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]