Ճարպ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Եռգլիցերինի գնդաձողային մոդելը: Կարմիր գույնով նշված է թթվածինը, սև՝ ածխածինը, սպիտակ՝ ջրածինը
Եռգլիցերին: Կանաչ գույնով նշված է մեկուսացված գլիցերինը, սևը՝ սպիտակ ֆոնի վրա, ճարպաթթուների մոլեկուլի մասն է (նկարում դարանք պալմիտինաթթուների ռադիկալներն են)

Ճարպերը կենդանական և բուսական հյուսվածքների բաղադրիչներ են։ Կազմված են հիմնականում գլիցերինի և տարբեր ճարպաթթուների միացություններից` գլիցերիդներից։ Պարունակում են կենսաբանորեն ակտիվ ֆոսֆատիդներ, ստերիններ և որոշ վիտամիններ։

Ճարպերը սննդի անհրաժեշտ և առավել կալորիական բաղադրամասեր են և օրգանիզմի էներգիայի աղբյուր։ Դրանք նպաստում են սննդի մեջ օգտագործվող այլ մթերքների ավելի լավ ու լիարժեք յուրացմանը, հաճելի համ ու բուրմունք են տալիս մթերքներին։

Ճարպերի նկատմամբ մարդու պահանջը կազմում է օրական 1-1,5 գ՝ 1 կգ զանգվածի հաշվով (օրինակ՝ 70 կգ զանգվածով մարդու համար այն կազմում է օրական 70-105 գ)։

Կառուցվածք[խմբագրել]

Ճարպերի կառուցվածքը հաստատվել է ֆրանսիացի քիմիկաոսներ Է. Շևրելի և Մ. Բերտլոյի կողմից։

19-րդ դարի սկզբին Շևրելը հաստատել է, որ ճարպերը հիմքի առկայությամբ ջրի հետ տաքացնելիս ճեղքվում են՝ առաջացնելով գլիցերին և ճարպաթթուներ։ Կենդանական և բուսական ճարպերը մշակելով, նա նկատեց, որ ճարպերի օճառացման ժամանակ առաջացած նյութերի կշիռը, մոտ 5 %-ով գերազանցում է ելանյութային ճարպի կշռին։ Ընդ որում ածխածնի կշիռը մնում է անփոփոխ, իսկ թթվածնի և ջրածնի կշռային քանակությունները մեծանում են այն նույն հարաբերությամբ, ինչ հարաբերութթյամբ որ նրանք պարունակվում են ջրի մեջ։ Այստեղից Շևրելը ենթադրեց, որ ճարպերի օճառացման ժամանակ տեղի է ունենում ջրի միացում։

Շևրելը ճարպերը ճարպերը ճեղքելով ստացավ 3 թթուներ, որոնցից երկուսը՝ ստեարինաթթու և մարգարինաթթու, պինդ թթուներ են, իսկ մյուսը՝ օլեինաթթու, որն էլ հեղուկ ճարպ է։

Որոշ ճարպերում (օրինակ, կարագի մեջ), բացի նշված 3 թթուներից, Շևրելը գտավ նաև ուրիշ թթուներ՝ այսպես, նա հայտնագործեց կարագաթթուն, կապրոնաթթուն և կապրինաթթուն։ Շևրելի հայտնաբերած մարգարինաթթուն դա ստերինաթթվի և պալմիտինաթթվի խառնուրդ է։

1854 թվականին Բերտլոն առաջին անգամ ճարպերը սինթեզեց, նա զոդված խողովակներում գլիցերինը տաքացրեց թթուների հետ։

Ճարպերի կառուցվածքն արտահայտվում է հետևյալ բանաձևով՝

Triglyceride.svg

որտեղ՝ R ¹, R² և R³ ճարպերի ածխաջրածնային ռադիկալներն են։ Ածխաջրածնային ռադիկալները հիմնականում տարբեր են լինում։ Օրինակ՝ կովի կաթից ստացված կարագի հիմնական բաղադրամասը բութանաթթվից, պալմիտինաթթվից և ստարինաթթվից առաջացած ճարպն է։

Բնական ճարպերը կազմում կան հագեցած (սահմանայի) կարբոնաթթուների (պալմիտինաթթու՝ C15H31COOH, ստեարինաթթու՝ C17H35COOH և այլն) և չհագեցած կարբոնաթթուների (օլիենաթթու` C17H33COOH, լինոլաթթու` C17H31COOH, լինոլեինաթթու` C15H29COOH և այլ) մնացորդներ։

Բոլոր ճարպերը հիդրոֆոբ նյութեր են ջրից թեթև և ջրում չեն լուծվում, լավ լուծվւմ են օրգանական լուծիչներում՝ էթանոլում (5-10 %)[1], բենզինում։

Բնական ճարպերը պարունակում են հետևյալ ճարպաթթուները՝

Եռգլիցերենի կառուցվածքային բանաձևը

Հագեցած.

Չհագեցած
Ալկեններ։

ալկադիեններ։

Որոշ ճարպեր կազմում մտնում են ինչպես հագեցած, այնպես էլ չհագեցած կարբոնաթթուների մնացորդներ.

Հեղուկ և պինդ ճարպերի մոտավոր կազմը (եռգլիցերիդներ)[2].
Եռգլիցերիդներ Թթվային մնացորդներ, ըստ կշռի %
Պալմիտինաթթու Ստեարինաթթու Օլեինաթթու Լինոլաթթու Լինոլեինաթթու
Կարագաթթու 25 11 34 6 5
Արևածաղկի յուղ 11 4 38 46 -
Ձիթապտղի յուղ 10 2 82 4 -
Կտավատի ձեթ 5 3 5 62 25
Ոչխարի ճարպ (պինդ) 38 30 35 3 9
Տավարի ճարպ (պինդ) 31 26 40 2 2
Խոզի ճարպ (պինդ) 27 14 45 5 5
Ճարպերը մարդու օրգանիզմում 25 8 46 10 -

Կենդանական ճարպեր[խմբագրել]

Կենդանական ճարպերը, որպես կանոն, պինդ նյութեր են՝ համեմատաբար ցածր հալման ջերմաստիճանով։ Պինդ ճարպերը գերակշռում են հագեցած կարբոնաթթուների մնացորդներում։

Կենդանական ծագման ճարպերից բարձր սննդային արժեք ունի կարագը։ Կենդանական են նաև խոզի, տավարի, ոչխարի, սագի ճարպերը։ Դրանց յուրացվելիությունը կախված է հալման ջերմաստիճանից։ Դժվարահալ ճարպերը (խոզի, տավարի, ոչխարի), որոնց հալման ջերմաստիճանը 37օC-ից բարձր է, յուրացվում են ավելի վատ, քան կարագը, բադի ու սագի ճարպերը և ձեթերը (պնդացման ջերմաստիճանը 37օC-ից ցածր է)։

Բուսական յուղեր[խմբագրել]

Բուսական ճարպերը՝ յուղերը, հեղուկներ են։ Բուսական յուղերը հիմնականում պարունակվում են չհագեցած կարբոնաթթուների մնացորդներ։ Բուսական ծագման ճարպերը հարուստ են անփոխարինելի ճարպաթթուներով, վիտամին E-ով, ֆոսֆատիդներով և հեշտ են յուրացվում։

Հատկություններ[խմբագրել]

Ճարպերն ունեն էներգետիկ նշանակություն, 1 գ ճարպի քայքայումից անջատվում է 9 կկալ էներգիա։ Նրանց ֆունկցիան հիմնականում պայմանավորված է չեզոք ճարպերով, որոնց քանակն առողջ չափահաս մարդու օրգանիզմում կազմում է մարմնի զանգվածի 16-23%-ը։ Ճարպերի ընդհանուր քանակի 10-12 կգ-ից միայն 2 կգ-ն է կազմում կոնստիտուցիոնալ ճարպը, իսկ մյոաը կուտակված է ադիպոցիտներում։ Այն կարող է տալ մոտ 9000 կկալ էներգիա և քաղցի դեպքում ապահովել մարդու կենսունակությունը 40 օրվա ընթացքում (օրը 2200 կկալ)։

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Ճարպերը ածխաջրերի և սպիտակուցների հետ մեկտեղ պարունակվում են բուսական և կենդանական բոլոր օրգանիզմներում և մեր սննդի հիմնական մասն են կազմում։ Դրանք գլիցերինի էսթերների խառնուրդ են և հալման և եռման հստակ ջերմաստիճաններ չունեն։ Նրանց խտությունը տատանվում է 0,9-0,95 գ/սմ³ սահմաններում։

Դասակարգում[խմբագրել]

Որքան շատ չհագեցած ճարպաթթուներ են պարունակվում ճարպերում, այնքան նրանց հալման ջերմաստիճանը ցածր է[3]։

Ճարպերի ագրեգատային վիճակը Քիմիական կառուցվածքների տարբերությունը Ճարպերի ծագումը Բացառություններ
Պինդ ճարպեր Պարունակում են չհագեցած կարբոնաթթուների մնացորդներ Կենդանական ճարպեր ձկան յուղ
Խառը ճարպեր Պարունակում են հագեցած և չհագեցած կարբոնաթթուների մնացորդներ
Հեղուկ ճարպեր (յուղ) Պարունակում են չհագեցած կարբոնաթթուների մնացորդներ Բուսական յուղեր Կոկոսի յուղ, կակաոյի յուղ

Անվանակարգ[խմբագրել]

Ըստ կանոնական անվանակարգի անվանում են գլիցերիդներ, անվանակարգը կարդալու համար համապատասխանն անվան ավելացնում են «իդ» վերջածանցը։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Ճարպերի հիդրոլիզ[խմբագրել]

Ճարպերին հատուկ են հիդրոլիզի դարձելի ռեակցիաները, որը կատալիզվում է հանքային թթուներով։ Տեխնիկայում հիդրոլիզի ռեակցիան օգտագործվում է ճարպերից գլիցերին, կարբոնաթթուներ և օճառներ ստանալու համար։ Գլիցերինն ու ճարպաթթուները ստանում են՝ ճնշման պայմաններում ճարպը ջրի հետ տաքացնելիս

\mathsf{C_3H_5(COO)_3-R + 3H_2O \rightarrow C_3H_5(OH)_3 + 3RCOOH\uparrow}

Ալկալիների կամ ալկալիական մետաղների կարբոնատների մասնակցությամբ ընթացող հիդրոլիզն անդարձելի է։ Հիդրոլիզի արգասիքն այս դեպքում օճառն է՝ բարձր կարգի կարբոնաթթուների նատրիումական կամ կալիումական աղերը.

\mathsf{C_3H_5(COO)_3-(C_17H_35)_3 + 3NaOH \rightarrow C_3H_5(OH)_3 + 3C_17H_35COONa\uparrow}

Նատրիումական աղերը պինդ օճառներ են, կալիումականը՝ հեղուկ։ Ճարպերի հիմնային հիդրոլիզի ռեակցիան անվանում են նաև օճառացում։ Գոյացած օճառն անջատելու համար լուծույթին ավոելացնում են նատրիումի քլորիդ, հեղուկի մակերեսին օճառն առանձնանում է թանձր շերտի ձևով, որից էլ պատրաստում են տնտեսական օճառի հիմնական տեսակները։

Չհագեցած թթուների մնացորդները պարունակող ճարպերը կրկնակի կապի տեղում ենթարկվում են օքսիդացման, ինչով էլ պայմանավորված է դրանց կծվելը, տհաճ հոտն ու համը օդում երկար մնալիս։

Ճարպերի հիդրոգենացում[խմբագրել]

Ճաարպերի հիդրոգենացումը կայանում է չհագեցած թթուների հեղուկ գլիցերիդներին ջրածին միացնելու միջոցով դրանք հագեցած թթուների պինդ գլիցերիդների փոխարկման մեջ։ Ջրածինը միացվում է հեշտությամբ՝ ճնշման տակ և մի շարք կատալիզատորների ներկայությամբ։ Ճարպերի հիդրոգենացման համար ավտոկլավում գտնվող տաքացած բուսայուղի միջով, որին սուսպենզված է կատալիզատոր, բաց են թողնում ջրածին։ Ստացված զանգվածը կատալիզատորից անջատելու համար ֆիլտրում են տաք վիճակում պաստառով և լցնում տակառների մեջ, որտեղ և սառչելով պնդանում են։ Այս զանգվածը կոչվում է սալոմաս։

Ճարպերի հիդրոգենացման տեխնոլոգիական եղանակը առաջին անգամ մշակել է Ս. Ա. Ֆոկինը (1865-1917

Սննդային ճարպերի հատկություններ[խմբագրել]

օճառներ

Համակցված (բուսական և կենդանական) ճարպերից են մարգարինի տարբեր տեսակները, որոնց յուրացվելիությունը մոտ է կարագին։ Ճարպի ոչ բավարար քանակություն պարունակող սնունդը քիչ սննդարար (ցածր կալորիական) է, իսկ չափից ավելի ճարպ պարունակող սնունդը դժվարամարս է, ինչը և կարող է հանգեցնել ճարպակալման։

Ունեն կարևոր կառուցվածքային նշանակություն, համարվում են կենսաբանական թաղանթների կառուցվածքային տարր։ Այս ֆունկցիան առաջին հերթին իրականացնում են ֆոսֆոլիպիդներ, որոնք գլիցերոլի և ճարպաթթուների բարդ եթերներ են։ Դրանք ուժեղ ամֆիֆիլներ են և կարող են առաջացնել բջջային թաղանթների երկշերտը։ Բջջային թաղանթները, ինչպես ասում են, իրենցից ներկայացնում են դինամիկ ֆոսֆոլիպիդային «լճեր», «սպիտակուցային կղզիներով», որոնք տեղաշարժվում են այս լճերում։

Ֆոսֆոլիպիդները հարևան բջիջների կամ լիպոպրոտեինային մասնիկների հետ կարող են ենթարկվել լատերալ դիֆուզիայի անցնելով մի մեմբրանից մյուսը։ Բոլոր թաղանթներում ֆոսֆոլիպիդներին ուղեկցում է խոլեստերինը՝ հանդես գյպով որպես ստաբիլիզատոր։ Այսպիսով ֆոսֆոլիպիդները խոլեստերինի և մեմբրանային սպիտակուցների հետ կատարում են կարևոր բարիերային ֆունկցիա և կարգավորում են զանազան նյութերի ակտիվ տեղափոխումը։

Սննդային ճարպերը կազմված են գլիցերինի եթերներից և բարձրագույն ճարպաթթուներից։ Գլիցերինի քանակը ճարպում չի գերազանցում 10 %-ը, ուստի ճարպերի հատկություններն առաջին հերթին պայմանավորված են ճարպաթթուներով։ Ստամոքս-աղիքային տրակտում ճարպերի նորմալ քանակի ներմուծման դեպքում օրգանիզմում ներծծվում է նրա մոտ 95%-ը։

Տարիքի հետ խուրհուրդ է տրվում պակասեցնել ճարպերի օգտագործումը։ Գերադասելի է, որ օրգանիզմ մտնող ճարպերի 70 %-ը լինի կենդանական, իսկ 30 %-ը՝ բուսական ծագման։

Կիրառություն[խմբագրել]

Ճարպերը հսկայական նշանակություն ունեն որպես սննդանյութեր։ Իրենց ջերմունակության շնորհիվ սննդանյութերի մեջ նրանք գրավում են առաջին տեղը՝ մեկ գրամ ճարպը այրելիս առաջանում է 9300 կկալ ջերմություն։ Ճարպերը օճառի և գիցերինի ստացման հիմնական ելանյութերն են։

  • Սննդի արդյունաբերությունում (մասնավորապես հրուշակեղենի
  • Դեղագործություն
  • Արտադրություն օճառ և կոսմետիկ ապրանքների արտադրությունում։
  • Քսուկների արտադրությունում։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Йоффе, Д. В. Жиры // Химическая энциклопедия. — : Советская энциклопедия, 1990 — С. 155—157]
  2. Темирбулатова А. Е. — Учебник по химии для 11х классов естественно-математического направления, 2011 — С.218
  3. под ред. А. С. Егорова — Репетитор по химии, 2009. — С.642

Գրականություն[խմբագրել]

  • Тютюнников, Б. Н. Химия жиров / Б. Н. Тютюнников, З. И. Бухштаб, Ф. Ф. Гладкий и др. — 3-е изд., перераб. и доп. — ։ Колос, 1992. — 448 с.
  • Беззубов, Л. П. Химия жиров / Л. П. Беззубов. — 3-е изд.։ Пищевая промышленность, 1975. — 280 с.
  • Щербаков, В. Г. Химия и биохимия переработки масличных семян / В. Г. Щербаков. — ։ Пищевая промышленность, 1977. — 180 с.
  • Евстигнеева Р. П. Химия липидов / Р. П. Евстигнеева, Е. Н. Звонкова, Г. А. Серебренникова, В. И. Швец. — ։ Химия, 1983. — 296 с., ил.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]