Щелочной гидролиз жиров приводит к образованию. Жиры. жиры сложные эфиры глицерина и высших одноосновных карбоновых кислот (так называемых жирных кислот)

Мы часто наслаждаемся запахом цветов, фруктов, ароматами парфюмерии. Нам доставляет радость хороший запах. Приятные запахи содержат многие органические вещества, относящиеся к классу сложных эфиров. Со сложными эфирами мы встречаемся так же часто, как и с органическими кислотами. Они входят в состав душистых эфирных масел, фруктов, духов, лекарств (аспирин, салол, валидол). Благодаря сложным эфирам лаванда, маттиола, левкой, жасмин и другие цветы радуют нас своим благоуханием.

Сложные эфиры образуются при взаимодействии карбоновых кислот со спиртами в присутствии катализатора – серной кислоты.

Как известно, серная кислота способствует отщеплению или присоединению воды. При образовании сложного эфира молекула воды отщепляется от гидроксильных групп спирта и кислоты. Оставшиеся радикалы связываются через атом кислорода.

· Реакции карбоновых кислот со спиртами называют реакциями этерификации.

Эти реакции обратимы.

Жиры

Сложными эфирами являются жиры. Жиры – это эфиры глицерина и карбоновых кислот, содержащих в молекуле от 4 до 26 атомов. Жиры, которые мы употребляем в пищу, образованы главным образом кислотами, в молекулах которых от 16 до 18 атомов углерода. Такие кислоты называют высшими. Например, в состав говяжьего жира входит сложный эфир (жир) глицерина и насыщенной стеариновой кислоты C17H35COOH:

глицерин + стеариновая кислота <=> триглицерид стеариновой кислоты + вода

Жиры при обычных условиях – жидкие или твёрдые бесцветные вещества почти без запаха. Жиры растительного происхождения являются сложными эфирами непредельных высших кислот. Они обычно жидкие. Их называют маслами. Животные жиры – твёрдые. Они образованы предельными высшими кислотами.

Жир плохо проводит тепло. Его скопление под кожей многих животных предохраняет их от переохлаждения.

Жидкие жиры (растительные масла), содержащие остатки непредельных кислот, необходимы для нормального развития организма человека. Треть жиров, поступающих с пищей, должны составлять растительные масла (подсолнечное, соевое, хлопковое, оливковое и другие). В них содержатся так называемые незаменимые жирные кислоты с несколькими двойными связями в молекуле (линолевая,линоленовая, арахидоновая), которые в организме не синтезируются.

Сложные эфиры подвергаются гидролизу – разложению водой. Эта реакция катализируется как кислотами, так и щелочами. При гидролизе образуются исходные спирт и кислота. Если же гидролиз идёт в щелочной среде, то образуется соль соответствующей кислоты. Например, при гидролизе жиров в щелочной среде образуется глицерин и соль высшей кислоты – мыло.

Эфиры глицерина и диацетилвинной и жирных кислот больше известны под кодом “Е472е”. Вещество входит в группу пищевых добавок Е472, в которой, кроме него, есть ещё шесть разновидностей: там присутствуют и , и , и , и их различные комбинации. Что касается стабилизатора Е472е, в нём основная роль отведена диацетилвинному ангидриду или . Действие добавки Е472е заключается в стабилизации и эмульгировании текстуры продукта, почему она и начала использоваться в пищевой промышленности. Согласно международным классификациям пищевых добавок, Е472е считается добавкой с низким уровнем опасности. Её часто можно встретить в составах мучной выпечки, так как структурно эта пищевая добавка схожа с пшеничной клейковиной. Кроме производства булочек и , ещё одна сфера применения – изготовление кондитерских изделий.

Химические свойства вещества

Эфиры получают как из растительного, так и из животного сырья. Её химический состав – смешанные эфиры глицерина, в которых несколько гидроксильных групп переэтерифицировано в сложные эфиры диацетилвинной кислоты и жирных кислот.

Вещество добывается только искусственным путём, в живой природе не существует. Науке известны несколько методов синтезирования добавки Е472е. В первом варианте проводят реакцию между глицеридами жирных кислот, винной кислотой и уксусным ангидридом. Ещё один способ – взаимодействие между диацетилвинным ангидридом, уксусной кислотой и моно- и диглицеридами жирных кислот. Чаще всего сырьё, из которого добывают жирные кислоты для таких реакций – это или свиной жир.

Активное вещество в добавке – молекулы глицерина со свободной вторичной гидроксильной группой и остатками диацетилвинной и стеариновой кислот. За счёт этих частиц, добавка способна создавать вязкую, клейкую текстуру смесей и компонентов.

Стабилизатор Е472е выглядит как твёрдое или воскообразное вещество, маслянистая жидкость или жирная паста. Цвет – от белого до жёлто-коричневого. Вещество отличается характерным уксусным запахом и вкусом. В , спиртах и ацетоне добавка отлично растворяется.

В международных нормативных документах эфиры глицерина и диацетилвинной и жирных кислот сокращают как DATEM.

Основные свойства, за счёт которых Е472е весьма ценится производителями пищевых продуктов – придание пластичности тесту.

Как эмульгатор, добавка позволяет создавать смеси компонентов, которые не могут однородно смешиваться в обычных условиях.

Однако самый распространённый способ применения пищевой добавки – в качестве стабилизатора. Она обеспечивает необходимую вязкость продукта, улучшает вкусовые параметры и позволяет сохранять их в течение более длительного времени.

Использование в процессе приготовления продуктов питания

Пищевая промышленность массово начала применять добавку Е472е ещё в 20-х годах прошлого столетия. В то время, да и сегодня, она относится к группе наиболее распространённых эмульгаторов.

Её можно встретить в составе:

• сухих смесей для приготовления кофейных напитков;
• печенья;
• кондитерских изделий;
• хлеба.

Именно приготовление мучной выпечки и хлебобулочных изделий практически не обходится без “участия” этого вещества. Его добавляют в изделия из муки низкого и среднего качества. За счёт структурных особенностей, эфиры глицерина и диацетилвинной и жирных кислот позволяют улучшить качество муки со слабой клейковиной, и изготовить из неё пластичное, упругое, хорошо подверженное воздействию тесто. Благодаря стабилизатору Е472е, структура хлеба становится пористой и воздушной, вес готового изделия увеличивается, незначительно увеличивается срок годности продукта, хлеб не так быстро черствеет. Кроме того, добавка способствует облегчению взбивания теста, снижению устойчивости продукта к гидролизу, уменьшает область плавления. Интересно, что в процессе выпекания эфиры разлагаются, поэтому в готовом продукте их уже не обнаружить.

Для введения в тесто, вещество предварительно растворяют в . Норма содержания – до 0,2% от веса продукта.

Польза или вред

На самом деле, никакой пользы, в основном, пищевые добавки для человеческого организма не приносят. Исключение могут составлять натуральные вещества вроде или каротина. Эфиры глицерина и диацетилвинной и жирных кислот к таким элементам не относятся. Главная их польза в отсутствии вреда для человека.

Длительный процесс изучения вещества, опыты с задействованием подопытных животных показали, что вещество не вызывает аллергических реакций, не является токсином, мутагеном, не провоцирует появление злокачественных опухолей или бесплодия.

При контакте с кожей или слизистыми никакой реакции, ожогов или аллергии на кожных покровах также не возникает.

В желудке человека добавка распадается на жиры и кислоты, и усваивается соответствующим образом, как аналогичные натуральные компоненты.

В связи с этим, в большинстве стран не установлено максимально разрешённой дозы суточного употребления вещества. Лишь в Канаде есть соответствующее ограничение – не более 50 мг на 1 килограмм веса взрослого человека.

На сегодняшний день эмульгатор, пластификатор и стабилизатор Е472е считается безвредным. Его употребление подопытными животными в процессе соответствующих опытов не определило вещество как опасное, не выявило никаких негативных последствий для здоровья наблюдаемых животных. Поэтому его повсеместно используют в приготовлении кондитерских изделий, печенья, и, особенно часто, хлеба. Добавка позволяет не покупать дорогую и качественную муку, а использовать муку более низкого качества с добавлением недорогого компонента, при этом на качестве готового продукта такая экономия практически не отображается – хлеб получается воздушным, пористым, хранится дольше, чем без использования эфиров глицерина, диацетилвинной и жирных кислот. Так как вещество не показало никаких токсических и аллергических свойств, его не запрещается употреблять детям и пожилым людям. Также нет никаких особенных рекомендаций и противопоказаний для людей с проблемами в работе пищеварительного тракта.

Сложные эфиры можно рассматривать как производные кислот, у которых атом водорода в карбоксильной группе замещен на углеводородный радикал:

Номенклатура.

Сложные эфиры называют по кислотам и спиртам, остатки которых участвуют в их образовании, например Н-СО-О-СН3 - метилформиат, или метиловый эфир муравьиной кислоты; - этилацетат, или этиловый эфир уксусной кислоты.

Способы получения.

1. Взаимодействие спиртов и кислот (реакция этерификации):

2. Взаимодействие хлорангидридов кислот и спиртов (или алкоголятов щелочных металлов):

Физические свойства.

Сложные эфиры низших кислот и спиртов - жидкости легче воды, с приятным запахом. В воде растворимы только сложные эфиры с наименьшим числом атомов углерода. В спирте и дизтиловом эфире сложные эфиры растворимы хорошо.

Химические свойства.

1. Гидролиз сложных эфиров - важнейшая реакция этой группы веществ. Гидролиз под действием воды - обратимая реакция. Для смещения равновесия вправо используются щелочи:

2. Восстановление сложных эфиров водородом приводит к образованию двух спиртов:

3. Под действием аммиака сложные эфиры превращаются в амиды кислот:

Жиры. Жиры представляют собой смеси сложных эфиров, образованных трехатомным спиртом глицерином и высшими жирными кислотами. Общая формула жиров:

где R - радикалы высших жирных кислот.

Наиболее часто в состав жиров входят предельные кислоты пальмитиновая и стеариновая и непредельные кислоты олеиновая и линолевая

Получение жиров.

В настоящее время практическое значение имеет лишь получение жиров из природных источников животного или растительного происхождения.

Физические свойства.

Жиры, образованные предельными кислотами, - твердые вещества, а непредельными - жидкие. Все очень плохо растворимы в воде, хорошо растворимы в диэтиловом эфире.

Химические свойства.

1. Гидролиз, или омыление жиров происходит под действием воды (обратимо) или щелочей (необратимо):

При щелочном гидролизе образуются соли высших жирных кислот, называемые мылами.

2. Гидрогенизацией жиров называется процесс присоединения водорода к остаткам непредельных кислот, входящих в состав жиров. При этом остатки непредельных кислот переходят в остатки предельных кислот, и жиры из жидких превращаются в твердые.

Из важнейших пищевых веществ - белков, жиров и углеводов - жиры обладают наибольшим запасом энергии.

До сих пор мы рассматривали спирты с одной гидроксильной группой (ОН ). Такие спирты называются алкоголями.

Но также известны спирты, молекулы которых содержат несколько гидроксильных групп . Такие спирты называются многоатомными или полиспиртами.

Примерами таких спиртов могут служить двухатомный спирт этиленгликоль и трёхатомный спирт глицерин :

Этиленгликоль и глицерин – жидкости сладковатого вкуса, смешивающиеся с водой в любых соотношениях.

Глицерин вместе с высшими жирными кислотами образует сложные эфиры .

В случае взаимодействия глицерина с высшими жирными кислотами мы получим соединения, молекулы которых состоят из нескольких углеводородных радикалов, связанных атомом кислорода. Один из этих радикалов – радикал глицерина , остальные – радикалы высших жирных кислот .

Полученная в результате реакции молекула, ничто иное, как молекула жира . Таким образом, глицерин является составной частью молекул, как растительных так животных жиров, в том числе и жиров человеческого тела.

Простые омыляемые липиды. Воски, жиры и масла.

В группу «простых омыляемых липидов» входят Воски, жиры и масла.

О названии

Сначала пару слов о названии «Простые омыляемые липиды».

Простыми они называются потому, что в отличие от «сложных липидов », они включают в свою структуру только атомы углерода (С ), водорода (H ) и кислорода (О ).

Сложные липиды в своём составе дополнительно имеют атомы других элементов. При этом их структура действительно сложнее.

Омыляемыми мыла .

Воски

Восками называют сложные эфиры одноатомных жирных спиртов и высших жирных кислот.

Сложные эфиры - это такие соединения, где углеводородные радикалы (в данном случае одноатомные жирные спирты и высшие жирные кислоты) соединены между собой через атом кислорода .

Радикалы, при этом, могут быть разными, но их всегда будет связывать атом кислорода.

Реакция образования сложного эфира из кислоты и спирта называется реакцией этерификации .

Воски образуют защитную плёнку на коже человека и животных и предохраняют растения от высыхания.

Примером воска может служить цетиловый эфир пальмитиновой кислоты – главный компонент спермацета. Спермацет содержится в спермацетовом масле. Ранее это масло извлекали из головы кашалотов и использовали в качестве индифферентной основы для приготовления различных мазей.

Другой эфир пальмитиновой кислоты – мирицилпальмитат – содежится в пчелином воске .

Любой природный воск всегда имеет сложный состав . Это не один единственный сложный эфир, это много разных сложных эфиров с различными компонентами.

Пчелиный воск , в своём составе, имеет около 50 веществ . Помимо сложных эфиров это могут быть свободные жирные кислоты, жирные спирты, витамины и пр. Но основу вещества всё равно будут составлять сложные эфиры .

Жиры и масла

По химическому строению жиры близки к воскам . Недаром они объединены в одну группу.

Так же, как и воски, жиры это сложные эфиры высших жирных кислот и спирта .

Но если в состав восков могут входить различные высокомолеклярные одноатомные спирты , то вместо них в состав жиров вседа входит трёхатомный спирт глицерин .

Напомним, что спирты это производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода заменены гидроксильными группами (ОН ).

Если в молекуле спирта одна гидроксильная группа , то такой спирт называется одноатомным , если ихбольше – многоатомным .

В составе глицерина три гидроксильных группы. Поэтому это трёхатомный спирт:

Высокомолекулярными (или высшими жирными) называют спирты с относительно большим числом атомов углерода . Например, приведённые выше цетиловый спирт C 16 H 33 OH или мирициловый спиртС 31 Н 63 ОН .

Глицерин С 3 Н 5 (ОН) 3 не относится к высшим жирным спиртам.

Итак, жиры – это сложные эфиры высших жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина.

Такие сложные эфиры называют триглицеридами .

Жиры - это триглицериды высших жирных кислот .

В живых организмах жиры , прежде всего, играют роль структурного компонента клеток или запасного вещества («жировое депо»). Их энергетическая ценность примерно в 2 раза выше, чем у белков и углеводов.

Наряду с углеводами и белками, жиры - один из главных компонентов питания.

Твёрдые триглицериды обычно называют жирами , жидкие – маслами .

Простые триглицериды содержат остатки одинаковых кислот, смешанные – различных.

По аналогии с восками можно сказать, что природные жиры и масла , как растительные, так и животные – это сложные вещества, состоящие из многих компонентов. Они представляют собой смеси смешанных триглицеридов .

В триглицеридах животного происхождения преобладают остатки насыщенных кислот . Эти триглицериды, как правило, твёрдые вещества .

Напротив жидкие растительные масла содержат в основном остатки ненасыщенных кислот .

Помимо триглицеридов в их состав могут входить свободные жирные кислоты, жирные спирты, сложные липиды, витамины и пр.

Сложные омыляемые липиды.

О названии

Напомним, что большая группа «Омыляемых липидов» подразделяется на две подгруппы:

1. простые омыляемые липиды и

2. сложные омыляемые липиды .

Омыляемыми они называются из-за того, что при гидролизе из них образуются соли высших карбоновых кислот, т.е. мыла .

Сложные липиды получили своё название из-за того, что имеют более сложное строение в сравнении с простыми липидами (восками и жирами).

Молекулы простых липидов состоят из атомов углерода (С ), водорода (H ) и кислорода (О ).

В состав молекул сложных липидов , помимо атомов углерода, водорода и кислорода, входят атомы других элементов. Чаще всего это: фосфор (Р ), сера (S ) и азот (N ). При этом структура молекул сложных липидов действительно более сложная , чем структура молекул простых липидов.

Похожая информация.

(реакция этерификации) образуются сложные эфиры:

Эта реакция обратима. Продукты реакции могут взаимодействовать друг с другом с образованием исходных веществ -спирта и кислоты. Таким образом, реакция сложных эфиров с водой - гидролиз сложного эфира - обратна реакции эте-рификации. Химическое равновесие, устанавливающееся при равенстве скоростей прямой (этерификация) и обратной (гидролиз) реакций, может быть смещено в сторону образования эфира присутствием водоотнимающих средств.

Сложные эфиры в природе и технике

Сложные эфиры широко распространены в природе, находят применение в технике и различных отраслях промышленности (схема 10). Они являются хорошими растворителями органических веществ, их плотность меньше плотности воды, и они практически не растворяются в ней.

Схема 10. Применение сложных эфиров

Так, сложные эфиры с относительно небольшой молекулярной массой представляют собой легковоспламеняющиеся жидкости с невысокими температурами кипения, имеют запахи различных фруктов. Их применяют как растворители лаков и красок, ароматизаторы изделий пищевой промышленности. Например, метиловый эфир масляной кислоты имеет запах яблок, этиловый эфир этой кислоты - запах ананасов, изобутиловый эфир уксусной кислоты - запах бананов.

Сложные эфиры высших карбоновых кислот и высших одноосновных спиртов называют во скажи. Так, пчелиный воск состоит, главным образом, из эфира пальмитиновой кислоты и мирицилового спирта С15Н31СООС31Н63, кашалотовый воск - спермацет - сложный эфир той же пальмитиновой кислоты и цетилового спирта С15Н31СООС16Н33.

Важнейшими представителями сложных эфиров являются жиры.

Жиры - природные соединения, которые представляют собой сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот.

Состав и строение жиров могут быть отражены общей формулой:

Большинство жиров образовано тремя карбоновыми кислотами - олеиновой, пальмитиновой и стеариновой. Очевидно, две из них - предельные (насыщенные), а олеиновая кислота содержит двойную связь между атомами углерода в молекуле. Таким образом, в состав жиров могут входить остатки как предельных, так и непредельных карбоновых кислот в различных сочетаниях.

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки