Minden olyan anyag, amely szénatomot tartalmaz, a karbonátok, karbidok, cianidok, tiocianátok és szénsav mellett szerves vegyület. Ez azt jelenti, hogy az élő szervezetek képesek szénatomokból enzimatikus vagy más reakciók útján előállítani. Ma már számos szerves anyag szintetizálható mesterségesen, ami lehetővé teszi az orvostudomány és a farmakológia fejlődését, valamint nagy szilárdságú polimer és kompozit anyagok létrehozását.

A szerves vegyületek osztályozása

A szerves vegyületek az anyagok legnagyobb csoportját alkotják. Itt körülbelül 20 féle anyag található. Kémiai tulajdonságaikban különböznek, fizikai tulajdonságaikban különböznek. Olvadáspontjuk, tömegük, illékonyságuk és oldhatóságuk, valamint aggregációs állapotuk normál körülmények között is eltérő. Közöttük:

• szénhidrogének (alkánok, alkinok, alkének, alkadiének, cikloalkánok, aromás szénhidrogének);
• aldehidek;
• ketonok;
• alkoholok (kétértékű, egyértékű, többértékű);
• éterek;
• észterek;
• karbonsavak;
• aminok;
• aminosavak;
• szénhidrátok;
• zsírok;
• fehérjék;
• biopolimerek és szintetikus polimerek.

Ez a besorolás tükrözi a kémiai szerkezet jellemzőit és az egyes atomi csoportok jelenlétét, amelyek meghatározzák az anyag tulajdonságainak különbségét. Általánosságban elmondható, hogy az osztályozás, amely a szénváz konfigurációján alapul, és nem veszi figyelembe a kémiai kölcsönhatások jellemzőit, másképp néz ki. Rendelkezései szerint a szerves vegyületeket a következőkre osztják:

• alifás vegyületek;
• aromás anyagok;
• heterociklusos vegyületek.

Ezek a szerves vegyületek osztályai különböző anyagcsoportokban tartalmazhatnak izomereket. Az izomerek tulajdonságai eltérőek, bár atomi összetételük azonos lehet. Ez az A. M. Butlerov által megállapított rendelkezésekből következik. Ezenkívül a szerves vegyületek szerkezetének elmélete a szerves kémiai kutatások vezéralapja. Mengyelejev periodikus törvényével egy szintre kerül.

A kémiai szerkezet fogalmát A. M. Butlerov vezette be. A kémia történetében 1861. szeptember 19-én jelent meg. Korábban a tudományban eltérő vélemények voltak, és egyes tudósok teljesen tagadták a molekulák és atomok létezését. Ezért a szerves és szervetlen kémiában nem volt rend. Ráadásul nem voltak olyan törvényszerűségek, amelyek alapján meg lehetett ítélni az egyes anyagok tulajdonságait. Ugyanakkor léteztek olyan vegyületek is, amelyek azonos összetétellel eltérő tulajdonságokat mutattak.

A. M. Butlerov kijelentései sok tekintetben a helyes irányba terelték a kémia fejlődését, és szilárd alapot teremtettek számára. Segítségével rendszerezni lehetett a felhalmozott tényeket, nevezetesen egyes anyagok kémiai vagy fizikai tulajdonságait, reakcióba lépésük mintázatait stb. Ennek az elméletnek köszönhetően még a vegyületek előállítási módjainak előrejelzése és néhány közös tulajdonság megléte is lehetővé vált. És ami a legfontosabb, A. M. Butlerov megmutatta, hogy egy anyagmolekula szerkezete az elektromos kölcsönhatásokkal magyarázható.

A szerves anyagok szerkezetelméletének logikája

Mivel 1861 előtt a kémiában sokan elutasították az atom vagy molekula létezését, a szerves vegyületek elmélete forradalmi javaslattá vált a tudományos világ számára. És mivel maga A. M. Butlerov csak materialista következtetésekből indul ki, sikerült megcáfolnia a szerves anyaggal kapcsolatos filozófiai elképzeléseket.

Sikerült megmutatnia, hogy a molekulaszerkezet empirikusan, kémiai reakciókon keresztül felismerhető. Például bármely szénhidrát összetétele meghatározható úgy, hogy egy bizonyos mennyiséget eléget, és megszámolja a keletkező vizet és szén-dioxidot. Az amin molekulában lévő nitrogén mennyiségét az égés során is kiszámítják a gázok térfogatának mérésével és a molekuláris nitrogén kémiai mennyiségének felszabadulásával.

Ha Butlerov ítéleteit a szerkezettől függő kémiai szerkezetről az ellenkező irányba vesszük, akkor egy új következtetés vonja maga után magát. Nevezetesen: egy anyag kémiai szerkezetének és összetételének ismeretében empirikusan feltételezhetjük annak tulajdonságait. De ami a legfontosabb, Butlerov elmagyarázta, hogy a szerves anyagokban rengeteg olyan anyag található, amelyek eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, de azonos összetételűek.

Az elmélet általános rendelkezései

A szerves vegyületeket figyelembe véve és vizsgálva A. M. Butlerov levezette a legfontosabb mintákat. Ezeket egyesítette a szerves eredetű vegyszerek szerkezetét magyarázó elmélet rendelkezéseibe. Az elmélet rendelkezései a következők:

• a szerves anyagok molekuláiban az atomok szigorúan meghatározott sorrendben kapcsolódnak egymáshoz, amely a vegyértéktől függ;
• a kémiai szerkezet az a közvetlen sorrend, amely szerint az atomok kapcsolódnak a szerves molekulákban;
• a kémiai szerkezet meghatározza a szerves vegyület tulajdonságainak jelenlétét;
• az azonos mennyiségi összetételű molekulák szerkezetétől függően az anyag eltérő tulajdonságai jelenhetnek meg;
• a kémiai vegyület képződésében részt vevő összes atomcsoport kölcsönösen befolyásolja egymást.

A szerves vegyületek minden osztálya ennek az elméletnek az elvei szerint épül fel. Az alapok lerakása után A. M. Butlerov képes volt kiterjeszteni a kémiát mint tudományterületet. Kifejtette, hogy mivel a szén négy vegyértéket mutat a szerves anyagokban, meghatározzák ezeknek a vegyületeknek a változatosságát. Számos aktív atomcsoport jelenléte határozza meg, hogy egy anyag egy bizonyos osztályba tartozik-e. És éppen az adott atomcsoportok (gyökök) jelenlétének köszönhető, hogy fizikai és kémiai tulajdonságok jelennek meg.

Szénhidrogének és származékaik

Ezek a szén és hidrogén szerves vegyületei a legegyszerűbb összetételűek a csoport összes anyaga közül. Ezeket az alkánok és cikloalkánok (telített szénhidrogének), alkének, alkadiének és alkatriének, alkinek (telítetlen szénhidrogének), valamint az aromás anyagok egy alosztálya képviseli. Az alkánokban minden szénatom csak egyetlen C-C kötéssel kapcsolódik össze, ezért a szénhidrogén összetételébe egyetlen H atom sem tud beépülni.

A telítetlen szénhidrogénekben a hidrogén a kettős C=C kötés helyén épülhet be. Ezenkívül a C-C kötés lehet hármas (alkinek). Ez lehetővé teszi, hogy ezek az anyagok a gyökök redukciójával vagy hozzáadásával kapcsolatos számos reakcióba lépjenek. Az összes többi anyagot a reakcióba lépő képesség tanulmányozásának megkönnyítése érdekében a szénhidrogének valamelyik osztályának származékának kell tekinteni.

Alkoholok

Az alkoholokat a szénhidrogéneknél összetettebb szerves kémiai vegyületeknek nevezik. Az élő sejtekben zajló enzimatikus reakciók eredményeként szintetizálódnak. A legjellemzőbb példa az etanol szintézise glükózból fermentáció eredményeként.

Az iparban az alkoholokat szénhidrogének halogénszármazékaiból állítják elő. A hidroxilcsoport halogénatomjának helyettesítése következtében alkoholok képződnek. Az egyértékű alkoholok csak egy hidroxilcsoportot tartalmaznak, a többértékű alkoholok kettő vagy több. A kétértékű alkoholra példa az etilénglikol. A többértékű alkohol a glicerin. Az alkoholok általános képlete R-OH (R jelentése szénlánc).

Aldehidek és ketonok

Miután az alkoholok szerves vegyületek reakcióiba lépnek, amelyek a hidrogénnek az alkohol (hidroxil) csoportból való eltávolításával járnak, az oxigén és a szén között kettős kötés záródik. Ha ez a reakció a terminális szénatomon található alkoholcsoporton megy végbe, akkor ennek eredményeként aldehid keletkezik. Ha az alkohollal rendelkező szénatom nem a szénlánc végén található, akkor a dehidratációs reakció eredményeként keton képződik. A ketonok általános képlete R-CO-R, aldehidek R-COH (R a lánc szénhidrogéncsoportja).

Észterek (egyszerű és összetett)

Az ebbe az osztályba tartozó szerves vegyületek kémiai szerkezete bonyolult. Az étereket két alkoholmolekula közötti reakcióterméknek tekintik. Amikor leválik belőlük a víz, az R-O-R minta vegyülete képződik. Reakciómechanizmus: egy hidrogén proton eltávolítása az egyik alkoholból és egy hidroxilcsoport eltávolítása egy másik alkoholból.

Az észterek egy alkohol és egy szerves karbonsav reakciótermékei. Reakciómechanizmus: a víz eltávolítása mindkét molekula alkohol- és széncsoportjaiból. A hidrogén leválik a savról (a hidroxilcsoport mentén), és maga az OH csoport elválik az alkoholtól. A kapott vegyületet R-CO-O-R-ként ábrázoltuk, ahol a bükk R gyököket jelöl – a szénlánc többi részét.

Karbonsavak és aminok

A karbonsavakat speciális anyagoknak nevezzük, amelyek fontos szerepet játszanak a sejt működésében. A szerves vegyületek kémiai szerkezete a következő: szénhidrogén gyök (R), amelyhez karboxilcsoport (-COOH) kapcsolódik. A karboxilcsoport csak a szélső szénatomon helyezkedhet el, mert a (-COOH) csoportban a C vegyérték 4.

Az aminok egyszerűbb vegyületek, amelyek szénhidrogének származékai. Itt minden szénatomnak van amincsoportja (-NH2). Vannak olyan primer aminok, amelyekben a (-NH2) csoport egy szénatomhoz kapcsolódik (R-NH2 általános képlet). A szekunder aminokban a nitrogén két szénatommal egyesül (R-NH-R képlet). A tercier aminok nitrogénatomja három szénatomhoz kapcsolódik (R3N), ahol p jelentése gyök, szénlánc.

Aminosavak

Az aminosavak összetett vegyületek, amelyek mind az aminok, mind a szerves eredetű savak tulajdonságait mutatják. Ezeknek többféle típusa van, attól függően, hogy az amincsoport a karboxilcsoporthoz képest hol helyezkedik el. Az alfa aminosavak a legfontosabbak. Itt az amincsoport azon a szénatomon található, amelyhez a karboxilcsoport kapcsolódik. Ez lehetővé teszi peptidkötés létrehozását és fehérjék szintetizálását.

Szénhidrátok és zsírok

A szénhidrátok aldehid-alkoholok vagy keto-alkoholok. Ezek lineáris vagy ciklikus szerkezetű vegyületek, valamint polimerek (keményítő, cellulóz és mások). Legfontosabb szerepük a sejtben strukturális és energetikai. A zsírok, vagy inkább a lipidek ugyanazokat a funkciókat látják el, csak más biokémiai folyamatokban vesznek részt. Kémiailag a zsír szerves savak és glicerin észtere.

Alkánizomer-formálási algoritmus

1. Határozza meg a szénatomok számát a szénhidrogénnév gyökéből!

2. Rajzoljon diagramot egy normál szénláncról, és számozza meg a benne lévő szénatomokat!

3. Rajzolja fel a normál láncnál egy szénatommal kisebb izomerek számozott szénláncát, ezt a szénatomot minden lehetséges pozícióban kapcsolja a számozott főlánc szénatomjaihoz, kivéve a szélső részeket!

4. Rajzolja fel azon izomerek számozott szénláncát, amelyekben a normál lánchoz képest kettővel kevesebb szénatom van! ezt a két szénatomot minden lehetséges pozícióban rögzítse a számozott főlánc szénatomjaihoz, kivéve a szélső részeket.

5. Adja meg a hidrogénatomokat, figyelembe véve a hiányzó vegyértékegységeket a szénatomokhoz a szénláncsémákban (szén vegyérték - IV).

6. Az izomerek szénláncában a szén- és hidrogénatomok száma nem változhat.

Algoritmus szénhidrogén-képletek nevük alapján történő összeállításához

1. Határozza meg a molekulában lévő szénatomok számát a szénhidrogén nevének gyökével!

2. Rajzoljon szénláncot a molekulában lévő szénatomok számának megfelelően!

3. Számozza meg a szénláncot!

4. Állapítsa meg a megfelelő szénkötés jelenlétét a molekulában a szénhidrogén nevének utótagjával, ábrázolja ezt a kötést a szénláncban.

5. Helyettesítsd be a gyököket a lánc szénatomjainak száma szerint!

6. Rajzoljon kötőjeleket a hiányzó vegyértékekre a szénatomoknál!

7. Pótold a hiányzó hidrogénatomokat!

8. Mutassa be a szerkezeti képletet rövidített formában!

Néhány szerves anyag neve

Az áruk szerves anyagai olyan vegyületek, amelyek szén- és hidrogénatomot tartalmaznak. Monomerekre, oligomerekre és polimerekre oszthatók.

Monomerek- szerves anyagok, amelyek egy vegyületből állnak, és nincsenek kitéve új szerves anyagok képződésével történő hasadásnak. A monomerek lebomlása főként szén-dioxiddá és vízzé történik.

Monoszacharidok - a szénhidrátok osztályába tartozó monomerek, amelyek molekulái közé tartozik a szén, a hidrogén és az oxigén (CH2O)n. Ezek közül a legelterjedtebbek hexózok(С6Н12О6) - glükóz és fruktóz. Főleg növényi eredetű élelmiszerekben (gyümölcsök és zöldségek, ízesített italok és édességek) találhatók meg. Az ipar tiszta glükózt és fruktózt is gyárt élelmiszerként és cukorbetegek számára készült édességek és italok előállításához szükséges alapanyagként. A természetes termékek közül a legtöbb glükózt és fruktózt a méz tartalmazza (legfeljebb 60%).

A monoszacharidok édes ízt adnak a termékeknek, energia értékűek (1 g - 4 kcal), és befolyásolják az őket tartalmazó termékek higroszkóposságát. A glükóz és fruktóz oldatokat az élesztő jól erjeszti, és más mikroorganizmusok is felhasználják, ezért akár 20%-os tartalommal és megnövelt víztartalommal rontják az eltarthatóságot.

szerves savak Molekulájukban egy vagy több karboxilcsoportot (-COOH) tartalmazó vegyületek.

A karboxilcsoportok számától függően a szerves savakat mono-, di- és trikarbonsavakra osztják. E savak további osztályozási jellemzői a szénatomok száma (C2-től C40-ig), valamint az amino- és fenolcsoportok.

A természetes szerves savak megtalálhatók a friss gyümölcsökben és zöldségekben, ezek feldolgozott termékeiben, ízesítő termékekben, valamint fermentált tejtermékekben, sajtokban, erjesztett tejvajban.

szerves savak olyan vegyületek, amelyek savanyú ízt adnak az ételeknek. Ezért élelmiszer-adalékanyagok formájában, savanyítóként (ecetsav, citromsav, tejsav és egyéb savak) használják cukros édességek, alkoholos és alkoholmentes italok, szószok készítéséhez.

Az élelmiszerekben legelterjedtebb a tejsav, ecetsav, citromsav, almasav és borkősav. Bizonyos típusú savak (citromsav, benzoesav, szorbin) baktériumölő tulajdonságokkal rendelkeznek, ezért tartósítószerként használják őket. Az élelmiszerek szerves savai kiegészítő energiaanyagok, mivel biológiai oxidációjuk során energia szabadul fel.

Zsírsav - alifás sorozatú karbonsavak, amelyek legalább hat szénatomot tartalmaznak a molekulában (6-22 szénatomos és nagyobb). Nagyobb (HFA) és alacsony molekulatömegű (SFA) csoportokra oszthatók.

A legfontosabb természetes telített zsírsavak a sztearinsav és a palmitinsav, a telítetlenek pedig az olajsav, az arachidonsav, a linolsav és a linolénsav. Ezek közül az utolsó kettő többszörösen telítetlen esszenciális zsírsav, amely meghatározza az élelmiszerek biológiai hatékonyságát. A természetes zsírsavak zsírok formájában minden zsírtartalmú élelmiszerben megtalálhatók, de szabad formában kis mennyiségben, valamint EFA-kként.

Aminosavak - egy vagy több aminocsoportot (NH2) tartalmazó karbonsavak.

A termékekben található aminosavak szabad formában és fehérjék részeként is megtalálhatók. Összesen körülbelül 100 aminosav ismert, amelyek közül csaknem 80 csak szabad formában található meg. A glutaminsavat és nátriumsóját széles körben használják élelmiszer-adalékanyagként fűszerezésben, szószokban, hús- és halalapú élelmiszer-koncentrátumokban, mivel fokozzák a hús és hal ízét.

vitaminok - kis molekulatömegű szerves vegyületek, amelyek az emberi szervezet anyagcsere-folyamatainak szabályozói vagy résztvevői.

A vitaminok önállóan részt vehetnek az anyagcserében (például C-, P-, A-vitamin stb.), vagy részei lehetnek a biokémiai folyamatokat katalizáló enzimeknek (B1-, B2-, B3-, B6-vitamin stb.).

Ezeken az általános tulajdonságokon kívül minden vitaminnak sajátos funkciói és tulajdonságai vannak. Ezeket a tulajdonságokat a "Táplálkozás fiziológiája" tudományágon belül veszik figyelembe.

Az oldhatóságtól függően a vitaminokat a következőképpen osztják fel:

• a vízben oldódó(B1, B2, B3, PP, B6, B9, B12, C stb.);
• zsírban oldódó(A, D, E, K).

A vitaminok csoportjába tartozik még vitaminszerű anyagok amelyek egy részét vitaminoknak nevezik (karotin, kolin, U-vitamin stb.).

Alkoholok - szerves vegyületek, amelyek a molekulákban egy vagy több hidroxilcsoportot (OH) tartalmaznak telített szénatomon. E csoportok száma szerint megkülönböztetünk egy-, két- (glikol), három- (glicerin) és többértékű alkoholokat. Az etil-alkoholt késztermékként nyerik az alkoholiparban, valamint a borászatban, szeszfőzdében, söriparban, borok, vodkák, konyak, rum, whisky, sör gyártásában. Ezenkívül a kefir, a kumiss és a kvas gyártása során kis mennyiségben etil-alkohol képződik.

Oligomerek- szerves anyagok, amelyek 2-10 homogén és heterogén anyagok molekuláinak maradékából állnak.

Az összetételtől függően az oligomereket egykomponensűekre, két-, három- és többkomponensűekre osztják. Nak nek egykomponensű az oligomerek közé tartozik néhány oligoszacharid (maltóz, trehalóz), kétkomponensű - szacharóz, laktóz, monoglicerid zsírok, amelyek magukban foglalják a glicerin molekulák maradványait és csak egy zsírsavat, valamint glikozidokat, észtereket; nak nek háromkomponensű - raffinóz, diglicerid zsírok; nak nek többkomponensű - zsírok-trigliceridek, lipoidok: foszfatidok, viaszok és szteroidok.

Oligoszacharidok - szénhidrátok, amelyek 2-10 monoszacharid molekulamaradékot tartalmaznak glikozidos kötésekkel összekapcsolva. Vannak di-, tri- és tetraszacharidok. A diszacharidok - szacharóz és laktóz, kisebb mértékben - maltóz és trehalóz, valamint triszacharidok - raffinóz, a legnagyobb eloszlásúak az élelmiszerekben. Ezek az oligoszacharidok csak élelmiszerekben találhatók meg.

szacharóz(répa- vagy nádcukor) egy diszacharid, amely glükóz- és fruktózmolekulák maradékaiból áll. Savas vagy enzimes hidrolízis során a szacharóz glükózra és fruktózra bomlik, ezek 1:1 arányú keverékét invertcukornak nevezzük. A hidrolízis hatására az élelmiszerek édes íze fokozódik (például a gyümölcsök és zöldségek érésekor), mivel a fruktóz és az invertcukor édesebb, mint a szacharóz. Tehát, ha a szacharóz édességének mértékét 100 hagyományos egységnek vesszük, a fruktóz édességének foka 220, az invertcukoré pedig 130.

A szacharóz a domináns cukor a következő élelmiszerekben: kristálycukor, finomított cukor (99,7-99,9%), cukros édesipari termékek (50-96%), egyes gyümölcsök és zöldségek (banán - legfeljebb 18%, dinnye - legfeljebb 12%) %, hagyma - 10-12%-ig stb. Ezenkívül kis mennyiségben szacharózt tartalmazhatnak más növényi eredetű élelmiszerek (gabonatermékek, számos alkoholos és alkoholmentes ital, alacsony alkoholtartalmú koktélok, lisztes édességek), valamint édes tejtermékek - fagylalt, joghurt, stb. Az állati eredetű élelmiszerekben szacharóz nem található.

Laktóz (tejcukor) - glükóz és galaktóz molekulák maradékaiból álló diszacharid. A savas vagy enzimatikus hidrolízis során a laktóz glükózra és galaktózra bomlik, amelyeket az élő szervezetek: az ember, az élesztő vagy a tejsavbaktériumok használnak fel.

A laktóz édességét tekintve lényegesen gyengébb a szacharóznál és a glükóznál, amely annak része. Elterjedtségét tekintve elmarad tőlük, mivel elsősorban a különböző állatfajok tejében (3,1-7,0%) és a feldolgozás egyes termékeiben található meg. Ha azonban a gyártási folyamatban tejsavas és/vagy alkoholos erjesztést (például erjesztett tejtermékek) és/vagy oltót (sajtgyártásban) alkalmaznak, a laktóz teljesen fermentálódik.

Malátacukor (maltóz) egy diszacharid, amely két glükózmolekula-maradékból áll. Ez az anyag a keményítő tökéletlen hidrolízisének termékeként található meg csíráztatott szemekből készült malátában, sörben, kenyérben és lisztből készült édesipari termékekben. Csak kis mennyiségben található meg.

Trehalóz (gombacukor) egy diszacharid, amely két glükózmolekula-maradékból áll. Ez a cukor nem széles körben elterjedt a természetben, és főként egy csoport élelmiszertermékeiben található - friss és szárított gombákban, valamint az ezekből készült természetes konzervekben és az élesztőben. Az erjesztett (sózott) gombákban a trehalóz hiányzik, mivel az erjedés során fogyasztják.

Rafinose - triszacharid, amely glükóz-, fruktóz- és galaktózmolekulák maradékaiból áll. A trehalózhoz hasonlóan a raffinóz is ritka anyag, amely kis mennyiségben megtalálható a gabonalisztből készült termékekben és a répában.

Tulajdonságok. Minden oligoszacharid a növényi szervezetek tartalék tápanyaga. Vízben jól oldódnak, könnyen hidrolizálódnak monoszacharidokká, édes ízűek, de édességük mértéke eltérő. Az egyetlen kivétel a raffinóz – íze szerint cukrozatlan.

Oligoszacharidok higroszkópos, magas hőmérsékleten (160-200 ° C) karamellizálódnak, sötét színű anyagok (karamelinek stb.) képződésével. Telített oldatokban az oligoszacharidok kristályokat képezhetnek, amelyek bizonyos esetekben rontják a termékek állagát és megjelenését, és hibák képződését okozzák (például kandírozott méz vagy lekvár; laktózkristályok képződése az édesített sűrített tejben).

Lipidek és lipoidok - oligomerek, amelyek magukban foglalják a glicerin háromértékű alkohol vagy más nagy molekulatömegű alkoholok, zsírsavak és néha más anyagok molekuláinak maradványait.

Lipidek olyan oligomerek, amelyek a glicerin és a zsírsavak észterei - gliceridek. A természetes lipidek, főleg trigliceridek keverékét ún zsírok. A termékek zsírokat tartalmaznak.

A gliceridekben lévő zsírsavmolekulák maradékának számától függően vannak mono, diés trigliceridek,és a telített vagy telítetlen savak túlsúlyától függően a zsírok folyékonyak és szilárdak. folyékony zsírok leggyakrabban növényi eredetűek (például növényi olajok: napraforgó, olíva, szójabab stb.), bár vannak szilárd növényi zsírok is (kakaóvaj, kókuszdió, pálmamag). Szilárd zsírok- ezek főleg állati vagy mesterséges eredetű zsírok (marha-, birkassír; tehénvaj, margarin, főzőzsírok). Az állati zsírok között azonban vannak folyékonyak is (hal, bálna stb.).

A zsírok mennyiségi tartalmától függően minden fogyasztási cikk a következő csoportokba sorolható.

1. Szuper magas zsírtartalmú termékek (90,0-99,9%). Ide tartoznak a növényi olajok, az állati és konyhai zsírok, valamint a ghí.

2. Túlnyomó zsírtartalmú termékek (60-89,9%) a vaj, margarin, disznózsír, diófélék: dió, fenyőmag, mogyoró, mandula, kesudió stb.

3. Magas zsírtartalmú ételek (10-59%). Ebbe a csoportba tartoznak a koncentrált tejtermékek: sajtok, fagylalt, dobozos tej, tejföl, túró, magas zsírtartalmú tejszín, majonéz; zsíros és közepes zsírtartalmú hús, hal és ezek feldolgozásából származó termékek, halikra; tojás; zsírmentes szója és feldolgozásából származó termékek; sütemények, péksütemények, vajas kekszek, diófélék, földimogyoró, csokoládétermékek, halva, zsíros krémek stb.

4. Alacsony zsírtartalmú termékek (1,5-9,9%) - hüvelyesek, uzsonna- és ebédkonzervek, tej, tejszín, kivéve a zsíros, savanyú tejes italok, bizonyos zsírszegény halfajták (pl. tőkehalfélék) vagy a II. kövérség és belsőségek (csontok, fejek, lábak stb.).

5. Nagyon alacsony zsírtartalmú termékek (0,1-1,4%) - a gabonaliszt és a zöldség-gyümölcs termékek többsége.

6. Zsírt nem tartalmazó termékek (0%), - alacsony alkoholtartalmú és alkoholmentes italok, cukros édesipari termékek, kivéve a karamell és a tejes és diós töltelékes édességek, karamellás; cukor; édesem.

Általános tulajdonságok. A zsírok tartalék tápanyagok, a többi tápanyag közül a legmagasabb energiaértékűek (1 g - 9 kcal), valamint biológiai hatékonyságuk, ha többszörösen telítetlen esszenciális zsírsavakat tartalmaznak. A zsírok relatív sűrűsége kisebb, mint 1, tehát könnyebbek, mint a víz. Vízben oldhatatlanok, de szerves oldószerekben (benzin, kloroform stb.) oldódnak. Vízzel a zsírok emulgeálószerek jelenlétében élelmiszer-emulziókat képeznek (margarin, majonéz).

A zsírok hidrolízisen mennek keresztül a lipáz enzim hatására, vagy elszappanosodnak lúgok hatására. Az első esetben zsírsavak és glicerin keveréke képződik; a másodikban - szappanok (zsírsavak sói) és glicerin. Az áruk tárolása során a zsírok enzimatikus hidrolízise is megtörténhet. A képződött szabad zsírsavak mennyiségét a savszám jellemzi.

A zsírok emészthetősége nagymértékben függ a lipázok intenzitásától, valamint az olvadásponttól. Az alacsony olvadáspontú folyékony zsírok jobban felszívódnak, mint a magas olvadáspontú szilárd zsírok. A zsírfelszívódás nagy intenzitása nagy mennyiségű ilyen vagy más energiahordozó (például szénhidrát) jelenlétében a feleslegük lerakódásához vezet zsírraktár és elhízás formájában.

A telítetlen (telítetlen) zsírsavakat tartalmazó zsírok képesek oxidálódni, és ezt követően peroxidok és hidroperoxidok képződnek, amelyek káros hatással vannak az emberi szervezetre. Az avas zsírokat tartalmazó termékek már nem biztonságosak, és meg kell semmisíteni vagy újrahasznosítani kell. A zsírok avassága a zsírtartalmú termékek (zabpehely, búzaliszt, kekszek, sajtok stb.) lejárati idejének vagy tárolásának egyik kritériuma. A zsírok avasodási képességét a jód- és peroxidszám jellemzi.

A magas telítetlen zsírsavtartalmú folyékony zsírok hidrogénezési reakcióba léphetnek - az ilyen savak hidrogénnel telítődnek, miközben a zsírok szilárd konzisztenciát kapnak, és bizonyos szilárd állati zsírok helyettesítőjeként működnek. Ez a reakció a margarin és margarintermékek előállításának alapja.

Lipoidok - zsírszerű anyagok, amelyek molekulái glicerin vagy más nagy molekulatömegű alkoholok, zsír- és foszforsavak, nitrogéntartalmú és egyéb anyagok maradékaiból állnak.

A lipoidok közé tartoznak a foszfatidok, szteroidok és viaszok. Eltérnek a lipidektől foszforsav, nitrogéntartalmú bázisok és más olyan anyagok jelenlétében, amelyek a lipidekben hiányoznak. Ezek összetettebb anyagok, mint a zsírok. Legtöbbjüket egyesíti a zsírsavak jelenléte a készítményben. A második komponens - az alkohol - eltérő kémiai természetű lehet: zsírokban és foszfatidokban - glicerin, szteroidokban - nagy molekulájú ciklikus szterolok, viaszokban - magasabb zsíralkoholok.

Kémiai természetét tekintve a legközelebb áll a zsírokhoz foszfatidok(foszfolipidek) - zsír- és foszforsavak és nitrogéntartalmú bázisok glicerin-észterei. A nitrogéntartalmú bázis kémiai természetétől függően a következő típusú foszfatidokat különböztetjük meg: lecitin (az új név foszfatidilkolin), amely kolint tartalmaz; valamint cefalint tartalmazó etanol-amint. A lecitin a legelterjedtebb a természetes termékekben és az élelmiszeriparban. Lecitinben gazdag a tojássárgája, belsőségek (agy, máj, szív), tejzsír, hüvelyesek, különösen a szója.

Tulajdonságok. A foszfolipidek emulgeáló tulajdonságokkal rendelkeznek, ezért a lecitint emulgeálószerként használják margarin, majonéz, csokoládé, fagylalt gyártásánál.

Szteroidokés viaszok nagy molekulatömegű alkoholok és nagy molekulatömegű zsírsavak (C16-C36) észterei. Más lipoidoktól és lipidektől abban különböznek, hogy molekuláikban nincs glicerin, egymástól pedig alkoholok: a szteroidok szterinmolekulák - ciklikus alkoholok, viaszok - egyértékű alkoholok maradványait tartalmazzák, amelyek molekulájában 12-46 szénatomos szénatom van. A fő növényi szterin a β-szitoszterin, az állatok - a koleszterin, a mikroorganizmusok - az ergoszterin. A növényi olajok szitoszterinben gazdagok, a tehénvaj, a tojás, a belsőségek koleszterinben gazdagok.

Tulajdonságok. A szteroidok vízben nem oldódnak, lúgok nem szappanosítják őket, magas olvadáspontjuk van, és emulgeáló tulajdonságokkal rendelkeznek. A koleszterin és az ergoszterin ultraibolya fény hatására D-vitaminná alakulhat.

Glikozidok - oligomerek, amelyekben a monoszacharidok vagy oligoszacharidok molekuláinak többi része egy nem szénhidrát anyag többi részéhez kapcsolódik - aglukon glikozidos kötésen keresztül.

A glikozidok csak élelmiszerekben találhatók, főleg növényi eredetűek. Különösen nagy mennyiségben fordulnak elő gyümölcsökben, zöldségekben és ezek feldolgozott termékeiben. Ezeknek a termékeknek a glikozidjait az amigdalin (a csonthéjas gyümölcsök, a mandulák, különösen a keserűek magjában), a szolanin és a chakonin (burgonyában, paradicsomban, padlizsánban) képviseli; heszperidin és naringin (citrusfélékben), sinigrin (tormában, retekben), rutin (sok gyümölcsben, valamint hajdinában). Kis mennyiségben glikozidok is megtalálhatók az állati termékekben.

Tulajdonságok. a glikozidok vízben és alkoholban oldódnak, sok közülük keserű és/vagy égető ízű, sajátos aromájú (például az amygdalin keserűmandula aromájú), baktericid és gyógyhatású tulajdonságokkal rendelkezik (például szinigrin, szívglikozidok stb.). ).

Éterek - oligomerek, amelyek molekulájában az őket alkotó anyagok molekuláinak maradványait egyszerű vagy összetett éterkötések egyesítik.

Ezektől a kötésektől függően étereket és észtereket különböztetnek meg.

• Egyszerű éterek a háztartási vegyszerek (oldószerek), valamint a parfümök és kozmetikumok részét képezik. Élelmiszeripari termékekben hiányoznak, de az élelmiszeriparban segédanyagként használhatók.
• Esters- karbonsavak és alkoholok molekuláinak maradékaiból álló vegyületek.

A rövid szénláncú karbonsavak észterei és a legegyszerűbb alkoholok kellemes gyümölcsös illatúak, ezért néha gyümölcsésztereknek is nevezik őket.

Komplex (gyümölcs)észterek a terpénekkel és származékaikkal együtt az aromás alkoholok (eugenol, linalool, anetol, stb.) és az aldehidek (fahéj, vanília stb.) olyan illóolajok részét képezik, amelyek számos élelmiszer (gyümölcsök, bogyók, borok, likőrök) aromáját meghatározzák, cukrászda). Az észterek, összetételük és illóolajaik független áruk – élelmiszer-adalékanyagok, például aromák.

Tulajdonságok. Az észterek könnyen illékonyak, vízben nem oldódnak, de etil-alkoholban és növényi olajokban oldódnak. Ezeket a tulajdonságokat használják fűszeres-aromás nyersanyagokból történő kinyerésére. Az észtereket savak és lúgok hatására hidrolizálják karbonsavak vagy sóik és alkoholok képződésével, amelyek az összetételükben szerepelnek, valamint kondenzációs reakciókba lépnek polimerek képzésére, valamint átészterezésre, hogy új észtereket kapjanak egy alkohol vagy savmaradék helyettesítésével.

Polimerek- nagy molekulatömegű anyagok, amelyek homogén vagy heterogén monomerek több tíz vagy több molekulamaradékából állnak, amelyeket kémiai kötések kapcsolnak össze.

Több ezer és több millió oxigénegység közötti molekulatömeg jellemzi őket, és monomer egységekből állnak. Monomer link(korábban hívták alapvető)- összetett kötés, amely a polimerizáció során egy monomermolekulából képződik. Például a keményítőben - C6H10O5. A molekulatömeg és az egységek számának növekedésével a polimerek szilárdsága növekszik.

Eredetük szerint a polimereket felosztják természetes, vagy biopolimerek (pl. fehérjék, poliszacharidok, polifenolok stb.), ill szintetikus (pl. polietilén, polisztirol, fenolgyanták). Attól függően, hogy a makromolekulában hol helyezkedik el az atomok és az atomcsoportok, vannak lineáris polimerek nyílt lineáris lánc (pl. természetes gumi, cellulóz, amilóz), elágazó polimerek, lineáris lánc ágakkal (például amilopektin), gömb alakú polimerek, azzal jellemezve, hogy a molekulát alkotó atomcsoportok közötti intramolekuláris kölcsönhatás erői túlsúlyban vannak az intermolekuláris kölcsönhatás erőivel szemben (például a hús, hal stb. izomszövetében lévő fehérjék), és hálózati polimerek láncszerkezetű nagy molekulatömegű vegyületek (például öntött fenolgyanták) szegmenseiből álló háromdimenziós hálózatokkal. A polimer makromolekuláknak vannak más szerkezetei is (létra stb.), de ezek ritkák.

A makromolekula kémiai összetétele szerint homopolimereket és kopolimereket különböztetnek meg. Homopolimerek - nagy molekulatömegű vegyületek, amelyek azonos nevű monomerből állnak (például keményítő, cellulóz, inulin stb.). kopolimerek - több különböző (két vagy több) monomerből képzett vegyületek. Ilyenek például a fehérjék, enzimek, polifenolok.

Biopolimerek - a növényi vagy állati sejtek élete során keletkező természetes makromolekuláris vegyületek.

A biológiai szervezetekben a biopolimerek négy fontos funkciót látnak el:

1) a szervezet által elfogyasztott tápanyagok ésszerű tárolása, ha hiányzik vagy hiányzik a kívülről történő bevitelük;

2) az élőlények szöveteinek és rendszereinek kialakítása és életképes állapotban tartása;

3) a szükséges anyagcsere biztosítása;

4) védelem a kedvezőtlen külső körülményektől.

A biopolimerek felsorolt ​​funkcióit részben vagy egészben továbbra is ellátják olyan árukban, amelyek alapanyagai bizonyos bioorganizmusok. Ugyanakkor a biopolimerek bizonyos funkcióinak túlsúlya attól függ, hogy az adott termékek milyen igényeket elégítenek ki. Például az élelmiszerek elsősorban energia- és műanyagszükségletet, valamint belső biztonsági igényt elégítenek ki, ezért összetételükben a tartalék emészthető (keményítő, glikogén, fehérjék stb.) és az emészthetetlen (cellulóz, pektin anyagok) vagy alig dominál. emészthető biopolimerek (egyes fehérjék), amelyeket nagy mechanikai szilárdság és védő tulajdonságok jellemeznek. A zöldség-gyümölcs termékek baktériumölő hatású biopolimereket tartalmaznak, amelyek további védelmet nyújtanak a káros külső, elsősorban mikrobiológiai hatásokkal szemben.

Az élelmiszertermékek biopolimerjeit emészthető és emészthetetlen poliszacharidok, pektin anyagok, emészthető és nehezen vagy emészthetetlen fehérjék, valamint polifenolok képviselik.

A növényi eredetű élelmiszerekben a poliszacharidok és pektin anyagok, az állati eredetű termékekben pedig a fehérjék a domináns biopolimerek. Ismert növényi eredetű termékek, amelyek szinte teljes egészében poliszacharidokból állnak, kis mennyiségű szennyeződéssel (keményítő és keményítőtermékek). Az állati termékekben a poliszacharidok gyakorlatilag hiányoznak (kivétel az állati hús és a máj, amelyek glikogént tartalmaznak), de a kizárólag fehérjét tartalmazó termékek sem.

Poliszacharidok - Ezek oxigént tartalmazó biopolimerek, amelyek nagyszámú monomer egységből állnak, például C5H8O4 vagy C6H10O5.

Az emberi test emészthetősége szerint a poliszacharidokat a következőkre osztják emészthető(keményítő, glikogén, inulin) és emészthetetlen(cellulóz, stb.).

A poliszacharidokat főként növényi szervezetek állítják elő, ezért a növényi eredetű élelmiszerek mennyiségileg meghatározó anyagai (a szárazanyag 70-100%-a). Az egyetlen kivétel a glikogén, az úgynevezett állati keményítő, amely az állatok májában képződik. A különböző osztályok és árucsoportok az uralkodó poliszacharidok alcsoportjaiban különböznek. Tehát a gabonalisztből készült termékekben (a szója kivételével), a lisztes édességekben, a burgonyában és a diófélékben a keményítő dominál. A gyümölcs- és zöldségtermékekben (a burgonya és a dió kivételével), a cukros édesipari termékekben a keményítő vagy hiányzik, vagy kis mennyiségben tartalmaz. Ezekben a termékekben a fő szénhidrátok a mono- és oligoszacharidok.

Keményítő - monomer egységekből álló biopolimer - glükozid maradékok.

A természetes keményítőt két polimer képviseli: a lineáris amilóz és az elágazó láncú amilopektin, az utóbbi dominál (76-84%). A növényi sejtekben a keményítő keményítőszemcsék formájában képződik. Méretük, alakjuk, valamint az amilóz és amilopektin aránya bizonyos természetes keményítőfajták (burgonya, kukorica stb.) jellemzői. A keményítő a növényi szervezetek tartalék anyaga.

Tulajdonságok. Az amilóz és az amilopektin nemcsak szerkezetében, hanem tulajdonságaiban is különbözik. A nagy molekulatömegű (100 000 vagy nagyobb) amilopektin vízben oldhatatlan, az amilóz pedig forró vízben oldódik, és alacsony viszkozitású oldatokat képez. A keményítőpaszta képződése és viszkozitása nagyrészt az amilopektinnek köszönhető. Az amilóz könnyebben hidrolizálódik glükózzá, mint az amilopektin. A tárolás során a keményítő öregedése következik be, aminek következtében vízmegtartó képessége csökken.

• Magas keményítőtartalmú élelmiszerek(50-80%), amelyet gabona és liszttermékek képviselnek - gabona, gabonafélék, kivéve a hüvelyeseket; tészta és keksz, valamint élelmiszer-adalékanyag - keményítő és módosított keményítő.
• Közepes keményítőtartalmú élelmiszerek(10-49%). Ide tartozik a burgonya, hüvelyesek, kivéve a szójababot, amelyekből hiányzik a keményítő, a kenyér, a lisztes édességek, a dió, az éretlen banán.
• Keményítőszegény élelmiszerek(0,1-9%): a felsoroltak kivételével a legtöbb friss gyümölcs és zöldség, valamint ezek termékei, joghurtok, fagylaltok, főtt kolbászok és egyéb kombinált termékek, amelyek előállítása során keményítőt használnak állagstabilizátorként vagy sűrítőként.

Más élelmiszerekben nincs keményítő.

glikogén - az állati szervezetek tartalék poliszacharidja. Elágazó szerkezetű, szerkezetében hasonló az amilopektinhez. A legnagyobb mennyiségben az állatok májában található (akár 10%). Ezenkívül megtalálható az izomszövetben, a szívben, az agyban, valamint az élesztőben és a gombában.

Tulajdonságok. A glikogén vízzel kolloid oldatokat képez, glükózzá hidrolizál, jóddal vörösesbarna színt ad.

Cellulóz (rost) - lineáris természetes poliszacharid, amely glükózmolekulák maradékaiból áll.

Tulajdonságok. A cellulóz nagyszámú poláris hidroxilcsoportot tartalmazó policiklusos polimer, amely merevséget és szilárdságot ad a molekulaláncainak (és növeli a nedvességkapacitást, a higroszkóposságot is). A cellulóz vízben nem oldódik, ellenáll a gyenge savaknak és lúgoknak, és csak nagyon kevés oldószerben (réz-ammónia oldószerben és kvaterner ammóniumbázisok koncentrált oldataiban) oldódik.

pektin anyagok - biopolimerek komplexe, melynek fő lánca galakturonsavmolekulák maradékaiból áll.

A pektin anyagokat protopektin, pektin és pektinsav képviseli, amelyek molekulatömegükben, polimerizációs fokukban és metilcsoportok jelenlétében különböznek egymástól. Közös tulajdonságuk a vízben való oldhatatlanság.

Protopektin - polimer, amelynek fő lánca nagyszámú monomer egységből áll - pektinmolekulák maradványaiból. A protopektin araban és xilán molekulákat tartalmaz. A medián lamellák része, amelyek az egyes sejteket szövetekbe kötik, cellulózzal és hemicellulózokkal együtt a növényi szövetek héjába, biztosítva azok keménységét és szilárdságát.

Tulajdonságok. A protopektin savas és enzimatikus hidrolízisen megy keresztül (például a gyümölcsök és zöldségek érése során), valamint megsemmisül a vízben való hosszan tartó főzés során. Ennek eredményeként a szövetek meglágyulnak, ami megkönnyíti az élelmiszer felszívódását az emberi szervezetben.

Pektin - metil-észter-molekulák maradékaiból és metilezett galakturonsavból álló polimer. A különböző növények pektinek különböző polimerizációs és metilezési fokúak. Ez befolyásolja tulajdonságaikat, különös tekintettel a zselésítő képességre, melynek köszönhetően a pektint és az azt kellő mennyiségben tartalmazó gyümölcsöket az édesiparban felhasználják lekvár, mályvacukor, lekvár stb. A pektin zselésítő tulajdonságai a molekulatömegének és a metilezési fokának növekedésével nőnek.

Tulajdonságok. A pektin lúgok hatására elszappanosodik, valamint enzimatikus hidrolízisen megy keresztül pektinsavak és metil-alkohol képződésével. A pektin vízben nem oldódik, nem szívódik fel a szervezetben, de magas vízmegtartó és szorpciós képességgel rendelkezik. Ez utóbbi tulajdonságának köszönhetően számos káros anyagot eltávolít az emberi szervezetből: koleszterint, nehézfémek sóit, radionuklidokat, baktérium- és gombamérgeket.

Pektinanyag csak a finomítatlan növényi eredetű élelmiszerekben (gabona- és gyümölcs- és zöldségtermékek), valamint a pektint vagy abban gazdag növényi alapanyagokat tartalmazó termékekben (gyümölcs- és bogyós édességek, habos édességek, sütemények stb.) található meg. .).

Mókusok - természetes biopolimerek, amelyek aminosav-molekulák maradékaiból állnak, amelyek amid (peptid) kötéssel kapcsolódnak egymáshoz, és külön alcsoportok tartalmaznak továbbá szervetlen és szerves nitrogénmentes vegyületeket.

Ezért kémiai természetüknél fogva a fehérjék lehetnek szerves vagy egyszerű polimerek és szerves elemi vagy komplex kopolimerek.

Egyszerű fehérjék csak aminosavmolekulák maradékaiból állnak, és komplex fehérjék az aminosavak mellett szervetlen elemeket (vas, foszfor, kén stb.), valamint nitrogénmentes vegyületeket (lipidek, szénhidrátok, színezékek, nukleinsavak) is tartalmazhatnak.

A különféle oldószerekben való oldódási képességüktől függően az egyszerű fehérjéket a következő típusokra osztják: albuminok, globulinok, prolaminok, glutelinek, protaminok, hisztonok, proteoidok.

A komplex fehérjéket a makromolekuláikat alkotó nitrogénmentes vegyületektől függően a következő alcsoportokra osztják:

• foszforproteinek - foszforsavmolekulák (tejkazein, tojásvitellin, halikra, ichthulin) maradékait tartalmazó fehérjék. Ezek a fehérjék oldhatatlanok, de vízben megduzzadnak;
• glikoproteinek - szénhidrátmolekulák maradványait tartalmazó fehérjék (csontok mucinjai és nyálkahártyái, porcok, nyál, valamint a szem szaruhártya, a gyomor nyálkahártyája, a belek);
• lipoproteinek - fehérjék lipidmolekulák maradványaival (membránokban, növényi és állati sejtek protoplazmájában, vérplazmában stb.);
• kromoproteinek - fehérjék színező vegyületek molekuláinak maradékaival (izomszövet mioglobinja és vér hemoglobinja stb.);
• nukleoproteinek - nukleinsav-maradékokat tartalmazó fehérjék (sejtmagok fehérjéi, gabonamagvak csírái, hajdina, hüvelyesek stb.).

A fehérjék összetétele 20-22 aminosavat tartalmazhat különböző arányban és sorrendben. Ezeket az aminosavakat esszenciális és nem esszenciális aminosavakra osztják.

Esszenciális aminosavak - aminosavak, amelyek nem szintetizálódnak az emberi szervezetben, ezért kívülről kell érkezniük a táplálékkal. Ezek közé tartozik az izoleucin, leucin, lizin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofán, valin, arginin és hisztidin.

Nem esszenciális aminosavak - az emberi szervezetben szintetizált aminosavak.

Az esszenciális aminosavak tartalmától és optimális arányától függően a fehérjéket teljes és alsóbbrendűekre osztják.

Komplett fehérjék - fehérjék, amelyek az emberi szervezet számára optimális arányban tartalmazzák az összes esszenciális aminosavat. Ide tartoznak a tejfehérjék, a tojás, a hús és hal izomszövetei, a hajdina stb.

Hiányos fehérjék Olyan fehérjék, amelyek egy vagy több esszenciális aminosavból hiányoznak vagy hiányoznak. Ide tartoznak a csontok, porcok, bőr, kötőszövetek stb. fehérjéi.

Az emészthetőség szerint a fehérjéket felosztják emészthető(izomfehérjék, tej, tojás, gabonafélék, zöldségek stb.) ill emészthetetlen(elasztin, kollagén, keratin stb.).

A fehérje makromolekulák összetett szerkezetűek. A fehérjemolekulák szerveződésének négy szintje van: primer, szekunder, tercier és kvaterner szerkezetek. elsődleges szerkezete a polipeptid lánc aminosavainak szekvenciája, amelyeket amidkötés köt össze. másodlagos szerkezet A polipeptidláncok egymásra halmozódásának típusára utal, leggyakrabban spirál formájában, amelynek meneteit hidrogénkötések tartják. Alatt harmadlagos szerkezet megérteni a polipeptidlánc elhelyezkedését a térben. Sok fehérjében ez a szerkezet több kompakt gömböcskéből, ún domainekés vékony hidak kötik össze – megnyúlt polipeptidláncok. Negyedidős szerkezet tükrözi a több, kovalens kötéssel nem összekapcsolt polipeptidláncból álló makromolekulák asszociációját és térbeli elrendeződését.

Ezen alegységek között hidrogén-, ion- és egyéb kötések jönnek létre. A pH, a hőmérséklet változása, a sóval, savakkal és hasonlókkal végzett kezelés a makromolekula eredeti alegységekre való disszociációjához vezet, de ha ezeket a tényezőket kiküszöböljük, akkor a kvaterner szerkezet spontán rekonstrukciója következik be. A fehérjék szerkezetének mélyebb változásait, beleértve a harmadlagost is, ún denaturáció.

A fehérjék számos élelmiszerben megtalálhatók: növényi eredetű - gabonaliszt, gyümölcsök és zöldségek, lisztből készült édesipari termékek és állati eredetű - hús, hal és tejtermékek. Számos élelmiszerben a fehérjék vagy teljesen hiányoznak, vagy tartalmuk elhanyagolható, és a táplálkozásban nem nélkülözhetetlen, bár befolyásolhatja a csapadékot vagy a zavarosodást (például a gyümölcslevekben).

Tulajdonságok. A fehérjék fiziko-kémiai tulajdonságait nagy molekulaszerkezetük, a polipeptidláncok tömörsége és az aminosavak kölcsönös elrendeződése határozza meg. A fehérjék molekulatömege 5 ezer és 1 millió között változik.

Élelmiszer-termékekben a következő tulajdonságoknak van legnagyobb jelentősége: energiaérték, enzimatikus és savas hidrolízis, denaturáció, duzzadás, melanoidin képződés.

Az energiaérték fehérje 4,0 kcal 1 g-ban A fehérjék biológiai értéke, amelyet az esszenciális aminosavak tartalma határoz meg, azonban fontosabb az emberi szervezet számára.

Fehérjék enzimatikus és savas hidrolízise proteolitikus enzimek és a gyomornedv sósavának hatása alatt fordul elő. Ennek a tulajdonságának köszönhetően az emészthető fehérjéket az emberi szervezet hasznosítja, a hidrolízis során képződő aminosavak pedig részt vesznek az emberi szervezetben a fehérjék szintézisében. A fehérjék hidrolízise a tészta erjesztésekor, alkohol, bor és sör, ecetes zöldségek előállítása során megy végbe.

Fehérje denaturáció a fehérje szerkezetének reverzibilis és mélyreható irreverzibilis változásai révén következik be. A reverzibilis denaturáció a kvaterner szerkezet változásaival jár, és az irreverzibilis - a másodlagos és harmadlagos struktúrákban. A denaturáció magas és alacsony hőmérséklet hatására, dehidratáció, a tápközeg pH-jának változása, a cukrok, sók és egyéb anyagok megnövekedett koncentrációja hatására megy végbe, miközben a fehérjék emészthetősége javul, de a vízben és más oldószerekben való oldódás képessége. , valamint megduzzadni, elvész. A fehérjedenaturálás folyamata az egyik legjelentősebb számos élelmiszer- és kulináris termék (pék- és lisztcukrászati ​​termékek sütése, zöldségek, tej, hal- és zöldségsózás, szárítás, cukorral és savakkal történő befőzés) gyártásában.

A fehérjék duzzanata vagy hidratálása - képességük a kötött víz felszívására és megtartására, miközben növeli a térfogatot. Ez a tulajdonság az alapja a sütőipari és lisztes édesipari termékek tészta elkészítésének, kolbászgyártásnak stb. A fehérjék duzzadt állapotban való megőrzése számos, ezeket tartalmazó élelmiszer terméknél fontos feladat. A fehérjék vízmegtartó képességének elvesztése, ún szinerézis, a liszt és a gabonafélék, különösen a hüvelyesek fehérjéinek öregedését, a pékáruk és a lisztből készült édesipari termékek elhalását okozza.

Melanoidin képződés- a fehérje aminosavmaradékainak azon képessége, hogy kölcsönhatásba lépnek a redukáló cukrokkal, sötét színű vegyületeket - melanoidint - képezve. Ez a tulajdonság legaktívabban magas hőmérsékleten és 3-tól 7-ig terjedő pH-értéken nyilvánul meg a pékáruk és lisztes édességek, sör, konzervek, szárított gyümölcsök és zöldségek gyártásában. Ennek eredményeként a termékek színe sárga-aranyról különböző árnyalatú barnára és feketére változik, miközben a termékek biológiai értéke is csökken.

Enzimek - fehérje természetű biopolimerek, amelyek számos biokémiai folyamat katalizátorai.

Az enzimek fő funkciója, hogy felgyorsítsák bármely biológiai szervezetben (emberben, állatban, növényben, mikroorganizmusban) az anyagcsere során bejutott, rendelkezésre álló vagy képződő anyagok átalakulását, valamint a biokémiai folyamatok szabályozását a változás függvényében. külső körülmények.

A makromolekulák kémiai természetétől függően az enzimeket egy- és kétkomponensűekre osztják. Egykomponensű csak fehérjékből áll (például amiláz, pepszin stb.), kétkomponensű- fehérje és nem fehérje vegyületekből. A fehérjemolekula felületén vagy egy speciális résben aktív centrumok vannak, amelyeket aminosavak funkcionális csoportjai képviselnek, amelyek közvetlenül kölcsönhatásba lépnek a szubsztrátummal, és/vagy nem fehérjekomponensek - koenzimek. Ez utóbbiak közé tartoznak a vitaminok (B1, B2, PP stb.), valamint az ásványi anyagok (Cu, Zn, Fe stb.). Tehát a vastartalmú enzimek közé tartozik a peroxidáz és a kataláz, valamint a réztartalmú enzimek - az aszkorbát-oxidáz.

• oxidoreduktáz - enzimek, amelyek hidrogénionok vagy elektronok átvitelével redox reakciókat katalizálnak, például légzőszervi enzimek peroxidáz, kataláz;
• transzferáz- olyan enzimek, amelyek katalizálják a funkciós csoportok (CH3, COOH, NH2 stb.) egyik molekulából a másikba történő átvitelét, például olyan enzimek, amelyek katalizálják a nyersanyag-fehérjék (gabona, gyümölcs) hidrolízise során képződő aminosavak dezaminációját és dekarboxilezését. , burgonya), ami magasabb alkoholok felhalmozódásához vezet az etil-alkohol, a borok és a sör gyártása során;
• hidrolázok- a kötések hidrolitikus hasítását katalizáló enzimek (peptid, glikozid, éter stb.). Ide tartoznak a zsírokat hidrolizáló lipázok, a peptidázok - fehérjék, amilázok és foszforilázok - keményítő stb.;
• lyázok- enzimek, amelyek katalizálják a csoportok nem hidrolitikus lehasítását a szubsztrátról kettős kötés kialakításával és fordított reakciókkal. Például a piruvát-dekarboxiláz eltávolítja a CO2-t a piroszőlősavból, ami az alkoholos és tejsavas fermentáció közbenső termékeként acetaldehid képződéséhez vezet;
• izomeráz- enzimek, amelyek katalizálják a szubsztrát izomerek képződését azáltal, hogy több kötést vagy atomcsoportot mozgatnak a molekulán belül;
• ligázok- olyan enzimek, amelyek új kötések kialakításával két molekula hozzáadását katalizálják.

Az enzimek jelentősége. Nyers formában az enzimeket ősidők óta használják számos élelmiszer előállításához (pékségben, alkoholiparban, borászatban, sajtkészítésben stb.). Számos áru fogyasztói tulajdonságai nagyrészt egy speciális művelet - fermentáció - során alakulnak ki (fekete, vörös, sárga tea, kakaóbab stb.). A tisztított enzimkészítményeket a XX. században kezdték használni. gyümölcslevek, tiszta aminosavak előállításánál kezelésre és mesterséges táplálásra, laktóz eltávolítására a tejből bébiételhez stb. Az élelmiszerek tárolása során az enzimek hozzájárulnak a húsok, gyümölcsök, zöldségek éréséhez, de ezek minőségromlását is okozhatják (rothadás, penészedés, nyálkásodás, erjedés).

Tulajdonságok. Az enzimek nagy katalitikus aktivitással rendelkeznek, ennek köszönhetően kis mennyiségük nagy mennyiségű szubsztrát biokémiai folyamatait aktiválhatja; a cselekvés sajátossága, pl. bizonyos enzimek meghatározott anyagokra hatnak; a hatás visszafordíthatósága (ugyanazok az enzimek képesek bizonyos anyagok lebontására és szintézisére); mobilitás, amely az aktivitás változásában nyilvánul meg különböző tényezők hatására (hőmérséklet, páratartalom, a táptalaj pH-ja, aktivátorok és inaktivátorok).

Ezen tulajdonságok mindegyikét bizonyos optimális tartományok jellemzik (például 40-50 ° C hőmérsékleti tartományban az enzimek legmagasabb aktivitása figyelhető meg). Az optimális tartománytól való bármilyen eltérés az enzimaktivitás csökkenését, néha pedig azok teljes inaktiválását okozza (például magas sterilizálási hőmérséklet). Az élelmiszer-alapanyagok tartósításának számos módja ezen alapul. Ebben az esetben a nyersanyagok és termékek saját enzimjei, valamint a romlásukat okozó mikroorganizmusok részleges vagy teljes inaktiválódásáról van szó.

Az élelmiszer-alapanyagok és áruk enzimeinek tárolás közbeni inaktiválására különféle fizikai, fizikai-kémiai, kémiai, biokémiai és kombinált módszereket alkalmaznak.

polifenolok - biopolimerek, amelyek makromolekulái tartalmazhatnak fenolsavakat, alkoholokat és észtereiket, valamint cukrokat és egyéb vegyületeket.

Ezek az anyagok a természetben csak a növényi sejtekben találhatók meg. Ezenkívül megtalálhatók a fában és fatermékekben, tőzegben, barna- és kőszénben, olajmaradványokban.

A polifenolok a legfontosabbak a friss gyümölcsökben, zöldségekben és ezek feldolgozott termékeiben, beleértve a borokat, likőröket, valamint a teában, kávéban, konyakban, rumban és sörben. Ezekben a termékekben a polifenolok befolyásolják az érzékszervi tulajdonságokat (íz, szín), a fiziológiai értéket (ezek közül sok anyag rendelkezik P-vitamin aktivitással, baktériumölő tulajdonságokkal) és az eltarthatóságot.

A növényi eredetű termékekben található polifenolok közé tartoznak a tanninok (például katechinek), valamint színezékek (flavonoidok, antocianinok, melaninok stb.).

Első megközelítés - a szénhidrogénváz természeténél fogva

I. Aciklikus vagy alifás kapcsolatok - nem tartalmaznak hurkot:

limit (telített, paraffin)

telítetlen (telítetlen) kettős, hármas kötéssel.

II. Karbociklusos(csak szén a ciklusban) vegyületek:

aliciklusos - telített és telítetlen ciklikus szénhidrogének;

aromás - konjugált ciklikus vegyületek különleges aromás tulajdonságokkal.

III. Heterociklikus vegyületek - a heteroatomok ciklusának részeként (heterosz - egyéb).

A második megközelítés az a vegyület kémiai tulajdonságait meghatározó funkciós csoport jellege szerint.

A szerves vegyületek nómenklatúrája

1) 1892 (Genf, Nemzetközi Vegyipari Kongresszus) - genfi;

2) 1930 (Liège, Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója (IUPAC) - Liege;

Triviális nómenklatúra : a nevek véletlenszerűen vannak megadva.

Kloroform, karbamid.

Faszesz, borpárlat.

Hangyasav, borostyánkősav.

Glükóz, szacharóz stb.

Racionális nómenklatúra : a „racionális kapcsolat” alapján - az osztály legegyszerűbb képviselőjének neve + a szubsztituensek nevei (a legegyszerűbbtől kezdve), amelyek a számot jelzik a di-, tri-, tetra-, penta- előtagok használatával.

Előfordul egyszerű szerves vegyületeknél, különösen a régi kémiai irodalomban.

A szubsztituensek helyzetét latin betűkkel jelöljük

vagy a "szimmetrikus" szavakat ( simm-), „aszimmetrikus” ( nem simm-), orto-(ról ről-), meta- (m-), pár-(P-),

betűk N– (nitrogénre), O– (oxigénre).

IUPAC nómenklatúra (nemzetközi)

Ennek a nómenklatúra-rendszernek az alapelvei a következők.

1. Az alján - a leghosszabb szénhidrogénlánc a legmagasabb funkciós csoporttal, utótaggal jelölve.

2. A lánc szénatomjait attól a végétől számozzuk, amelyhez a legmagasabb funkciós csoport közelebb van.

Számozáskor a preferencia (ceteris paribus) kettős, majd hármas kötéssel rendelkezik.

Ha mindkét számozási lehetőség egyenértékű, akkor az irányt úgy választjuk meg, hogy a szubsztituensek helyzetét jelző számjegyek összege legyen a legkisebb (helyesebben, ahol az alsó számjegy az első).

3. A szubsztituensek nevét a legegyszerűbbtől kezdve, szükség esetén a di-, tri-, tetra-, penta- előtagok felhasználásával jelöljük meg a név alapján.

Ugyanakkor azért mindenki szubsztituens jelöli a számát a láncban.

A szubsztituensek pozícióját, nevét a lánc neve előtti előtagban tüntetjük fel, a számokat kötőjellel elválasztva.

Funkcionális csoportok esetén a számjegy megjelenhet a lánc neve előtt vagy a lánc neve után, az utótag neve előtt vagy után, kötőjellel elválasztva;

4. A szubsztituensek (gyökök) neve lehet szisztémás és triviális.

Az alkilcsoportokat a végződés megváltoztatásával nevezzük el -an a -iszap a megfelelő alkán nevében.

A gyök neve tükrözi a szabad vegyértékkel rendelkező szénatom típusát: egy szénatomhoz kötött

egy szénatommal primer -CH3-nak nevezzük,

kettővel - másodlagos
,

hárommal - harmadfokú

négyessel - negyedidőszak .

Egyéb gyökök, végződéssel vagy anélkül -iszap, általában triviális nevük van.

A kétértékű gyököknek van vége -en vagy - azonosító.

Alap bekötés	Név	Radikális szerkezet	Név
Egyértékű gyökök
		CH3-CH2-
CH3-CH2-CH3		CH3-CH2-CH2-
			izopropil ( második- propil)
CH3-CH2-CH2-CH3		CH3-CH2-CH2-CH2-
			második-Butil
	izobután		izobutil
			tert-Butil
CH 3 (CH 2) 3 CH 3		CH 3 (CH 2) 3 CH 2 –	(n-amil)
	Izopentán		Izopentil (izoamil)
	Neopentán		Neopentil
		CH 2 \u003d CH–CH 2 -
		CH3-CH=CH-	propenil
	Kezdetben a növények és állatok szervezeteiből nyert anyagok kémiájának nevezték. Az emberiség ősidők óta ismeri az ilyen anyagokat. Az emberek tudták, hogyan lehet savanyú borból ecetet, növényekből illóolajokat, cukornádból cukrot kivonni, növényi és állati szervezetekből természetes festékeket vonni ki. A kémikusok az összes anyagot termelésük forrásától függően ásványi (szervetlen), állati és növényi (szerves) anyagokra osztották. Sokáig azt hitték, hogy a szerves anyagok megszerzéséhez speciális „életerőre” van szükség - a Vitalishoz, amely csak élő szervezetekben hat, és a vegyészek csak a szerves anyagokat képesek elkülöníteni a termékekből. Svéd kémikus, a Svéd Királyi Tudományos Akadémia elnöke. A tudományos kutatás kiterjed a 19. század első felének általános kémiájának valamennyi fő problémájára. Kísérletileg ellenőriztem és igazoltam az összetétel-állandóság és a többszörös arányok törvényeinek megbízhatóságát szervetlen oxidokra és szerves vegyületekre vonatkozóan. Meghatározta 45 kémiai elem atomtömegét. Bevezette a kémiai elemek modern elnevezéseit és a kémiai vegyületek első képleteit. J. J. Berzelius svéd kémikus a szerves kémiát az „életerő” hatására keletkező növényi vagy állati anyagok kémiájaként határozta meg. Berzelius volt az, aki bevezette a szerves anyagok és a szerves kémia fogalmát. A kémia fejlődése nagyszámú tény felhalmozódásához és az "életerő" - a vitalizmus - tanának összeomlásához vezetett. F. Wöhler német tudós 1824-ben hajtotta végre a szerves anyagok első szintézisét - két szervetlen anyag - a cianogén és a víz - reakciójával oxálsavat kapott: N \u003d - C-C \u003d N + 4H 2 0 -> COOH + 2NH 3 UNSD cianogén oxálsav 1828-ban pedig Wöhler az ammónium-cianát szervetlen anyag vizes oldatának hevítésével karbamidot kapott, amely az állati szervezetek hulladékterméke: Wöhler megdöbbenve ezt az eredményt írta Berzeliusnak: „El kell mondanom, hogy tudok karbamidot előállítani anélkül, hogy akár vesére, sem általában állati testre...” Wöhler Friedrich (1800-1882) német vegyész. A Szentpétervári Tudományos Akadémia külföldi tagja (1853-tól). Kutatásai a szervetlen és szerves kémiára egyaránt összpontosítanak. Felfedezte a ciánsavat (1822), kapott alumíniumot (1827), berilliumot és ittriumot (1828). A következő években G. Kolbe és E. Frankland anilin (1842), zsír M. Berto (1854), cukros anyagok A. Butlerov (1861) és mások zseniális szintézise végül eltemette a mítoszát, hogy " életerő." Megjelent K. Schorlemmer klasszikus meghatározása, amely több mint 120 évvel később sem veszítette el értelmét: "A szerves kémia a szénhidrogének és származékaik kémiája, azaz olyan termékek, amelyek akkor keletkeznek, amikor a hidrogént más atomok vagy atomcsoportok helyettesítik." Ma a szerves kémiát leggyakrabban szénvegyületek kémiájának nevezik. Miért tette a természet a szenet D. I. Mengyelejev periódusos rendszerének több mint száz eleme közül minden élőlény alapjául? A válasz erre a kérdésre nem egyértelmű. Sok minden világossá válik számodra, ha átgondolod a szénatom szerkezetét, és megérted D. I. Mengyelejev szavait, amelyeket a Kémia Alapjaiban mondott erről a csodálatos elemről: „A szén a természetben szabad és összekapcsolódó állapotban egyaránt előfordul. , nagyon különböző formákban és típusokban ... A szénatomok egymással kombinálódó és összetett részecskéket adó képessége minden szénvegyületben megnyilvánul ... Egyik elemben sem ... a bonyolítás képessége nem fejlődött ki a ugyanolyan mértékben, mint a szénben... Egyetlen elempár sem alkot annyi vegyületet, mint a szén és a hidrogén. A szénatomok számos kötése egymás között és más elemek (hidrogén, oxigén, nitrogén, kén, foszfor) atomjaival, amelyek szerves anyagokat alkotnak, természetes tényezők hatására tönkremehet. Ezért a szén folyamatos körforgást végez a természetben: a légkörtől (szén-dioxid) a növényekig (fotoszintézis), a növényektől az állati szervezetekig, az élőktől a halottakig, a halottaktól az élőkig... (1. ábra). A szerves anyagoknak számos jellemzőjük van, amelyek megkülönböztetik őket a szervetlen anyagoktól: 1. Szervetlen anyagból valamivel több, mint 100 ezer, szerves anyagból közel 18 millió (1. táblázat). Rizs. 1. A szén körforgása a természetben 2. Az összes szerves anyag összetétele tartalmaz szén és hidrogént, így a legtöbbjük éghető, és égéskor szükségszerűen szén-dioxidot és vizet képez. 3. A szerves anyagok bonyolultabbak, mint a szervetlenek, és sok közülük hatalmas molekulatömegű, például azok, amelyek miatt életfolyamatok zajlanak: fehérjék, zsírok, szénhidrátok, nukleinsavak stb. 4. A szerves anyagok összetételükben, szerkezetükben és tulajdonságaiban hasonló sorokba rendezhetők - homológok. A homológ sorozat a relatív molekulatömegük szerint növekvő sorrendbe rendezett, szerkezetében és kémiai tulajdonságaiban hasonló anyagok sorozata, ahol minden tag a CH 2 homológiai különbséggel tér el az előzőtől. 1. táblázat: Az ismert szerves vegyületek számának növekedése 5. A szerves anyagokra az izoméria a jellemző, ami nagyon ritka a szervetlen anyagok között. Emlékezzen az izomerekre, amelyekkel a 9. osztályban találkozott. Mi az oka az izomerek tulajdonságaiban mutatkozó különbségeknek? Az izomerizmus különböző anyagok létezésének jelensége - azonos minőségi és mennyiségi összetételű, azaz azonos molekulaképlettel rendelkező izomerek. A szervetlen anyagokkal kapcsolatos ismeretek legnagyobb általánosítása D. I. Mengyelejev Periodikus törvénye és Periodikus elemrendszere. Szerves anyagok esetében egy ilyen általánosítás analógiája A. M. Butlerov szerves vegyületek szerkezetének elmélete. Ne feledje, mit ért Butlerov kémiai szerkezet alatt. Fogalmazza meg ennek az elméletnek a főbb rendelkezéseit! Egy kémiai elem atomjainak azon képességének kvantitatív jellemzésére, hogy egy másik kémiai elem bizonyos számú atomjával egyesüljenek a szervetlen kémiában, ahol a legtöbb anyag nem molekuláris szerkezetű, az „oxidációs állapot>> fogalmát használják. A szerves kémiában, ahol a legtöbb vegyület molekulaszerkezettel rendelkezik, a "valencia" fogalmát használják. Emlékezzen, mit jelentenek ezek a fogalmak, hasonlítsa össze őket. A szerves kémia jelentősége nagy az életünkben. Bármely szervezetben, bármikor, számos szerves anyag átalakul másokká. Ezért a szerves kémia ismeretei nélkül nem lehet megérteni, hogyan zajlik az élő szervezetet alkotó rendszerek működése, vagyis nehezen érthető a biológia és az orvostudomány. A szerves szintézis segítségével sokféle szerves anyagot nyernek: mesterséges és szintetikus szálakat, gumikat, műanyagokat, színezékeket, növényvédő szereket (mi ez?), szintetikus vitaminokat, hormonokat, gyógyszereket stb. Sok modern termék és anyag, amelyek nélkül nem nélkülözhetjük, szerves anyag (2. táblázat). Az óra tartalma óra összefoglalója támogatási keret óra bemutató gyorsító módszerek interaktív technológiák Gyakorlat feladatok és gyakorlatok önvizsgálat műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi feladat megbeszélés kérdések szónoki kérdések a tanulóktól Illusztrációk audio, videoklippek és multimédia fényképek, képek grafika, táblázatok, sémák humor, anekdoták, viccek, képregények példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek Kiegészítők absztraktokat cikkek chipek érdeklődő csaló lapok tankönyvek alapvető és kiegészítő kifejezések szószedete egyéb Tankönyvek és leckék javításaa tankönyv hibáinak javítása egy töredék frissítése a tankönyvben az innováció elemei a leckében az elavult ismeretek újakkal való helyettesítése Csak tanároknak tökéletes leckék naptári terv évre a vitaprogram módszertani ajánlásai Integrált leckék Talán érdekelni fogja Lábápolás A gyomorhurutban szenvedő gyermekek megfelelő táplálkozása - mi lehetséges és mi nem? Testápolás Gladiolus: virágzat kivágása és tárolása én vagyok a legszebb Születésnapi meglepetés: a legeredetibb ötletek én vagyok a legszebb lasagna kalória. Lasagna darált hússal