Жиры — ряд органических веществ, наряду с жироподобными соединениями относятся к группе липидов. В виду своего состава, они имеют ряд специфических физико-химических свойств и достаточно обширную область применения.
Человечество давно применяет жир в повседневной жизни, получая его из растительных и животных источников. Самые простые светильники представляли собой сосуд с маслом и фитилем. Жир предохранял металлические и деревянные изделия от коррозии (им смазывали оружие, полозья саней, борта судов и пр.).
Причем использовали и растительные, и животные жиры. Так конопляное и льняное масло использовали для оздоровления организма. Нельзя не отметить широкого использования жиров в мыловаренной отрасли, которая возникла в 19 веке в результате развития химии жиров (научные исследования М. Швереля) [3].
Кроме того жиры были одним из освовных источников пищи, ввиду своей большой энергоемкости, особенно ценной в условиях сурового климата. Наличие жира в пище было признаком большого достатка, не зря ведь и до сих пор актуально выражение «жировать». И в настоящее время жиры — один из важных элементов питания, их очень часто используют в пищевой промышленности. жир органический продукт
Таким образом область применения жиров досточна широка. И целью нашей работы является изучение особенностей использования жиров в качестве химического сырья и в качестве продукта питания. Для достижения цели былли поставлены следующие задачи:
- изучение способов получения, структуры и физико-химических свойств, обуславливающих область применения жиров;
- выявление особенностей использования жиров в качестве продукта питания, краткая характеристика пищевой ценности разных видов жиров;
- систематизация и описание основных видов использования жиров в качестве химического сырья.
Строение, способы получения и физико-химические свойства жиров
Жиры являются группой органических веществ, полученных в резульатате взаимодействия глицерина с карбоновыми кислотами. Этот факт впервые был установлен в 1811 году французским ученым М. Шеверель [4].
Общая химическая формула всех липидов (1):
Обеспечение качества продуктов питания на стадии производства ...
... продукцию как органическую. 1.2 Качество продуктов на предприятиях по производству продуктов питания, Входной контроль сырья Входной контроль - это контроль потребителем сырья, материалов, тары, изделий и готовой продукции, ... использование лекарственных средств в ветеринарии, что обуславливает потенциальную возможность присутствия остаточных количеств этих препаратов в животноводческой продукции и ...
(1)
Различают растительные и животные природные жиры. Свойства жиров в больше степени определяются свойствами кислоты в их составе. Содержание основных карбоновых кислот в растительных и животных жирах различно (табл.1).
Таблица 1.
Содержание карбоновых кислот в различных видах жиров [5]
|
Жиры |
Остатки кислот, % по массе |
|||||
|
Пальмитиновая |
Стеариновая |
Олеиновая |
Линолевая |
Линоленовая |
||
|
Растительные жиры |
||||||
|
Подсолнечное масло |
11 |
4 |
38 |
46 |
— |
|
|
Оливковое масло |
10 |
2 |
82 |
4 |
— |
|
|
Льняное масло |
5 |
3 |
5 |
62 |
25 |
|
|
Пальмовое масло |
44 |
5 |
39 |
11 |
— |
|
|
Животные жиры |
||||||
|
Сливочное масло |
25 |
11 |
34 |
6 |
5 |
|
|
Бараний жир (твёрдый) |
38 |
30 |
35 |
3 |
9 |
|
|
Говяжий жир (твёрд.) |
31 |
26 |
40 |
2 |
2 |
|
|
Свиной жир (твёрд.) |
27 |
14 |
45 |
5 |
5 |
|
|
Жиры в организме человека |
25 |
8 |
46 |
10 |
— |
|
Из таблицы 1 видно, что жиры бывают в основном в двух агрегатных состояниях: твердом (преимущественно животные жиры) и жидком (преимущественно растительные жиры, за исключение кокосового масла и масла Ши).
Температура плавления жиров невысокая и зависит от содержания карбоновых кислот. Все жиры нерастворимы в воде, зато растворимы в спиртах, и ряде растворителей (бензол, эфир).
Так, при спиртовом гидролизе жиров (омыление) образуются мыла (2)
(2)
Также жиры подвергаются процессу гидрогенизации (превращение жидких растительных масел в твердые жиры при определенных условиях реакции), подобным образом получают например маргарин (3).
(3)
Получают жиры различно:
1) природные жиры: животные — из жироносных тканей животных или молока, растительные — из масличных растений.
2) Синтетические жиры получают реакцикй этерификации (4)
(4)
Область применения жиров достаточно широка, для удобства восприятия составлена схема (рис. 1).
Рисунок 1. Применеие жиров.
Более подробно схема разобрана в последующих главах.
Жиры как продукт питания
Еще древние люди использовали жир различных животных в пищу, причем иногда, особенно в суровых климатических условиях, он был единственным источником питательных веществ [1].
В Киевской Руси особенно были ценны жиры молочного происхождения, их добавляли в многие блюда того времени. Жиры животного происхождания, в частности сало, в основном вытапливали [1].
И в настоящее время жиры — одна из важнейших составляющих рационального питания современного человека.
Жиры, по сравнению с белками и углеводами более энергоемкие (1г жира — 40 кДж энергии).
А каждый час человек расходует приблизительно 350 кДж энергии. Жиры в человеческом организме расходуются на свойство гомойотермности (поддержаниие температуры тела), на работу мышечного аппарата. Минимальная суточная потребность человека в жире составляет около 50 г при отсутствии интенсивной нагрузки [6].
Также организм человека способен накапливать жир, предохраняющий от переохлаждения.
При рассмотрении жиров в качестве пищевого ресурса целесообразнее классифицировать их на «вредные» и «полезные» для человеческого организма.
«Полезные» жиры представлены в основном жидкими растительными маслми (за исключением кокосового) и рыбьим жиром. Ненасыщенные жиры положительно влияют на метаболизм человека, выводя из организма холестерин. К продуктам с максимальными количествами ненасыщенных жиров относят: масло грецкого ореха, рыбий жир, масло фундука, кедровое масло, пальмовое масло, подсолнечное масло, кунжутное масло и арахисовое масло. Важно отметить, что на содержание ненасыщенных жиров в масле влияет способ его получения. Если масло получают прессованием (отжим) содержание «полезных» кислот в нем высокое. В случае же получения масла экстаргированием (используются химические растворители) содержание ненасыщенных кислот не столь высоко. Также на количество «полезных» жиров оказывает влияние способ очистки масла — просто механическая очистка дает возможность получить более полезные нерафинированные масла, в случае когда масла проходят гидратацию, нейтрализацию и дезодорацию получаются менее полезные рафинированные масла. Суточная норма ненасыщенных жиров для человека составляет 30-35 г.
«Вредные» или насыщенные жиры — это в основном твердые жиры животного происхождения. Они очень энергоемкие, но не всегда полностью усваиваются организмом. Насыщенные жиры отрицательно влияют на работу печени, нарушают обмен веществ, способствуют формированию атеросклероза. Насыщенные жиры содержатся в максимальных количествах в следующих продуктах: масло сливочное, сало свиное, масло какао, молочный шоколад, мясо утки. Несмотря на то, что «вредные» жиры поставлют в организм человека холестерин, они являются основным источником энергии.
По мнению диетологов соотношение «полезных» и «вредных» жиров в организме человека должно составлять 70:30. Конечно, цифры могут незачительно меняться в зависимости от возраста, пола и пр. Обильное содержание жиров в целом в пище, как и повышение доли насыщенных жиров, может негативно сказаться на здоровье человка, вызывая ряд заболеваний сердечно-сосудистой, пищеварительной и эндокринной систем органов [1].
Жиры как химическое сырье
Ввиду особых физико-химических свойств, описанных выше (гл.2.1.) жиры находят применение в качестве химического ресурса в следующих областях:
Фармацевтика
Для изготовления лекарственных препаратов фармацевтическая промышленность использует, как правило, масла полученные посредством пищевой промышленности. Применение жиров в фармацевтике отражено на схеме (рис.2).
Рис. 2. Применение жиров в фармацевтической промышленности.
Косметическая и парфюмерная промышленность
По причине своей гидрофобности жиры животного и растительного происхождения находят широкое применение к косметической промышленности, в том числе мыловарении. Жиры способствуют удержанию влаги в коже, служат основой для большинства косметических средств, в том числе мыла. Для косметической прошленности не используют масла пищевой промышленности, их превращают в твердые саломасы, посредством гидрогенизации, что позволяет продлить срок хранения косметических средств и уменешить содержание в них консервантов. Основные животные жиры в косметической промышленности это: ланолин (получают из шерсти овец), спермацет (жир кашалота), пчелиный воск, свиной жир (в том числе стеарин), куриное масло (из отходов переработки кур), растительные масла для ароматизации, растительные масла и воски для основы средств [2].
- Лако-красочное производство
В лако-красочном производстве в основном используются масла растительного происхождения, благодаря свой способности образовывать пленку на поверхности при высыхании. В лако-красочном производстве применяют масла конопляное, льняное, хлопковое, соевое. В масла добвляют алюминиевую пудру, красители. Однако стоит отметить, что в настоящее время, ввиду развития производства пластмасс, растительные масла все чаще заменяют синтетическими смолами и каучуками [6].
Также ряд растительных масел до сих пор используют при производстве олифы.
- Свечное производство
В жизни человека свечи появились давно: примитивные свечи — чаша с маслом или жиром и фитилек, как правило, из ткани. Свечи, подобные современным стали изготавливать в средние века, из животного жира или впоследствии воска. Восковые свечи имеют ряд преимуществ — они на чадят, не оставляют копоти, горят без запаха. Впоследствии восковые свечи вытеснили стеариновые, производство которых менее затратно. В настоящее время почти все свечи исключительно парафиновые. Они бывают высокоочищенные (белые), малоочишенные (желтые), неочищенные (красно-желтые).
При изготовлении свечей используют следующие жиры: парафин, пчелиный воск, пальмовый воск, стеарин, говяжий жир. Вспомогательными вещеествами могут быть глицерин или гель.
- Производство смазочных материалов
Жиры в качестве смазочных материалов использовали с древних времен (смазывали колеса, оси).
С развитием человеческого общества в жиры добавляли различные вещества с целью усиления их эксплуатационных свойств. Классификация смазочных материалов приведена на схеме (рис.3).
Рис. 3. Классификация смазочных материалов
Изначально люди использовали в качестве смазочных материалов природные масла (рапсовое, касторовое, арахисовое) и животные жиры (свиной жир, китовый спермацет).
В настоящее время смазочные материалы являются продуктами химической и нефтеперерабатывающе промышленности [3].
Заключение
В ходе выполненной работы было выяснено, что область применения жиров досточна широка: жиры используют как в качестве химического сырья, так и в качестве продукта питания. Такое широкое применение жиров обусловено их структурой и и специфическими физико-химическими свойствами (температура плавления, энергоемкость, гидрофобность).
Как продукт питания жиры применяются человеком широко, обладая различной пищевой ценностью, они выполняют различные функции. Область применения жиров жиров в качестве химического сырья достаточно обширна: свечное производство, фармацевтика, косметическая промышленность, производство смазочных материалов, лакокрасочная промышленность. То есть жиры являются и пищевым ресурсом, и ресурсом химического производства. Также хочется отметить, что в настоящее время изучение и разработка способов получения жиров с составом, обладающим определенными свойствами, является очень актуальной задачей.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/na-temu-primenenie-jirov-zamena-jirov-v-tehnike-nepischevyim-syirem/
1.Козловская М.В. Феномен питания в эволюции и истории человека, М., 2002. — 30 с.
2.О’Брайен, Ричард. Жиры и масла. Производство, состав, свойства и применение / Ричард О’Брайен. — СПб. : Профессия, 2007. — 751 с
3.Паронян, В.Х. Технология и организация производства жиров и жирозаменителей / В.Х. Паронян. — М. : ДеЛи принт, 2006. — 780 с.
4.Тютюнников Б.Н. Химия жиров / Б.Н. Тютюнников, З.И. Бухштаб, Ф.Ф. Гладкий и др. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Колос, 1992. — 448 с.
5.Триглицериды // Большая российская энциклопедия. Том 32. [Электронный ресурс]. — Режим доступа https://bigenc.ru/chemistry/text/1983070
6.Справочник химика 21. Химия и химическая технология.- Режим доступа. https://www.chem21.info/info/1086696/
