipazione obbligatoria della lipasi, un enzima del pancreas e della bile secreta dal fegato. Essendo un detergente, la bile emulsiona i grassi, cioè scompone le grandi molecole in fini goccioline che vengono facilmente scomposte dalla lipasi.

Nei villi dell'intestino tenue vengono sintetizzate le molecole di grasso caratteristiche del corpo umano e quindi vengono assorbite nella linfa. I grassi entrano nelle cellule attraverso i vasi linfatici e il loro eccesso si deposita nel tessuto adiposo sottocutaneo o nell'omento.

Ruolo biologico dei lipidi

Studiando le proprietà chimiche dei grassi, concentriamoci sulla loro capacità di rilasciare grandi quantità di energia: un grammo di grasso fornisce 37,8 kJ di energia dopo la completa ossidazione. Pertanto, i trigliceridi sono i suoi fornitori universali. Pertanto, i grassi sono alimenti preziosi. È noto che se conservati in modo errato e per lungo tempo, i trigliceridi “invecchiano” e irrancidiscono, acquisendo un odore sgradevole. Ciò si verifica a causa del contatto del grasso con l'ossigeno nell'aria. L'olio che ha iniziato a deteriorarsi può essere facilmente identificato aggiungendovi ioduro di potassio. I perossidi contenuti nel prodotto ossidano questo composto in iodio libero, che provoca una colorazione blu a contatto con sostanze contenenti amido.

I grassi sono anche il materiale da costruzione più importante e fanno parte delle membrane cellulari e degli organelli. Il loro ruolo è importante anche nella termoregolazione degli organismi. Ad esempio, gli animali che vivono a grandi profondità, dove la temperatura dell'acqua è molto bassa, hanno uno strato di grasso sottocutaneo ben sviluppato; nelle balene, ad esempio, può raggiungere uno spessore di 1,5 m. -I deserti accumulano anche una quantità sufficiente di grasso nei loro corpi. È necessario per loro come fonte di acqua endogena, poiché durante l'ossidazione dei grassi, oltre all'energia, viene rilasciata una grande quantità di liquido. Tali animali includono cammelli, jerboa e toporagni.

I lipidi svolgono un ruolo importante nella protezione degli organi interni. Negli esseri umani, l'omento è ben sviluppato e protegge lo stomaco e le ghiandole digestive dai danni interni. Gli organi vitali come i reni devono trovarsi in uno strato di grasso. Con una forte perdita di peso in una persona, a causa dell'assottigliamento di questo strato, può verificarsi il prolasso renale, che è una patologia grave che interrompe il funzionamento del sistema escretore.

L'importanza dei lipidi nella formazione delle membrane cellulari è grande. Insieme ai carboidrati e alle proteine ​​formano due strati con struttura a mosaico. I composti di grassi e proteine ​​sono chiamati lipoproteine. Determinano le membrane cellulari.

Questo articolo ha esaminato la composizione chimica e le proprietà dei grassi, nonché il loro utilizzo nell'industria.

Le proprietà chimiche dei grassi si manifestano nelle reazioni idrolisi, ossidazione E idrogenazione . L'accelerazione o il rallentamento di queste reazioni è dovuto all'influenza delle sostanze accompagnatorie presenti nei grassi naturali, che a volte hanno un effetto specifico sulla natura del processo in corso e subiscono esse stesse varie trasformazioni.

I grassi vegetali liquidi possono essere convertiti in grassi solidi con l'aiuto di catalizzatori saturando gli acidi grassi insaturi con idrogeno. Questo processo si chiama idrogenazione . Si chiamano grassi idrogenati lardo e viene utilizzato nell'industria alimentare nella produzione di margarine e grassi da cucina. Ossigeno, bromo, iodio e alcune altre sostanze semplici e complesse possono essere aggiunti agli acidi grassi nel sito dei doppi legami.

In corso idrolisi i grassi vengono scomposti in glicerolo e acidi liberi:

La presenza di acqua , poiché è direttamente coinvolto nelle reazioni. L'idrolisi dei grassi è accelerata dall'azione dei grassi in essi contenuti. alcali, acidi, enzimi lipasi, nonché enzimi di microrganismi e sostanze che accompagnano i grassi - proteine, lipidi, muco ecc. La reazione di idrolisi dei grassi aumenta con l'aumentare temperatura.

La reazione di idrolisi dei trigliceridi avviene molto spesso a livello bimolecolare, cioè una molecola di acqua agisce su una molecola di trigliceride, determinando la formazione di un digliceride, che viene poi scisso in un monogliceride, che successivamente produce glicerolo e acidi grassi.

Il riscaldamento a 200 °C e l'aumento della pressione, la presenza di catalizzatori (CaO, MgO, Zn), la presenza di piccole quantità di acidi e la presenza di alcali accelerano l'idrolisi (gli acidi catalizzano l'idrolisi con idrogeno e gli alcali con ioni ossidrile).

Idrolisi non enzimatica avviene a causa dell'acqua disciolta nel grasso, cioè avviene nella fase grassa, dove reagisce l'acqua disciolta. La trascurabile solubilità dell'acqua nei grassi a temperatura ambiente garantisce un grado insignificante di idrolisi di grassi e oli. Le sostanze associate nei grassi accelerano la loro idrolisi sia per la specificità dei loro effetti che per la loro maggiore capacità di legare l'umidità. I grassi e gli oli contenenti tali sostanze possono contenere acqua al di sopra del limite della sua solubilità nel grasso. Le alte temperature catalizzano l'idrolisi dovuta all'attivazione termica, oltre ad aumentare la solubilità dell'acqua nel grasso. Durante la cottura, in particolare durante la bollitura prolungata, i trigliceridi possono idrolizzarsi, gli acidi grassi risultanti formano un'emulsione e conferiscono torbidità ai brodi. Per evitare che il brodo acquisisca un sapore e un odore sgradevoli, è necessario rimuovere tempestivamente il grasso dalla sua superficie.

Idrolisi vengono chiamati i grassi che si verificano sotto l'azione degli enzimi durante la conservazione o durante il loro assorbimento da parte dell'organismo enzimatico . L'idrolisi enzimatica avviene esclusivamente sulla superficie di contatto tra grasso e acqua, pertanto, maggiore è il grado di dispersione dell'emulsione, maggiore è la velocità di idrolisi, poiché la superficie del grasso è maggiore. La digeribilità del grasso, quindi, dipende non solo dalla temperatura di fusione (più la temperatura di fusione del grasso si avvicina alla temperatura del corpo umano, maggiore è la sua digeribilità), ma anche dal grado di dispersione dell'emulsione grassa. Il grasso di latte, panna, panna acida, gelato, burro di mucca, latticini fermentati, margarina si presenta sotto forma di emulsione ben dispersa ed è quindi relativamente ben e facilmente digeribile. Per aumentare la digeribilità dei grassi in cucina, vengono preparate emulsioni di grassi: maionese e salse olandesi, condimenti vari, ecc.

L'idrolisi dei grassi viene utilizzata nell'industria di lavorazione dei grassi per produrre sapone, glicerina e alcuni altri prodotti.

Anche gli alcali caustici (NaOH e KOH) provocano l'idrolisi dei grassi. Questo processo si chiama saponificazione , poiché come risultato dell'azione di NaOH e KOH, sali di sodio e potassio degli acidi grassi, detti saponi .

Ossidazione il grasso è una reazione degli acidi grassi insaturi con l'ossigeno. Questa reazione viene attivata sotto l'influenza di luce, ossigeno, calore e determinate sostanze contenuto nei grassi. L'olio, ben purificato dalle sostanze di accompagnamento, isolato dall'ossigeno atmosferico, viene conservato a lungo al buio. La presenza di metalli come cobalto, manganese, rame, ferro e alcuni altri nei grassi accelera il processo di ossidazione. I metalli svolgono il ruolo di catalizzatori nelle reazioni di ossidazione .

Durante il processo di ossidazione, i grassi bruciato e subiscono cambiamenti che ne compromettono drasticamente il valore nutrizionale. Spesso diventano inadatti al consumo umano a causa del loro sapore sgradevole, pungente o amaro e dell'odore pungente. I grassi contenenti acidi grassi insaturi, soprattutto oleico, linoleico e linolenico, irrancidiscono più velocemente.

Gli acidi grassi saturi non subiscono reazioni di autossidazione.

Sulla base di numerosi studi si è concluso che l'irrancidimento dei grassi è causato esclusivamente da processi ossidativi. Secondo questa teoria gli acidi grassi o grassi insaturi, durante l'autossidazione, aggiungono ossigeno nel sito del doppio legame e vengono convertiti in perossido, che diventa ossido con l'eliminazione di un atomo di ossigeno.

ossido attivo perossido insaturo

ossigeno acido.

Successivamente gli ossidi possono trasformarsi in chetoacidi, perossidi e idrossiacidi. Sotto l'influenza dell'ozono nell'aria è possibile anche la formazione di aldeidi e chetoni da acidi grassi insaturi. Di conseguenza, durante il processo di autossidazione, nei grassi rancidi si accumulano vari prodotti di decomposizione.

Molti alimenti contenenti quantità significative di grassi possono irrancidire durante la conservazione, ad esempio miglio, farina di mais, noci, semi di girasole, oli vegetali e di mucca.

L'irrancidimento del burro, del burro chiarificato e della margarina sotto l'influenza della luce è accompagnato dal fenomeno ingrassaggio , che consiste nel fatto che l'olio diventa bianco in superficie e acquista il sapore e l'odore caratteristici dello strutto. Salatura oli - risultato transizione sotto l'influenza della luce degli acidi grassi insaturi in acidi idrossistearici avente un colore bianco.

I grassi naturali spesso contengono o hanno sostanze appositamente aggiunte che prevengono l'ossidazione; inibiscono i processi ossidativi e quindi rallentano il deterioramento dei grassi. Tali sostanze sono chiamate antiossidanti . Ruolo naturale antiossidanti dentro verdura i grassi svolgono i tocoferoli ( vitamina E), composti fenolici, vitamina C .

Solo i grassi ben purificati, esenti da residui tissutali, sostanze proteiche delle mucose e con una minima quantità di acqua, sono adatti alla conservazione a lungo termine. I grassi devono essere conservati ben imballati per proteggerli dall'aria e dalla luce, a basse temperature, in camere bianche.