Склад і будова молекул жирів. До складу жирів входять залишки молекул уже вивчених вами органічних сполук. Це — гліцерол і вищі карбонові кислоти.
Отже, жири — це складні речовини, утворені триатомним спиртом гліцеролом і вищими карбоновими кислотами.
Жири — це продукти взаємодії гліцеролу та вищих карбонових кислот.
Для визначення складу жирів французькі хіміки М. Е. Шеврель і Е. М. Бертло використали два взаємопов'язані методи наукового дослідження: аналіз і синтез. У 1817 р. М. Е. Шеврель розклав жири на гліцерол і невідомі на той час сполуки, якими виявилися карбонові кислоти: пальмітинова, стеаринова, олеїнова. Його співвітчизник у 1854 р. здійснив синтез жиру з гліцеролу та стеаринової кислоти — тристеарат.
Роботи цих учених підтвердили склад і будову жирів.
На основі їхніх досліджень складемо молекулярну формулу жиру — тристеарату.
Літери R, R', R" позначають залишки молекул вищих карбонових кислот.
Мішель Ежен Шеврель (1786-1889) — французький хімік-органік, один із творців методу аналізу в органічній хімії. Досліджував будову рослинних і тваринних жирів, пояснив реакцію омилення. Найважливіші праці присвячені дослідженню вищих карбонових (жирних) кислот. Установив кількісний склад молекули гліцеролу й довів, що тваринні та рослинні жири — естери гліцеролу та вищих карбонових кислот. Виділив холестерин і деякі вищі карбонові кислоти, зокрема стеарин. У 1825 р. запатентував виробництво стеаринових свічок.
П'єр Ежен Марселен Бертло (1827-1907) — французький учений-хімік, громадський діяч, педагог. Працював у галузі органічної й аналітичної хімії, хімічної кінетики. Один із фундаторів хімії органічного синтезу. Синтезував ряд вуглеводнів: метан, етен, етин, бензен й оксигеновмісні органічні сполуки етанол і фенол. У 1854 р. здійснив реакцію естерифікації, унаслідок чого добув жир.
• Пригадайте, які вищі карбонові кислоти вам відомі й чим вони відрізняються за складом і будовою.
Фізичні властивості. Між складом, будовою та властивостями речовин існує тісний взаємозв'язок. Тому будова молекул жирів теж безпосередньо впливає на їхні властивості. Отже, залежно від того, вуглеводневі радикали яких кислот входять до складу жирів, їх поділяють на тверді (сала) і рідкі (олії). Класифікацію та склад жирів подано на рисунку 105 (с. 186).
Рис. 105. Схема класифікації та складу жирів
Жири, тваринні та рослинні, — маслянисті речовини, нерозчинні у воді, легші за неї, тому під час потрапляння у воду спливають на її поверхню. Мають низькі температури плавлення. Наприклад, триолеїноат плавиться за температури -4 °С, а тристеариноат — 65 °С. Такий діапазон температур плавлення зумовлений наявністю в складі залишків насичених і ненасичених вищих кислот. Жири мають низьку теплопровідність.
Тваринні жири — тверді. Це вершкове масло, свинячий жир (сало, смалець), яловичий, баранячий, гусячий та інші жири. Виняток — риб'ячий жир, який є рідиною. Трапляються тверді жири рослинного походження: кокосове масло, масло какао.
Рослинні жири — рідини, мають характерні запахи та різні смакові якості. Найпоширенішими є соняшникова, кукурудзяна, оливкова олії; менш поширені лляна, конопляна, ріпакова, обліпихова, соєва, гарбузова, горіхова, кедрова, гірчична. Олії виготовляють з різних частин рослини: насіння, зародків, ядер горіхів, кісточок, м'якоті плодів тощо (рис. 106).
Рис. 106. Сировина для виробництва олій: соняшникової (а); горіхової (б); кукурудзяної (в)
Часто не всі олійні рослини вирощують задля власне олії. Вона є побічним продуктом виробництва волокна з льону, коноплі, бавовни тощо. Сировиною для виготовлення олій є відходи харчових виробництв, які містять значну кількість олії. Це, зокрема, зародки зернових культур, насіння гарбуза, томатів, чаю, плодових дерев, виноградні кісточки.
Основною сировиною для виробництва олії в Україні є насіння соняшника, льону, озимого ріпаку, гірчиці, сої тощо. Провідну роль серед олійних культур, поза сумнівом, відіграє соняшник. Річне виробництво соняшникової олії становить понад 1 млн т. Насіння соняшника містить майже 57 % олії, а ядро — до 65 %.
В організмі людини жири накопичуються в сальнику, підшкірній клітковині, нервовій тканині, печінці, нирках.
Отже, жири — поширені в природі речовини, які виконують важливі біологічні функції й набули широкого застосування.
Біологічна роль жирів. Жири належать до біологічно активних речовин, які виконують надзвичайно важливі біологічні функції в живих організмах.
Насамперед зазначимо, що вони є обов'язковим компонентом їжі. В організм людини жири потрапляють із харчовими продуктами, які містяться в м'ясі, овочах і фруктах. В організмі людини жири окиснюються, вивільняючи при цьому велику кількість енергії. Ця енергія потрібна для роботи всіх органів і утворення жирів, необхідних нашому організму. Надлишок жирів, що потрапляють в організм, відкладається та слугує додатковим джерелом поживних речовин та енергії. Крім того, жири виконують будівельну функцію, оскільки беруть участь у побудові клітинних мембран.
Завдяки низькій теплопровідності жири для багатьох тварин є засобом терморегуляції. Накопичуючись під шкірою, жири захищають організм від переохолодження (наприклад, китів, тюленів), ушкодження тканин унаслідок ударів, тобто виконують захисну функцію. Відомо, що багато рослин на поверхні листків мають тонку жирову плівку, яка захищає від проникнення всередину шкідливих газів, надмірної кількості води тощо. Так само в людини жири утворюють ліпідний бар'єр шкіри, запобігаючи випаровуванню вологи й оберігаючи шкірний покрив від пересихання. Жир допомагає тілу ефективно використовувати білки та вуглеводи. Достатній вміст жирів необхідний для доброї діяльності мозку, концентрації уваги та пам'яті.
Застосування жирів. Значення та функції жирів зумовлюють їхнє широке застосування (рис. 107, с. 188).
Рис. 107. Схема застосування жирів
Білки насіння олійних культур використовують для підвищення біологічної цінності багатьох харчових продуктів. З рідких жирів виробляють маргарин — продукт насичення залишків ненасичених карбонових кислот воднем.
ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ
• Жири — продукти взаємодії гліцеролу та вищих карбонових кислот.
• Жири поділяють на тверді та рідкі. Тверді жири переважно мають тваринне походження, рідкі — рослинне.
• Тверді жири — продукти взаємодії гліцеролу й насичених вищих карбонових кислот. Рідкі жири — продукти взаємодії гліцеролу й ненасичених вищих карбонових кислот.
• Жири виконують енергетичну, будівельну, терморегуляційну, захисну та інші важливі функції в живих організмах.
• Жири, як біологічно активні речовини, корисні для організму людини. Завдяки властивостям жирів їх широко використовують у різних галузях промисловості, у побуті та як харчовий продукт.
Д/З
ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1. Поясніть склад і будову молекул жирів.
2. Охарактеризуйте фізичні властивості жирів.
.png)