Химические свойства жиров

Жиры вступают во все химические реакции, характерные для сложных эфиров, однако в их химиче­ском поведении имеется ряд особенностей, связанных со строением жирных кислот и глицерина.

Среди химических реакций с участием жиров выделяют несколько типов превращений.

1. Химические реакции, связан­ные с наличием в молекуле жира сложноэфирных групп

Гидролиз жиров

Под влиянием фермента липазы, кислот и щелочей триглицериды гидролизуются с образова­нием сначала ди-, затем моноглицеридов и в конечном итоге — жир­ных кислот и глицерина.

Гидролиз триглицеридов широко применяется для получения жир­ных кислот, глицерина, моно- и диглицеридов.

Многие жиры при хранении про­горкают — приобретают неприятный вкус и запах. Различают два типа прогоркания — гидролитическое и окислительное. Гидролитические изменения в жире происходят под действием ферментов или микроорганизмов, приводя к образованию сво­бодных жирных кислот. Если эти кислоты обладают короткой цепью (например, если образуется масляная кислота), то жи­ры приобретают прогорклый запах и вкус. Этот тип прогорка­ния характерен для коровьего масла. Гидролитический рас­пад жиров, липидов зерна, муки, крупы и других жиросодержащих пищевых продуктов является одной из причин ухудшения их качества и в конечном итоге порчи. Особенно ускоряется этот процесс с повы­шением влажности хранящихся продуктов, температуры.

Переэтерификация жиров

Триглицеридыв присутствии катализаторов способны обмени­ваться (внутри- и межмолекулярно) ацилами; эта реакция получила название переэтерификации:

Переэтерификация приводит к изменению свойств жиров и масел, поэтому она широко применяется в пищевой промышленности для по­лучения продуктов с заданными свойствами.

Алкоголиз

Глицериды при нагревании со спиртами образуют соот­ветствующие эфиры жирных кислот с высвобождением глицерина. Такой обмен спиртов в сложных эфирах получил название алкоголиза;

Алкоголиз применяется для промышлен­ного и лабораторного получения сложных эфиров жирных кислот, моно- и диглицеридов (глицеролиз).

Ацидолиз

При нагревании триглицеридов со свободными жирными кислотами до 250—300°С происходит обмен ацилов:

Реакция протекает в присутствии серной кислоты или воды. Процесс ускоряется с увеличением силы свободной жирной кислоты.

Алкоголиз и ацидолиз можно рассматривать как частные случаи переэтерификации.

2. Химические реакции, связан­ные с превраще­нием углеводородных радикалов

Реакции присоединения

По двойным связям ненасыщенных кислот, входящих в состав жира, может присоединяться водород, а также бром и йод.

Реакции присоединения водорода по двойным связям ненасыщенных кислот, входящих в состав жира, называют реакциями гидрогегезации.

В связи с тем, что твердых жиров не хватает для техниче­ского использования и пищевых целей, большое техническое значение приобрело превращение более дешевых жидких жи­ров в твердые. Это превращение осуществляется путем катали­тического гидрирования двойных связей кислот жидких жи­ров, при этом жидкие ненасыщенные жиры переходят в твер­дые насыщенные, поэтому процесс называют также отвержде­нием жиров. В качестве сырья применяют жир морских млекопитающих и растительные масла — подсолнечное, хлоп­ковое и др. Гидрирование жиров молекулярным водородом в промышленности проводят при температурах 180—240°С в присутствии никелевых и медно-никелевых катализаторов, как пра­вило, при небольшом давлении. Подбирая соответствующие условия реакции, удается осуществить этот процесс избиратель­но, гидрируя сначала радикалы линоленовой кислоты до линолевой, затем линолевой до олеиновой, а уже потом радикалы олеиновой (если это необходимо) до стеариновой кислоты. Продукты гидрирования известны под различными названия­ми (салолин, саломас и др.).

Гидрогенизированные жиры сходны во всех отношениях с природными твердыми жирами. Гидрогенизацией некоторых распространенных растительных масел (масло земляного оре­ха, хлопковое, соевое) получают пищевые жиры. Так, искусст­венное масло, или маргарин, представляет собой эмульсию гидрогенизированного растительного жира в молоке; он имеет вид, консистенцию, запах и вкус сливочного масла. Запах и вкус придаются предварительным брожением молока с особы­ми видами молочных бактерий, вызывающих частичное окис­ление и синтезирующих диацетил — основное душистое веще­ство сливочного масла. Иногда прибавляют и синтетический диацетил. Для стабилизации эмульсии в маргарин вводят так­же природные эмульгаторы, такие, как яичный желток или лецитин, выделенный из желтка или сои.

Окисление жиров

Жиры и масла, особенно содержащие радикалы ненасыщенных жирных кислот, окисляются кислородом воздуха. Начальными продуктами окисления являются разнообразные по стро­ению перекиси и гидроперекиси. Они получили название первичных продуктов окисления.

В результате сложных превращений перекисей образуются вторич­ные продукты окисления: спирты, альдегиды, кетоны, кислоты с углеродной цепочкой различной длины, а также их производные, в частности продукты полимеризации.

Скорость, направление и глубина окисления зависят в первую оче­редь от состава жиров и масел: с увеличением степени непредельности жирных кислот, входящих в состав глицеридов, скорость их окисле­ния возрастает. Кроме этого, на окисление влияют присутствие влаги, следов металлов, температура, свет и интенсивность контакта с кислородом воздуха и наличие антиокислителей (ингибиторов) — веществ, добавление которых приводит к обрыву цепей окисления. Сре­ди них наибольшее значение имеют окислители фенольной природы. Из природных антиокислителей наиболее активными являются токоферолы.

Накопление продуктов окисления в жирах и маслах приводит к изменению их свойств и снижению пищевой ценности, а некоторые из продуктов окисления оказывают вредное влияние на организм, поэтому необходимо принимать меры по предотвращению или замедле­нию окисления жиров и масел, используемых для пищевых целей, в то же время процесс окисления может быть использован в технике для получения продуктов с новыми положительными свойствами, например, образование защитных пленок при глубоком окислении и полимеризации масел.