К жирам (триглицеридам) относятся органические соединения природного происхождения, представленные в форме сложных эфиров, состоящие из трехатомного спирта глицерина и одноосновных высших или средних жирных (предельных) кислот. Реакция трехатомного спирта глицерина с карбоновыми кислотами в результате образует жиры.
По агрегатному состоянию жиры бывают твердыми – животного происхождения, исключением является рыбий триглицерид, и в виде маслянистой жидкости, масла, полученного из растительного сырья. В них соединяются глицерин и высшие непредельные кислоты.
Триглицериды являются составной частью мембраны клетки, относятся к основной группе веществ, имеют высокую энергетическую ценность. Один грамм жира выделяет около 38 килоджоулей энергии. Функции жиров:
- строительная функция: участвуют в строительстве клеток, из-за своего строения это – незаменимый материал для живых организмов;
- энергетическая функция: в одном грамме вещества содержится 9 килокалорий энергии, подкожный жир – основной питательный источник в период голодания, они питают поперечно — полосатые мышцы, печень, почки;
- защитная функция: жир, находящийся под кожей, является теплоизолирующей оболочкой; внутренний жир защищает внутренние органы;
- запасающая функция: способны долго сохранять чувство сытости из-за того, что медленно перевариваются.
Вместе с углеводами и белками жиры относятся к основной группе важных составляющих. Являются частью организмов животного происхождения, растений. Растворяются только эфиром, хлороформом, бензолом, горячим этанолом.
Что такое жиры
Научное понятие жиры (липиды) подразумевает объединение всевозможных жироподобных веществ. В биологии определение звучит так: жиры – это сложные органические соединения, имеющие различную внутреннюю структуру, но похожие свойства.
Какие бывают жиры
Виды жиров по появлению:
- Из растительного сырья – это в основном жидкие жиры, исключением является масло кокоса и какао-бобов. К этому виду относятся все сорта растительного масла (подсолнечное, соевое, оливковое, хлопковое, рапсовое, льняное и другие). В составе веществ много ненасыщенных жирных кислот, плавящихся при низкой температуре. Легко усваиваются человеком.
- Животные – это твердые жиры, кроме рыбьего. Бараний, свиной, говяжий и другие виды жиров плавятся при высокой температуре. В составе веществ много насыщенных жирных кислот. Животные триглицериды дают энергию, увеличивают уровень вредного холестерина.
Рекомендуется не совмещать в пище триглицериды растительные и животные.
Виды жиров по содержанию жирных кислот:
- Вещества с мононенасыщенными жирными кислотами (пальмитиновая кислота, олеиновая кислота). Необходимы организму, потому что выводят вредный холестерин. Оберегают сердечно – сосудистую систему от инфарктов, инсультов, атеросклерозов. Организм использует мононенасыщенные жирные кислоты, а не откладывает их про запас в виде подкожной прослойки. Такие кислоты содержатся в оливковом, рапсовом, арахисовом, подсолнечном масле, в авокадо, оливках, орехах.
- Вещества с полиненасыщенными жирными кислотами: линолевой – Омега 6, альфа–линолевой – Омега 3, эйкозапентоеновой – ЕРА, докозагексаеновой – DHA, коньюгированной линолевой — СLА. Нужны человеку, чтобы защищать сердце. Также способствуют росту мышечной ткани. Наиболее полезны продукты с Омега 3. Это рыба (красная, сельдь, сардина, тунец), льняное, конопляное масло, орехи.
- Вещества с насыщенными жирными кислотами (пальмитиновая, стеариновая, лауриновая). Повышают уровень холестерина, способствуют образованию излишних отложений под кожей, если употребляются вместе с углеводами. При правильном употреблении способствуют выработке тестостерона, повышают выносливость мышц. Источники насыщенных жирных кислот: говядина, мясо птиц, свинина, сало. Богаты ими молочные продукты, шоколад, кокосовое, пальмовое масло.
- Трансизомеры жирных кислот (трансжиры). Промышленный путь создания маргаринов называется гидрогенизацией, когда растительные жиры насыщаются водородом. Использование в питании трансизомеров вызывает проблемы в работе сердца, сосудов, грозит диабетом, уменьшает мышечный объем. Быстрое питание производится на основе маргаринов. Больше всего их используют при производстве чипсов, сухариков, пончиков, крекеров, конфет, тортов, печенья. Много трансжиров в майонезе, кетчупе, супе быстрого приготовления, картофеле фри, во всех жареных блюдах, в фастфуде.
Какие бывают жиры — классификация
Классификация состава, строения триглицеридов сложна из-за обилия веществ. Их объединяет гидрофобность, то есть способность не растворяться водой. По тому, как происходит процесс взаимодействия вещества с водой, жиры бывают омыляемыми и неомыляемыми.
- В составе омыляемых триглицеридов присутствует не менее двух компонентов структуры. Их составляющие: спирты, высшие жирные кислоты. В более сложные структуры входит еще фосфорная кислота, аминоспирты, моно- и олигосахариды. При гидролизе под действием кислот, щелочей или ферментов липаз происходит расщепление на компоненты.
- Неомыляемые триглицериды не являются результатом объединения жирных кислот, поэтому не подвержены гидролизу. Это природные соединения, объединенные похожим строением основы. Углеродный скелет неомыляемой молекулы жира состоит из фрагментов изопрена, с «головой», примыкающей к «хвосту».
Состав жиров
Триглицериды являются частью растений, животных. В их молекулярном составе находятся высшие карбоновые кислоты: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая. В составе жиров почти нет низших кислотных соединений: они встречаются редко. Примером можно считать сливочное масло: в нем есть масляная (бутановая) кислота.
Строение жиров:
CH2−O−CO−R
I
CH−O−CO−R
I
CH2−O−CO−R
Это общая формула жиров, где С – углерод; Н – водород; О – кислород; R –частицы, содержащие один или несколько неспаренных электронов, их еще называют радикалами карбоновых кислот. Частицы могут быть представлены разными формулами: C15H31, C17H33, C17H35.
Виды жиров
По происхождению жиры бывают растительными и животными.
По консистенции – твердыми и жидкими.
Также все жиры, поступающие в организм с продуктами питания, делятся на 3 группы:
- Насыщенные.
- Ненасыщенные.
- Трансжиры.
Насыщенные
Насыщенные жиры так называются, потому что имеют простое строение и одинарные связи между атомами.
Это в основном липиды животного происхождения, имеющие твердую консистенцию при комнатной температуре.
Они быстро усваиваются и при недостатке физической активности откладываются в жировой ткани.
Насыщенные жиры участвуют в выработке холестерина, половых гормонов, регулируют теплообмен.
Продукты, в которых они присутствуют, питательные, содержат витамины А, Д, лецитин.
Поэтому их нужно употреблять, но в ограниченном количестве.
При избытке насыщенных жиров повышается уровень холестерина, накапливается лишний вес.
Они увеличивают риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета.
Про самую рациональную пропорцию жиров животного и растительного происхождения я вам ещё сегодня обязательно расскажу.
Ненасыщенные
Ненасыщенные жиры содержатся в основном в растительных продуктах и рыбе.
По своей структуре они имеют двойные и тройные связи между атомами.
Поэтому такие липиды легко окисляются на воздухе и разрушаются при тепловой обработке.
Ненасыщенные жирные кислоты получили название Омега 3, Омега 6 и Омега 9.
Помните я писал классную и подробную статью про льняное масло и рыбий жир?
Эти жиры делятся на мононенасыщенные и полиненасыщенные.
- Мононенасыщенные – это Омега 9. Они могут вырабатываться в организме, поэтому не относятся к незаменимым. Эти кислоты укрепляют иммунитет, нормализуют усвоение глюкозы, снижают уровень холестерина, ускоряют обменные процессы. Но при чрезмерном употреблении с пищей могут накапливаться.
- Полиненасыщенные Омега 6 имеют больше связей между атомами. Они относятся к незаменимым, так как не вырабатываются в организме. Выполняют важные функции: улучшают состояние кожи, снимают воспаление, нормализуют свертываемость крови.
- Полиненасыщенные кислоты Омега 3 поступают в организм только с пищей. Они являются самыми полезными и необходимы для нормального функционирования всех органов. Эти кислоты укрепляют мембраны клеток, ускоряют процессы регенерации, улучшают работу нервной, репродуктивной и иммунной систем.
Трансжиры
Это разновидность насыщенных жиров, искусственно модифицированных и переработанных. Ссылку на статью про данный вид жиров я дал вам выше. Обязательно почитайте.
Употреблять их нельзя!
Они очень вредны для здоровья, так как повышают уровень холестерина (именно «плохого холестерина» ЛПНП), ухудшают обмен веществ, увеличивают риск ожирения и сердечно-сосудистых патологий.
Не рекомендуется употреблять продукты с их содержанием. Они приводят к усиленному синтезу инсулина и накоплению жировых клеток.
Роль и функции жиров в организме человека
Роль жиров в организме человека значительна. Они выполняют несколько жизненно необходимых для человека функций. Значение жиров в организме видно из их участия в работе разных органов.
- Основной функцией жиров является энергетическая. Большую часть энергии человек получает из углеводов, триглицериды содержат резервную энергию, востребованную в случае недостатка углеводов.
- Жирорастворимые витамины А, D, Е, К перемещаются, растворяются, усваиваются благодаря транспортной функции триглицеридов.
- Подкожный жир хранится в качестве энергетического запаса и используется при дефиците полезных веществ, поэтому триглицеридам свойственна запасающая функция.
- Триглицериды – хороший теплоизолятор, оберегающий от переохлаждения. Они обладают теплоизоляционной функцией.
- Защитная функция триглицеридов помогает защитить органы человека от вредных воздействий механического характера.
- Структурная функция. Триглицериды – строительный материал клеток.
- Регуляторная функция. Триглицериды помогают регулировать производство стероидных гормонов, необходимых для обмена веществ, работы репродуктивных органов, иммунной системы.
Поэтому значение жиров для человека необходимо знать, чтобы не отказываться от них совсем. Для чего нужны триглицериды? Для правильной, полноценной работы организма.
Что значит полезные жиры
В полезных триглицеридах есть мононенасыщенные жирные кислоты: пальмитиновая, олеиновая, и полиненасыщенные жирные кислоты: линолевая – Омега 6, альфа–линолевая – Омега 3, эйкозапентоеновая, докозагексаеновая, коньюгированная линолевая. Человек получает полезные триглицериды из продуктов питания, потому что организмом они не генерируются в необходимом количестве.
Нужны полезные триглицериды для роста и укрепления мышц, для полноценной работы сердца, сосудов, для укрепления иммунной системы, для обменных процессов, для выработки тестостерона.
Источники полезных жиров: растительное масло, авокадо, оливки, рыба, орехи, семечки, маслины.
Что будет, если не хватает жиров
Так как жиры необходимы для нормального функционирования всех органов и систем, не рекомендую их исключать из рациона.
Обезжиренные продукты и диеты – это не панацея, просто контролируйте пропорцию поступаемого жира в организм и будет вам счастье.
Даже при похудении нельзя снижать их количество ниже нормы.
Это приведет к ухудшению обмена веществ и замедлит процесс снижения веса.
Из-за недостатка жиров в рационе возможно появление проблем со здоровьем:
- гормональные сбои, снижение либидо;
- ухудшение работоспособности, отсутствие энергии, повышенная утомляемость;
- снижение эластичности кожи, сухость, выпадение и ломкость волос;
- ускорение процессов старения, появление морщин;
- истощение нервной системы, депрессия;
- снижение иммунитета;
- авитаминоз;
- ухудшение умственной деятельности, снижение концентрации внимания;
- ухудшение зрения;
- патологии суставов;
- развитие желчнокаменной болезни.
Можно ли полностью отказываться от насыщенных жиров
Липиды – это важный компонент пищи и основной источник энергии.
Поэтому даже насыщенные жиры необходимы для здоровья.
Полностью отказываться от них нельзя, нужно только не превышать рекомендуемые нормы (10% от всех жиров в рационе). Особенно они важны для людей, занимающихся спортом или интенсивным умственным трудом.
Обезжиренная пища не помогает похудеть, если не выполнено главное правило похудения:
Потребляй ккал меньше, чем тратишь.
Обезжиренная еда менее вкусная, хуже насыщает и приводит к снижению физической активности, если безграмотно составить свой рацион.
Недостаток насыщенных жиров может стать причиной гормональных сбоев, ухудшения иммунитета, снижения эластичности сосудов. А в молочных продуктах пониженной жирности ухудшается усвоение кальция.
Поэтому насыщенные жиры тоже полезны, продукты с их содержанием нужно ежедневно включать в рацион.
Отказаться, в третий раз скажу, следует только от трансжиров, которые ничего кроме вреда организму не приносят.
Продукты богатые жирами
Триглицериды есть животного и растительного происхождения. Информация о том, где содержится и в каких объемах одно из основных веществ, дает возможность сбалансировать питание.
Растительные продукты, богатые жирами:
| Наименование продукта | Какой тип жирных кислот преобладает | Содержание в 100 г (в граммах) | Содержание в 100 г (в %) от нормы | Доля жиров в калорий- ности |
| Авокадо | мононенасыщенные | 14.7 | 21.6 | 0.9 |
| Грецкие орехи | полиненасыщенные | 65 | 96 | 0.87 |
| Миндаль | мононенасыщенные полиненасыщенные | 54 | 79 | 0.79 |
| Фисташки | мононенасыщенные полиненасыщенные | 45 | 67 | 0.74 |
| Кедровый орех | мононенасыщенные полиненасыщенные | 68 | 100.6 | 0.87 |
| Арахис | мононенасыщенные полиненасыщенные | 49 | 72 | 0.77 |
| Фундук | мононенасыщенные | 61.5 | 90.5 | 0.85 |
| Оливковое масло | мононенасыщенные | 100 | 147 | 1 |
| Арахисовое масло | мононенасыщенные полиненасыщенные | 50 | 73.5 | 0.72 |
| Рапсовое масло | мононенасыщенные | 100 | 147 | 1 |
| Подсолнечное масло | полиненасыщенные | 100 | 147 | 1 |
| Льняное масло | полиненасыщенные | 100 | 147 | 1 |
| Конопляное масло | полиненасыщенные | 100 | 147 | 1 |
| Оливки | мононенасыщенные | 15 | 22.5 | 0.96 |
| Семена льна | полиненасыщенные | 42 | 62 | 0.83 |
| Соевые плоды | полиненасыщенные | 18 | 26 | 0.43 |
| Семена подсолнечника | полиненасыщенные | 53 | 78 | 0.79 |
| Семена чиа | полиненасыщенные | 31 | 45 | 0.54 |
| Темный шоколад | полиненасыщенные насыщенные | 28 | 41 | 0.5 |
| Белые сушеные грибы | насыщенные | 14 | 21 | 0.45 |
Животные продукты, богатые жирами:
| Наименование продукта | Какой тип жирных кислот преобладает | Содержание в 100 г (в граммах) | Содержание в 100 г (в %) от нормы | Доля жиров в калорий- ности |
| Лосось | мононенасыщенные полиненасыщенные | 8 | 12 | 0.48 |
| Угорь | полиненасыщенные | 30.5 | 45 | 0.83 |
| Тунец | полиненасыщенные | 4.5 | 6.5 | 0.3 |
| Сайра | полиненасыщенные | 14 | 21 | 0.62 |
| Сельдь | мононенасыщенные полиненасыщенные | 8.5 | 12.5 | 0.53 |
| Семга | мононенасыщенные полиненасыщенные | 10 | 15 | 0.52 |
| Осетр | мононенасыщенные полиненасыщенные | 4 | 6 | 0.36 |
| Сом | мононенасыщенные полиненасыщенные | 5 | 7.5 | 0.4 |
| Бычки | мононенасыщенные полиненасыщенные | 4 | 6 | 0.34 |
| Икра осетровая | полиненасыщенные | 14.5 | 21 | 0.45 |
| Икра кеты | полиненасыщенные | 13 | 19 | 0.48 |
| Свинина | мононенасыщенные насыщенные | 33 | 49 | 0.84 |
| Говядина | мононенасыщенные насыщенные | 3.5 | 5 | 0.3 |
| Баранина | мононенасыщенные насыщенные | 16 | 24 | 0.7 |
| Мясо кролика | мононенасыщенные насыщенные | 11 | 16 | 0.54 |
| Мясо индейки | мононенасыщенные полиненасыщенные | 6 | 8 | 0.37 |
| Мясо курицы | мононенасыщенные полиненасыщенные | 2 | 3 | 0.15 |
| Конина | мононенасыщенные насыщенные | 4.5 | 7 | 0.33 |
| Печень говяжья | насыщенные | 4 | 25 | 0.26 |
| Печень свиная | мононенасыщенные насыщенные | 4 | 6 | 0.27 |
| Сало свиное | мононенасыщенные насыщенные | 93 | 136 | 0.99 |
| Буженина | мононенасыщенные насыщенные | 27 | 39 | 0.78 |
| Колбаса сырокопченая | мононенасыщенные насыщенные | 47 | 70 | 0.86 |
| Яйца | мононенасыщенные насыщенные | 11 | 17 | 0.66 |
| Натуральное молоко | мононенасыщенные насыщенные | 4 | 6 | 0.55 |
| Сметана 15 % | мононенасыщенные насыщенные | 15 | 22 | 0.85 |
| Сыр тофу | полиненасыщенные | 5 | 7 | 0.37 |
| Сыр пармезан | мононенасыщенные насыщенные | 25 | 37 | 0.59 |
| Йогурт натуральный | насыщенные | 3 | 5 | 0.4 |
| Кефир 2,5 % | насыщенные | 2.5 | 4 | 0.45 |
| Масло сливочное | насыщенные | 82.5 | 121 | 0.99 |
| Майонез «Провансаль» | полиненасыщенные | 67 | 98 | 0.96 |
| Творог 5 % | насыщенные | 5 | 7 | 0.32 |
Переваривание жиров
Так как липиды нерастворимы в воде, процесс их расщепления, переваривания в пищеварительном тракте происходит при участии специальных ферментов. Липаза продуцируется железами языка, клеточными структурами поджелудочной железы, которые вырабатывают панкреатическую липазу.
В переваривании, расщеплении, всасывании жиров также принимают участие желчь, желчные кислоты, сок поджелудочной железы.
Примерно 10-30% пищевых жиров гидролизуется в желудке, а остальные 70-90% расщепляется в двенадцатиперстной кишке и верхней части тонкой кишки.
Усвояемость липидов организмом, как и их пищевая ценность зависит от температуры их плавления. Жиры с низкой температурой плавления (35-37 градусов) более быстро и в полной степени эмульгируются в организме.
Суточная потребность организма в жирах
Сколько жиров нужно в день потреблять по советам врачей?
Суточная норма жиров для каждого человека рассчитывается индивидуально в зависимости от возраста, физической нагрузки, состояния здоровья.
Единственное правило: калории, получаемые ежедневно, на 20-25 % должны быть получены благодаря триглицеридам.
Но их не должно быть более 30 %, потому что иначе излишки жира станут ненужным запасом, ослабят иммунитет, снизят репродуктивную функцию, замедлят обменные процессы, вызовут хроническую усталость.
- Для мужчин в возрасте от 18 до 29 лет при слабых физических нагрузках ежедневное потребление жиров составляет 50 грамм.
- Для мужчин в возрасте от 30 до 39 лет при слабых физических нагрузках ежедневное потребление составляет 48 грамм.
- Для мужчин в возрасте от 40 до 59 лет при слабых физических нагрузках ежедневное потребление составляет 45 грамм.
- Для мужчин в возрасте от 18 до 29 лет при средних физических нагрузках ежедневное потребление составляет 53 грамм.
- Для мужчин в возрасте от 30 до 39 лет при средних физических нагрузках ежедневное потребление составляет 51 грамм.
- Для мужчин в возрасте от 40 до 59 лет при средних физических нагрузках ежедневное потребление составляет 48 грамм.
- Для мужчин в возрасте от 18 до 29 лет при сильных физических нагрузках ежедневное потребление составляет 61 грамм.
- Для мужчин в возрасте от 30 до 39 лет при сильных физических нагрузках ежедневное потребление составляет 58 грамм.
- Для мужчин в возрасте от 40 до 59 лет при сильных физических нагрузках ежедневное потребление составляет 56 грамм.
- Для женщин в возрасте от 18 до 29 лет при слабых физических нагрузках ежедневное потребление составляет 42 грамм.
- Для женщин в возрасте от 30 до 39 лет при слабых физических нагрузках ежедневное потребление составляет 41 грамм.
- Для женщин в возрасте от 40 до 59 лет при слабых физических нагрузках ежедневное потребление составляет 39 грамм.
- Для женщин в возрасте от 18 до 29 лет при средних физических нагрузках ежедневное потребление составляет 45 грамм.
- Для женщин в возрасте от 30 до 39 лет при средних физических нагрузках ежедневное потребление составляет 43 грамм.
- Для женщин в возрасте от 40 до 59 лет при средних физических нагрузках ежедневное потребление составляет 41 грамм.
- Для женщин в возрасте от 18 до 29 лет при сильных физических нагрузках ежедневное потребление составляет 48 грамм.
- Для женщин в возрасте от 30 до 39 лет при сильных физических нагрузках ежедневное потребление составляет 46 грамм.
- Для женщин в возрасте от 40 до 59 лет при сильных физических нагрузках ежедневное потребление составляет 44 грамм.
Кроме соблюдения правильных норм потребления триглицеридов важно соблюдать баланс между потреблением полиненасыщенных жирных кислот Омега 3 и Омега 6. Они должны поступать в организм в равных долях или Омега 3 может быть больше. Этому помогут тушеные, запеченные блюда или приготовленные при помощи пара. Важен также баланс между белками, жирами, углеводами.
Значение жиров для организма
Все виды жиров в организме отвечают за разные функции. Они являются незаменимым компонентом сбалансированного рациона питания, которые входят в тройку главных макронутриентов. Соединения считаются одним из основных источников энергии для организма. Энергетическая ценность у таких молекул приблизительно в два раза выше, чем у углеводов. Они содержатся во всех клетках, обеспечивая процесс растворения группы витаминов. Также соединения помогают организму сохранять тепло, играют важную роль в работе нервной системы и иммунитета.
Типы жиров
Избыток жиров в пище
Избыток триглицеридов в пище человека приводит к образованию лишних отложений – к ожирению. Это отрицательно влияет на организм. Последствиями может быть увеличение свертываемости крови, образование камней в печени и желчном пузыре, ухудшение работы внутренних органов. Ожирение приведет к повышению артериального давления, сбоям в работе сердца и сосудов, щитовидной железы, яичников, негативным изменениям в костной и мышечной ткани, повышению уровня холестерина.
Свойства жиров
Свойства жиров очень схожи, независимо от своей химической структуры. Липиды не растворимы в водных средах и являются легче воды. При этом вязкие жидкости, твердые жиры хорошо растворяются в органических растворителях (бензол, эфир).
Обладают физиологической активностью, имеют высокую молекулярную массу основных структурных элементов, разную температуру плавления.
Усваиваемость жиров
Научные исследования показали, что растительные и животные жиры усваиваются по-разному. Усвоение растительных триглицеридов происходит быстро, энергия тоже получается быстро. Животные жиры усваиваются медленнее, что позволяет долго чувствовать сытость.
Статистические данные свидетельствуют о предпочтении мужчинами жиров животного происхождения, а женщинами – растительного. Человек, заботящийся о своем здоровье, должен знать, зачем нужны жиры. Это поможет ему избежать многих болезней и продлить молодость.
Состав жиров
Растительные, животные жиры не являются чистыми химическими соединениями. Поэтому состав жиров может иметь различную структуру.
Липиды не имеют точной химической характеристики, поэтому их классификация основана на биохимическом составе, структуре согласно которой выделяют:
- сложные (содержащие фосфор, азот, иногда серу);
- циклические.
К простым липидам относятся глицериды (триглицериды), которые являются основной частью жиров. К этой категории также относят церины, входящие в состав восков, микрозиды, церолы, углеводороды жирного ряда (сквален, терпены).
К сложным липидам относят гликозидолипиды (соединения сложных сахаров, высокомолекулярных жирных кислот), фосфатиды, являющиеся сложными эфирами спиртов, липопротеиды – соединения протеинов с липидами.
К циклическим относятся липиды в состав которых входят компоненты с циклической структурой молекул, например стерины (стеролы) и эфиры (стериды) с высокомолекулярными алифатическими (или жирными) кислотами.
Жиры – ценный химический продукт, один из главных компонентов животных и растительных клеток. Этот урок будет посвящен изучению строения и наиболее характерных свойств жиров.
«Химия везде, химия во всем: Во всем, чем мы дышим, Во всем, что мы пьем, Во всем, что едим».
I. Жиры в природе и их роль
Люди давно научились выделять жир из натуральных объектов и использовать его в повседневной жизни. Жир сгорал в примитивных светильниках, освещая пещеры первобытных людей, жиром смазывали полозья, по которым спускали на воду суда. Жиры – основной источник нашего питания. Но неправильное питание, малоподвижный образ жизни приводит к избыточному весу. Животные пустынь запасают жир как источник энергии и воды. Толстый жировой слой тюленей и китов помогает им плавать в холодных водах Северного Ледовитого океана.
Жиры широко распространены в природе. Наряду с углеводами и белками они входят в состав всех животных и растительных организмов и составляют одну из основных частей нашей пищи. Источниками жиров являются живые организмы. Среди животных это коровы, свиньи, овцы, куры, тюлени, киты, гуси, рыбы (акулы, тресковые, сельди). Из печени трески и акулы получают рыбий жир – лекарственное средство, из сельди – жиры, используемые для подкормки сельскохозяйственных животных. Растительные жиры чаще всего бывают жидкими, их называют маслами. Применяются жиры таких растений, как хлопок, лен, соя, арахис, кунжут, рапс, подсолнечник, горчица, кукуруза, мак, конопля, кокос, облепиха, шиповник, масличная пальма и многих других.
Жиры выполняют различные функции: строительную, энергетическую (1 г жира дает 9 ккал энергии), защитную, запасающую. Жиры обеспечивают 50% энергии, требуемой человеку, поэтому человеку необходимо потреблять 70–80 г жиров в день. Жиры составляют 10–20% от массы тела здорового человека. Жиры являются незаменимым источником жирных кислот. Некоторые жиры содержат витамины А, D, Е, К, гормоны.
Многие животные и человек используют жир в качестве теплоизолирующей оболочки, например, у некоторых морских животных толщина жирового слоя достигает метра. Кроме того, в организме жиры являются растворителями вкусовых веществ и красителей. Многие витамины, например витамин А, растворяются только в жирах.
Некоторые животные (чаще водоплавающие птицы) используют жиры для смазки своих собственных мышечных волокон.
Жиры повышают эффект насыщения пищевыми продуктами, т. к. они перевариваются очень медленно и задерживают наступление чувства голода.
II. История открытия жиров
Еще в 17 в. немецкий ученый, один из первых химиков-аналитиков Отто Тахений (1652–1699) впервые высказал предположение, что жиры содержат «скрытую кислоту».
В 1741 французский химик Клод Жозеф Жоффруа (1685–1752) обнаружил, что при разложении кислотой мыла (которое готовили варкой жира со щелочью) образуется жирная на ощупь масса.
То, что в состав жиров и масел входит глицерин, впервые выяснил в 1779 знаменитый шведский химик Карл Вильгельм Шееле.
Впервые химический состав жиров определил в начале прошлого века французский химик Мишель Эжен Шеврёль, основоположник химии жиров, автор многочисленных исследований их природы, обобщенных в шеститомной монографии «Химические исследования тел животного происхождения».
1813 г Э. Шеврёль установил строение жиров, благодаря реакции гидролиза жиров в щелочной среде.Он показал, что жиры состоят из глицерина и жирных кислот, причем это не просто их смесь, а соединение, которое, присоединяя воду, распадается на глицерин и кислоты.
III. Синтез жиров
В 1854 французский химик Марселен Бертло (1827–1907) провел реакцию этерификации, то есть образования сложного эфира между глицерином и жирными кислотами и таким образом впервые синтезировал жир.
Общая формула жиров (триглицеридов):
Жиры – сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Общее название таких соединений – триглицериды.
IV. Классификация жиров
Животные жиры содержат главным образом глицериды предельных кислот и являются твердыми веществами.
Растительные жиры, часто называемые маслами, содержат глицериды непредельных карбоновых кислот. Это, например, жидкие подсолнечное, конопляное и льняное масла.
Природные жиры содержат следующие жирные кислоты
| Насыщенные: стеариновая (C17H35COOH) пальмитиновая (C15H31COOH) масляная (C3H7COOH) | В составе животных жиров |
| Ненасыщенные: олеиновая (C17H33COOH, 1 двойная связь) линолевая (C17H31COOH, 2 двойные связи) линоленовая (C17H29COOH, 3 двойные связи) арахидоновая (C19H31COOH, 4 двойные связи, реже встречается) | В составе растительных жиров |
Жиры содержатся во всех растениях и животных. Они представляют собой смеси полных сложных эфиров глицерина и не имеют чётко выраженной температуры плавления.
V. Физические свойства жиров
При комнатной температуре жиры (смеси триглицеридов) – твердые, мазеобразные или жидкие вещества. Как любая смесь веществ, они не имеют четкой температуры плавления (т.е. плавятся в некотором диапазоне температур). Определенной температурой плавления характеризуются лишь индивидуальные триглицериды. Консистенция жиров зависит от их состава:
- в твердых жирах преобладают триглицериды с остатками насыщенных кислот, имеющие относительно высокие температуры плавления;
- для жидких жиров (масел), напротив, характерно высокое содержание триглицеридов ненасыщенных кислот с низкими температурами плавления.
Причиной снижения температуры плавления триглицеридов с остатками ненасыщенных кислот является наличие в них двойных связей с цис-конфигурацией. Это приводит к существенному изгибу углеродной цепи, нарушающему упорядоченную (параллельную) укладку длинноцепных радикалов кислот. Сравним пространственное строение ненасыщенной и насыщенной и кислот с равным числом углеродных атомов в цепи: олеиновой C17H33COOH и стеариновой C17H35COOH.
На молекулярной модели олеиновой кислоты виден изгиб цепи по связи С=С, препятствующий плотной упаковке молекул.
В углеродной цепи стеариновой кислоты отсутствуют изгибы, поэтому ее молекулы способны к плотной параллельной укладке.
Чем плотнее упаковка молекул вещества, тем выше температуры его фазовых переходов (т.плав., т.кип.). Соответственно, температура плавления тристеарата глицерина (71 oC) существенно больше, чем у триолеата (–17 oC).
Жиры практически не растворимы в воде, но при добавлении мыла или других поверхностно-активных веществ (эмульгаторов), они способны образовывать стойкие водные эмульсии. Жиры ограниченно растворимы в спирте и хорошо растворимы во многих неполярных и малополярных растворителях – эфире, бензоле, хлороформе, бензине.
- Животные жиры (бараний, свиной, говяжий и т.п.), как правило, являются твердыми веществами с невысокой температурой плавления (исключение – рыбий жир). В твёрдых жирах преобладают остатки насыщенных кислот.
- Растительные жиры – масла (подсолнечное, соевое, хлопковое и др.) – жидкости (исключение – кокосовое масло, масло какао-бобов). Масла содержат в основном остатки ненасыщенных (непредельных) кислот.
Видео-опыт: «Определение непредельности жиров»
Незаменимые жирные кислоты
При правильном питании примерно треть потребляемых человеком жиров должны составлять жидкие растительные, содержащие остатки ненасыщенных кислот. Особенно важны полиненасыщенные кислоты с несколькими двойными связями:
- линолевая CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH,
- линоленовая CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH,
- арахидоновая CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH
Именно они обладают наибольшей биологической активностью. Организм человека синтезировать такие кислоты не может и должен получать их готовыми с пищей. Поэтому полиненасыщенные жирные кислоты получили название «незаменимых».
VI. Химические свойства жиров
1. Гидролиз, или омыление
Происходит под действием воды, с участием ферментов или кислотных катализаторов (обратимо) , при этом образуются спирт — глицерин и смесь карбоновых кислот:
или щелочей (необратимо). При щелочном гидролизе образуются соли высших жирных кислот, называемые мылами. Мыла получаются при гидролизе жиров в присутствии щелочей:
Мыла — это калиевые и натриевые соли высших карбоновых кислот.
2. Гидрирование жиров
Это превращение жидких растительных масел в твердые жиры – имеет большое значение для пищевых целей. Продукт гидрогенизации масел – твердый жир (искусственное сало, саломас). Маргарин – пищевой жир, состоит из смеси гидрогенизированных масел (подсолнечного, кукурузного, хлопкого и др.), животных жиров, молока и вкусовых добавок (соли, сахара, витаминов и др.).
Так в промышленности получают маргарин:
В условиях процесса гидрогенизации масел (высокая температура, металлический катализатор) происходит изомеризация части кислотных остатков, содержащих цис-связи С=С, в более устойчивые транс-изомеры. Повышенное содержание в маргарине (особенно, в дешевых сортах) остатков транс-ненасыщенных кислот увеличивает опасность атеросклероза, сердечно-сосудистых и других заболеваний.
VII. Применение жиров
- Пищевая промышленность
- Фармацевтика
- Производство мыла и косметических изделий
- Производство смазочных материалов
VIII. Жиры — продукт питания. Биологическая роль жиров
Животные жиры и растительные масла, наряду с белками и углеводами – одна из главных составляющих нормального питания человека. Они являются основным источником энергии: 1 г жира при полном окислении (оно идет в клетках с участием кислорода) дает 9,5 ккал (около 40 кДж) энергии, что почти вдвое больше, чем можно получить из белков или углеводов. Кроме того, жировые запасы в организме практически не содержат воду, тогда как молекулы белков и углеводов всегда окружены молекулами воды. В результате один грамм жира дает почти в 6 раз больше энергии, чем один грамм животного крахмала – гликогена. Таким образом, жир по праву следует считать высококалорийным «топливом». В основном оно расходуется для поддержания нормальной температуры человеческого тела, а также на работу различных мышц, поэтому даже когда человек ничего не делает (например, спит), ему каждый час требуется на покрытие энергетических расходов около 350 кДж энергии, примерно такую мощность имеет электрическая 100-ваттная лампочка.
Для обеспечения организма энергией в неблагоприятных условиях в нем создаются жировые запасы, которые откладываются в подкожной клетчатке, в жировой складке брюшины – так называемом сальнике. Подкожный жир предохраняет организм от переохлаждения (особенно эта функция жиров важна для морских животных). В течение тысячелетий люди выполняли тяжелую физическую работу, которая требовала больших затрат энергии и соответственно усиленного питания. Для покрытия минимальной суточной потребности человека в энергии достаточно всего 50 г жира. Однако при умеренной физической нагрузке взрослый человек должен получать с продуктами питания несколько больше жиров, но их количество не должно превышать 100 г (это дает треть калорийности при диете, составляющей около 3000 ккал). Следует отметить, что половина из этих 100 г содержится в продуктах питания в виде так называемого скрытого жира. Жиры содержатся почти во всех пищевых продуктах: в небольшом количестве они есть даже в картофеле (там их 0,4%), в хлебе (1–2%), в овсяной крупе (6%). В молоке обычно содержится 2–3% жира (но есть и специальные сорта обезжиренного молока). Довольно много скрытого жира в постном мясе – от 2 до 33%. Скрытый жир присутствует в продукте в виде отдельных мельчайших частиц. Жиры почти в чистом виде – это сало и растительное масло; в сливочном масле около 80% жира, в топленом – 98%. Конечно, все приведенные рекомендации по потреблению жиров – усредненные, они зависят от пола и возраста, физической нагрузки и климатических условий. При неумеренном потреблении жиров человек быстро набирает вес, однако не следует забывать, что жиры в организме могут синтезироваться и из других продуктов. «Отрабатывать» лишние калории путем физической нагрузки не так-то просто. Например, пробежав трусцой 7 км, человек тратит примерно столько же энергии, сколько он получает, съев всего лишь одну стограммовую плитку шоколада (35% жира, 55% углеводов).Физиологи установили, что при физической нагрузке, которая в 10 раз превышала привычную, человек, получавший жировую диету, полностью выдыхался через 1,5 часа. При углеводной же диете человек выдерживал такую же нагрузку в течение 4 часов. Объясняется этот на первый взгляд парадоксальный результат особенностями биохимических процессов. Несмотря на высокую «энергоемкость» жиров, получение из них энергии в организме – процесс медленный. Это связано с малой реакционной способностью жиров, особенно их углеводородных цепей. Углеводы, хотя и дают меньше энергии, чем жиры, «выделяют» ее намного быстрее. Поэтому перед физической нагрузкой предпочтительнее съесть сладкое, а не жирное.Избыток в пище жиров, особенно животных, увеличивает и риск развития таких заболеваний как атеросклероз, сердечная недостаточность и др. В животных жирах много холестерина (но не следует забывать, что две трети холестерина синтезируется в организме из нежировых продуктов – углеводов и белков).
Известно, что значительную долю потребляемого жира должны составлять растительные масла, которые содержат очень важные для организма соединения – полиненасыщенные жирные кислоты с несколькими двойными связями. Эти кислоты получили название «незаменимых». Как и витамины, они должны поступать в организм в готовом виде. Из них наибольшей активностью обладает арахидоновая кислота (она синтезируется в организме из линолевой), наименьшей – линоленовая (в 10 раз ниже линолевой). По разным оценкам суточная потребность человека в линолевой кислоте составляет от 4 до 10 г. Больше всего линолевой кислоты (до 84%) в сафлоровом масле, выжимаемом из семян сафлора – однолетнего растения с ярко-оранжевыми цветками. Много этой кислоты также в подсолнечном и ореховом масле.
По мнению диетологов, в сбалансированном рационе должно быть 10% полиненасыщенных кислот, 60% мононенасыщенных (в основном это олеиновая кислота) и 30% насыщенных. Именно такое соотношение обеспечивается, если треть жиров человек получает в виде жидких растительных масел – в количестве 30–35 г в сутки. Эти масла входят также в состав маргарина, который содержит от 15 до 22% насыщенных жирных кислот, от 27 до 49% ненасыщенных и от 30 до 54% полиненасыщенных. Для сравнения: в сливочном масле содержится 45–50% насыщенных жирных кислот, 22–27% ненасыщенных и менее 1% полиненасыщенных. В этом отношении высококачественный маргарин полезнее сливочного масла.
Необходимо помнить
Насыщенные жирные кислоты отрицательно влияют на жировой обмен, работу печени и способствуют развитию атеросклероза. Ненасыщенные (особенно линолевая и арахидоновая кислоты) регулируют жировой обмен и участвуют в выведении холестерина из организма. Чем выше содержание ненасыщенных жирных кислот, тем ниже температура плавления жира. Калорийность твердых животных и жидких растительных жиров примерно одинакова, однако физиологическая ценность растительных жиров намного выше. Более ценными качествами обладает жир молока. Он содержит одну треть ненасыщенных жирных кислот и, сохраняясь в виде эмульсии, легко усваивается организмом. Несмотря на эти положительные качества, нельзя употреблять только молочный жир, так как никакой жир не содержит идеального состава жирных кислот. Лучше всего употреблять жиры как животного, так и растительного происхождения. Соотношение их должно быть 1:2,3 (70% животного и 30% растительного) для молодых людей и лиц среднего возраста. В рационе питания пожилых людей должны преобладать растительные жиры.
Жиры не только участвуют в обменных процессах, но и откладываются про запас (преимущественно в брюшной стенке и вокруг почек). Запасы жира обеспечивают обменные процессы, сохраняя для жизни белки. Этот жир обеспечивает энергию при физической нагрузке, если с пищей жира поступило мало, а также при тяжелых заболеваниях, когда из-за пониженного аппетита его недостаточно поступает с пищей.
Обильное потребление с пищей жира вредно для здоровья: он в большом количестве откладывается про запас, что увеличивает массу тела, приводя порой к обезображиванию фигуры. Увеличивается его концентрация в крови, что, как фактор риска, способствует развитию атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни и др.
IX. Тренажеры
Тренажер №1: “Гидролиз жиров. Гидрирование жидких жиров”
Тренажер №2: “Классификация жиров”
Тренажер №3: “Строение жиров”
Решаем задачи по теме «Жиры»
Тестовые задания по теме «Сложные эфиры. Жиры»
ЦОРы
Видео-опыт: «Определение непредельности жиров»
Продукты, содержащие много жиров
| Продукт питания | Жиры, г (на 100г продукта), г |
| Масла сливочное, растительное, маргарин, сало свиное | более 80 |
| Орехи (арахис, грецкий, миндаль, фундук, семечки) | от 40 до 80 |
| Сыр, жирная сметана (более 20%), свинина, утки, гуси, угорь, копчёная колбаса, булки (особенно с жирным кремом), шоколад, халва | от 20 до 40 |
| Жирный творог (от 10%), сливки, мороженое сливочное,баранина, говядина, курица (голень, окорок), яйца, нежирная колбаса, семга, сельдь, скумбрия, икра, авокадо (фрукт) | от 10 до 19 |
Растительные и животные жиры
Растительные жиры содержатся в продуктах растительного происхождения: орехи, семечки, масло растительное, авокадо.
Животные жиры содержатся в продуктах животного происхождения: мясо, рыба, птица, яйца, масло сливочное.
Продукты, содержащие животные жиры
| Продукт питания | Жиры, г (на 100г продукта), г |
| Масло сливочное, сало свиное | более 80 |
| Сыр, жирная сметана (более 20%), свинина, утки, гуси, угорь, копчёная колбаса, авокадо | от 20 до 40 |
| Жирный творог (от 10%), сливки, мороженое сливочное,баранина, говядина и курица (голень, окорок), яйца, нежирная колбаса, семга, сельдь, скумбрия, икра | от 10 до 19 |
| Молоко, кефир, творог (4-9%), молочное мороженое, баранина, говядина, горбуша, скумбрия, тунец | от 3 до 9 |
| Креветки, судак, щука, хек, куриная грудка, | менее 2 |
| Творог, молоко и кефир обезжиренные, кальмар, треска | менее 1г |
Продукты, содержащие растительные жиры
| Продукт питания | Жиры, г (на 100г продукта), г |
| Масло растительное, маргарин | более 80 |
| Орехи (арахис, грецкий, миндаль, фундук, семечки) | от 40 до 80 |
| Авокадо (фрукт) | от 15 до 40 |
| Крупы, хлеб | менее 2 |
| Овощи и фрукты (кроме авокадо), творог, молоко и кефир обезжиренные, кальмар, треска | менее 1г |
Сколько жиров можно и нужно употреблять?
Всемирная организация здравоохранения рекомендует здоровым людям ежедневно употреблять 30% жиров от общего показателя пищевой ценности рациона. При этом нужно съедать 10% насыщенных жиров. Тем, кто находится в группе риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и диабета, — 7%.
Однако канадские ученые призывают к пересмотру данных диетических рекомендаций. Результаты их исследований показали, что ограничение общего употребления жиров не улучшит здоровье населения. Было выяснено, что если количество жиров будет составлять 35% от рациона (половина из них — НЖК), а углеводы — не более 60%, то риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и смертность снизятся.
Многочисленные исследования показали, что качественные и здоровые насыщенные жиры не связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Умеренное их употребление не влияет на набор лишнего веса и развитие болезней. Исключением являются искусственные трансжиры, которые имеют прямую связь с ожирением. Поэтому их употребление нужно сократить или полностью исключить из рациона.
Строение жиров
Химическое строение жиров не имеет общего признака. Они представляют собой комбинацию триглицеридов, сопутствующих им компонентов. Доля триглицеридов составляет 93-95%, остальной процент другие вещества, включая 0.03-0.05% воды.
В состав молекулы липидов входят остатки высших жирных карбоновых кислот: стеариновой C17H35COOH, пальмитиновой C15H31COOH, олеиновой C17H33COOH. Также встречаются остатки низших кислот таких как: бутановая (триглицерид масляной кислоты).
