Жири — велика група органічних сполук, які, з фізичного погляду, мають меншу від одиниці питому вагу і, як правило, розчинні в неполярних органічних розчинниках, як правило не розчиняються у воді, і під звичайним тиском їх не можна перегнати, не розклавши. Хімічно, жири є тригліцеридами, сполукою складних ефірів триатомного спирту (гліцерину) і будь-якою з кількох жирних кислот. Містяться у тваринних і рослинних організмах. Кожна молекула рослинного або тваринного жиру являє собою змішаний естер гліцерину.[1] Такий жир може бути моно-, ді- та тригліцеридом різних органічних кислот.
Розміщення жирів у рослинних і тваринних організмах
Жири містяться майже в усіх частинах та органах рослин і тварин, проте розміщені вони нерівномірно. У рослинах найбільше жиру скупчено в насінні та в їхньому зародку, рідше у плодовій оболонці, що оточує ядро: пальмовий горіх, маслини.
У тілі тварин жир розподіляються нерівномірно, і головним чином накопичується в зашкірній клітковині, тканинах, що обволікають органи, які визначаються посиленою діяльністю: серце, нирки та ін.. В кістковому мозку міститься до 90% жиру.
У клітинах рослин і тварин жир має вигляд дрібних краплинок, що утворюють разом з іншим вмістом клітин емульсію.
§Класифікація жирів
Органічні речовини, що називаються жирами містяться у тваринних і рослинних організмах. Тому за походженням вони діляться на тваринні і рослинні, які в свою чергу підрозділяються на тверді і рідкі.
Рідкі жири інколи називають жирною олією, щоб диференціювати їх від мінеральних і ефірних олій.[3] Найчастіше, рідкі жири називають просто олією.
Тверді жири тваринного походження часто називають салом.[3][4] Деякі тверді тваринні і рослинні жири називають маслами: коров'ячий молочний жир і жир бобів какао.[3] Жири тваринного походження мають при кімнатній температурі, як правило, тверду консистенцію, а риб'ячий жир та більшість рослинних жирів — рідку. З рослинних жирів твердими є масло какао та пальмове масло.
Рідкі жири тваринного походження добуваються майже лише з морських тварин та риб, і їх підрозділяють в залежності від кількості в них холестерину. Печінкова олія деяких риб вирізняється високим вмістом холестерину. Трини і трани витоплюються з усього тіла морських тварин. В тринах, на відміну від транів, міститься багато гліцеридів твердих жирних кислот. Рослинні жири бувають рідкими (соняшникова, бавовникова, соєва, ріпакова, кукурудзяна олії і ін.) та твердими (кокосове, пальмове, масло-какао тощо).
§Хімічний склад жирів
Звичайний жир складається з ліпідів, не жирових та азотовмісних речовин, вуглеводів та мінеральних елементів. Чистий жир являє собою складні ефіритриатомного спирту гліцерину СН2ОН — СНОН — СН2ОН і різноманітних жирних кислот. Серед них можуть бути як:
- насичені жирні кислоти, наприклад пальмітинова С15Н31СООН і стеаринова С17Н35СООН,
так і:
- ненасичені жирні кислоти (у тому разі з одним подвійним зв'язком — наприклад олеїнова кислота С17Н33СООН); з двома — лінолева кислота і з трьомаліноленова кислота подвійними зв'язками, а також з потрійним зв'язком, наприклад тариринова кислота С17Н31СООН), або навіть чотири (як у арахідонової кислоти) подвійні зв'язки між атомами вуглецю, — і трапляються лише в рослинних жирах і так званому риб'ячому жирі, в організмі людини не синтезуються, але потрібні для багатьох біохімічних процесів, і тому їх відносять до незамінних продуктів живлення. Суміш ненасичених жирних кислот називають вітаміном F[5].
Жирно-кислотний спектр жирів різноманітний. У рослинному й тваринному світі налічується близько 1300 видів жирів, але елементний склад їх відносно мало коливається й дорівнює в середньому,%:
С — 76 — 79, Н — 11 — 13 і О — 10 — 12.
Шляхом гідролізу (омилення) жири легко розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти, причому різні кислоти проявляють неоднакову стійкість до дії високих температур і мікроорганізмів. Так, насичені жирні кислоти досить стійкі не тільки при звичайних температурах, але й при нагріванні навіть до 400 °C вони важко втрачають свою карбоксильну групу й не розкладаються.
Досить стійкими є й ненасичені жирні кислоти з одним подвійним зв'язком (типу олеїнової).
Ненасичені кислоти із двома й більшим числом подвійних зв'язків менш стійкі; вони окислюються, твердіють, стають темними, набирають неприємного запаху. На це потрібно звертати увагу при використанні їх. Вони легко окислюються й полімеризуються, а при нагріванні до 300 °C розпадаються з розривом вуглецевого ланцюга й утворенням суміші насичених і ненасичених вуглеводнів жирного ряду.
Для хімічної характеристики жирів й інших ліпідів визначаються температура плавлення й числа — йодне, омилення й кислотності.
§Гідрогенізація жирів
Методом каталітичного гідрування (з використанням нікелевих каталізаторів), рослинні олії і рідкі тваринні жири: морських ссавців, риби, переводять у тверді жири. Продукт реакції називається саломасою («штучним салом»[6]). Саломаси використовуються в якості основи для виготовлення маргарину, інших харчових жирів, мила. Вперше гідрогенізацію жирів здійснив С.Фокін в 1906 році.[6]
Існує думка про шкідливість систематичного споживання не повністю гідрованих олій (транс-карбонових кислот) і продуктів на їх основі (печиво, чіпси, картопля фрі) для людини. Вони збільшують ризик ішемічних захворювань на серце, мозок, сприяють іншим видам атеросклерозу, викликає порушення процесів синтезухолестеролу.
На перших етапах вживання гідрованих олій, кількість транс-карбонових кислот в складі маргаринів досягала 50%, що не дозволяло уникнути негативних наслідків для здоров'я. Для зниження рівня транскарбованих кислот в маргарини додають більшу кількість нативних рослинних олій, таким чином кількість транс-карбонових кислот в кінцевому продукті може досягати 15-20%.
§Біологічне значення жирів
Біологічне значення жирів зумовлене тим, що вони є носіями таких життєво необхідних для організму речовин, як поліненасичені жирні кислоти, жиророзчинні вітаміни, фосфоліпіди, стерини. Отже, біологічна роль жирів залежить від жирнокислотного складу та наявності інших компонентів — фосфоліпідів, вітамінівтощо
§У харчуванні
Жири — важливий продукт харчування людини. Жири становлять головний компонент таких продуктів харчування, як вершкове масло, рослинні олії,маргарин, смалець. Багато жирів міститься у свинячому салі та у сирі.
Значення жирів у харчуванні різноманітне. Недостатнє надходження жирів у їжу негативно впливає на різні види обміну речовин, функціональний стан окремих органів і систем і, у підсумку, на працездатність і опірність організму несприятливим чинникам навколишнього середовища, у тому числі інфекційним агентам. Недостатня енергетична цінність раціонів харчування призводить до виснаження жирових депо у підшкірній основі.
Підшкірна основа виконує низку важливих функцій в організмі: теплоізоляційну (захищає глибоко розміщені тканини від надмірного впливу холоду і тепла), амортизаційну (охороняє кістки, тканини і внутрішні органи від поштовхів і ударів), естетичну (надає формам тіла ніжну округлість). Жири є найважливішим енергетичним компонентом харчового раціону — 1 г жирів дає 37,7 кДж (9 ккал) енергії, їх біологічне значення зумовлене тим, що вони є носіями таких життєвонеобхідних для організму речовин, як поліненасичені жирні кислоти, жиророзчинні вітаміни (віт., D, E і К; тобто віт., які можуть тільки перетравлюватися, всмоктуватися, і транспортуватися в поєднанні з жирами), фосфоліпіди, стерини. Вони поліпшують смакові якості їжі, впливають на засвоюваність низки нутрієнтів. Так, засвоюваність каротину у присутності оптимальної кількості жиру в їжі досягає 80-90%, тоді як за умови його недостачі β-каротин майже не засвоюється. Однак надмірне споживання жирів погіршує засвоюваність білків, кальцію, магнію, підвищує потребу у вітамінах, що беруть участь у жировому обміні. Надмірне споживання жирів гальмує секрецію шлунка і затримує евакуацію з нього їжі, спричиняючи перенапруження функцій інших органів травлення.
Достатня кількість жирів у харчовому раціоні забезпечує його енергетичну адекватність енерговитратам організму і високу інтенсивність пластичних процесів, зокрема синтез білка. Вони входять до складу тканин тварин, рослин. Вегетативні частини рослин накопичують не більше 5% ліпідів, насіння — до 50% і більше. В організмі людини в нормі міститься 10-20% жиру, але за наявності деяких порушень жирового обміну його кількість може змінюватися. На відміну від вуглеводів і тим більше білків, жири відкладаються у великих кількостях у депо (підшкірна основа, сальник) і створюють в організмі великі запаси енергії. Нормальної комплекції доросла людина має у своєму організмі 9-12 кг жиру, що відповідає 251000-377000 кДж (60000-90000 ккал). Ця енергія витрачається у всіх випадках недостатнього харчування.
Безпосередньо з лікарською метою на жирах готують мазі, емульсії, пасти, які сприяють поглинанню активних речовин організмом, пом'якшують і продовжують їхню дію.
