Предлагаемый методический материал предназначен для занятий обучающихся, избравших в условиях профильного обучения гуманитарное направление. Материал может служить основой для разработки занятий, самостоятельных работ интегративного характера, основанных на актуализации межпредметных и внутрипредметных связей. Также материал вполне может быть использован на уроках химии в базовых классах в соответствующих темах, а также для подготовки докладов, сообщений обучающихся.
МЕТОДИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ НА ТЕМУ: «ЛИПИДЫ»
Липидами называют большую группу органических соединений с
близкими физикохимическими свойствами, которые содержатся в растениях,
животных и микроорганизмах. Их общими признаками являются:
нерастворимость в воде (гидрофобность) и хорошая растворимость в
органических растворителях (диэтиловом спирте, хлороформе и др.), наличие
в их молекулах длинноцепочечных углеводородных радикалов и
сложноэфирных группировок.
Липиды широко распространены в природе. Как белки и углеводы,
липиды являются обязательным строительным компонентом каждой клетки.
Липиды – важнейший компонент пищи, во многом определяют ее
пищевую ценность и вкусовое достоинство.
В растениях они накапливаются главным образом в семенах и плодах.
Содержание в них липидов зависит не только от индивидуальных
особенностей растений, но и от места и условий произрастания.
У животных липиды концентрируются в подкожных жировых тканях, в
брюшной полости и тканях, окружающих многие важные органы (сердце,
почки), а также в мозговой и нервной тканях.
Строение и классификация липидов
По химическому строению липиды отличаются большим разнообразием.
Молекулы их построены из различных компонентов, в состав которых входят
спирты и высокомолекулярные кислоты, а в состав отдельных также могут
входить остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых и другие
компоненты, соединенные между собой различными типами химической
связи.
Простые литиды. Молекула простых липидов не содержит атомов
азота, фосфора, серы. К ним относятся производные одноатомных
карбоновых кислот и одно и многоатомных спиртов. Наиболее важными и
распространенными представителями простых липидов являются
ацилглицерины. Широко распространены воски.
Ациглицерины (глицериды) – сложные эфиры глицерина и кислот. Они
составляют основную массу липидов (иногда до 95–96 %), и именно их
называют маслами и жирами.
Одним из структурных компонентов всех ацилглицеринов является
глицерин, поэтому свойства конкретных масел определяются составом
жирных кислот, участвующих в построении их молекул, и положением
(1, 2, 3), которое занимают остатки этих кислот в молекулах ацилглицеринов.
В жирах и маслах обнаружено до 300 карбоновых кислот различного
строения, однако большинство из них присутствует в небольшом количестве.
Например, стеариновая и пальмитиновая кислоты входят в состав рапсовогомасла. В состав большинства наиболее распространенных масел входят
ненасыщенные кислоты содержащие 1–3 двойные связи.
Природные жиры содержат главным образом триациглицерины, в состав
которых входят остатки различных кислот: насыщенных и ненасыщенных.
Насыщенные кислоты:
лауриновая CH3(CH2)10COOH,
миристиновая CH3(CH3) 12COOH,
Ненасыщенные кислоты:
олеиновая CH3 – (CH2) 7 – CH = CH – (CH2) 7 – COOH,
эруковая (CH)3 – CH = CH – (CH2)11 – COOH.
В природных растительных триацилглициринах положения 1 и 3 заняты
преимущественно остатками кислот, 2 – насыщенной. В животных картина
бывает обратная.
Ацилглицерины – жидкости или твердые вещества с низкими (до
40оС) температурами плавления и довольно высокими температурами
кипения, с повышенной вязкостью, без цвета и запаха, легче воды, нелетучи.
Относительно высокие кипения позволяют жарить на них, так как жиры не
испаряются со сковородки, а благодаря низким температурам плавления они
не застывают, что создает приятное ощущение во рту. Они хорошо
растворимы в органических растворителях и нерастворимы в воде. В твердом
состоянии триглицерины существуют в нескольких кристаллических формах.
Восками называют сложные эфиры высокомолекулярных одноосновных
карбоновых кислот (С18 – С30) и одноатомных высокомолекулярных спиртов.
Воск покрывает тонким слоем листья, стебли, плоды растений.
Сложные липиды.
Наиболее важная и распространенная группа
сложных липидов – фосфолипиды. В состав их молекул, наряду с липидной
частью, входят остатки фосфорной кислоты, азотистых оснований,
аминокислот и некоторых других соединений. В молекуле фосфолипидов
имеются группировки двух типов: гидрофильные и гидрофобные.
Вместе с белками и углеводами фосфолипиды участвуют в построении
мембран клеток и субклеточных структур, выполняя роль несущих
конструкций мембраны.
По функциям, которые выполняют липиды в организме, их часто делят
на две группы: запасные и структурные.
Запасные липиды, в основном ацилглицерины, обладают высокой
калорийностью. Эти липиды являются защитными веществами, помогающими
организму переносить неблагоприятные воздействия внешней среды.
Структурные липиды образуют сложные комплексы с белками,
углеводами. Они участвуют в разнообразных и сложных процессах,
протекающих в клетках. Дня извлечения этих липидов необходимопредварительно разрушить их связь с белками, углеводами и другими
компонентами.
Пищевая ценность масел и жиров
Растительные жиры и масла являются обязательным компонентом пищи
и структурнопластическим материалом для организма человека,
поставщиком ряда необходимых для него веществ. Рекомендуемое
содержание жиров в рационе человека (по калорийности) составляет 30–33 %
, а в массовых единицах – в среднем 90–100 г в сутки. Длительное
ограничение потребления жиров в питании приводит к отклонению в
физиологическом состоянии организма. Но и избыточное потребление
жиров нежелательно, оно приводит к ожирению, сердечнососудистым
заболеваниям.
В питании имеет значение не только количество, но и химический состав
липидов, особенно содержание полиненасыщенных кислот. Линолевая и
линоленовая кислоты не синтезируются в организме человека. Арахидоновая
синтезируется из линолевой кислоты. Поэтому эти кислоты получили
название «незаменимых», или «эссенциональных» кислот.
Липиды участвуют в построении клеточных мембран, в синтезе
простагландинов, способствуют выведению из организма избыточного
количества холестерина, предупреждая и ослабляя атеросклероз, повышают
эластичность стенок кровеносных сосудов.
Превращение липидов при производстве продуктов питания
При получении пищевых продуктов, как в промышленности, так и в
домашних условиях, липиды исходного сырья (зерно, мясо и молоко, жиры и
масла, плоды и овощи и др.) претерпевают разнообразные превращения.
Значительные изменения происходят в липидном комплексе хранящихся
продуктов.
Главные направления превращения: гидролиз липидов и окислительное
биохимическое прогоркание. В пищевом сырье, полуфабрикатах и готовых
продуктах эти процессы могут протекать одновременно в виде параллельно
идущих и связанных между собой превращений. Глубина и интенсивность их
зависят от химического состава липидов,
наличия
сопутствующих и добавляемых веществ. Это очень многообразные, сложные и
противоречивые процессы. Например, растительные масла содержат
значительное количество ненасыщенных жирных кислот, в которых
протекают процессы самоокисления кислородом воздуха. Благодаря низкой
влажности, отсутствию минеральных веществ они не поражаются
микроорганизмами и могут храниться длительное время.
температуры,Лучшими условиями их сохранности в специальных банкахрезервуарах
является температура 4–6°С, относительная влажность воздуха 75 %.
Животные жиры по своему жирнокислотному составу должны были бы
обладать более высокой устойчивостью при хранении. Но они практически не
содержат природных антиоксидантов и поэтому не стойки при хранении.