Жиры. 
Физическая и коллоидная химия

Наряду с углеводами и белками жиры — один из главных компонентов питания.

Жиры — это полные сложные эфиры глицерина (три-глицериды) и одноосновных карбоновых (жирных) кислот, входят в класс липидов. Строение жиров отвечает общей формуле:

где R₁, R₂, R₃ — радикалы жирных кислот.

Все природные жиры содержат в своем составе три различных кислотных радикала, имеющих неразветвленную структуру и, как правило, четное число атомов углерода.

Физико-химические свойства жиров определяются соотношением входящих в их состав насыщенных и ненасыщенных карбоновых (жирных) кислот. В твердых жирах преобладают насыщенные кислоты, и они в обычных условиях имеют твердую консистенцию и сравнительно высокие температуры плавления. Жидкие жиры — масла — в основном состоят из ненасыщенных карбоновых кислот. Природные жиры являются смесью различных триглицеридов и не имеют четкой температуры плавления. Все жиры характеризуются значительным увеличением объема при плавлении.

При охлаждении жиры могут кристаллизоваться в нескольких полиморфных формах. При постепенном охлаждении жидкие жиры кристаллизуются частично и приобретают форму твердого тела, обладающего пластичностью. Пластичность характерна для жиров, содержащих 10−30% кристаллической фазы. В пластичном жире кристаллы твердых триглицеридов образуют решетку, внутри которой находится значительное количество жидкой фазы. При дальнейшем охлаждении все триглицериды кристаллизуются и жир теряет пластичность. Пластичность является ценным свойством жиров, особенно пищевых.

Жиры обладают низким давлением паров и кипят только в высоком вакууме (250 ⁰С при 0,001 мм рт.ст.). Плотность жиров зависит от молярной массы карбоновых кислот и степени их насыщенности.

Температура воспламенения большинства жиров 270−330 ⁰С. Характеристикой жиров является также и так называемая температура дымообразования, при которой происходит визуально заметное образование дыма вследствие разложения жира. Она падает с ростом кислотного числа жира и лежит в пределах 160−230⁰С.

Жиры нерастворимы в воде, но образуют с ней эмульсии. Они хорошо растворимы в органических растворителях, но обычно плохо растворимы в спирте. При обработке перегретым паром, минеральными кислотами или щелочью жиры подвергаются гидролизу (омылению) с образованием глицерина и жирных кислот или их солей (мыла). При сильном взбалтывании с водой образуют эмульсии. Примером стойкой эмульсии жиров в воде является молоко, содержание жира в котором от 2,7 до 6,0%. Эмульгирование жиров в кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляется солями желчных кислот.

Под действием химических и биохимических факторов жиры прогоркают, что приводит к появлению специфического запаха и неприятного вкуса, вызванных образованием низкомолекулярных карбоновых кислот. Прогоркание жиров обусловлено рядом химических процессов. Различают два вида прогоркания — биохимическое и химическое.

Биохимическое прогоркание характерно для жиров, содержащих значительное количество воды и примесей белков и углеводов (например, для коровьего масла). Под воздействием содержащихся в белках ферментов (липаз) происходит гидролиз жиров и образование свободных жирных кислот. Увеличение кислотности может не сопровождаться появлением прогорклости. Микроорганизмы, развивающиеся в жирах, выделяют другие ферменты — липооксидазы, под действием которых жирные кислоты окисляются до в-кетокислот. Метилалкилкетоны, образующиеся при распаде последних, являются причиной изменения вкуса и запаха жира. Во избежание этого производится тщательная очистка жира от примесей белковых веществ, хранение в условиях, исключающих попадание микроорганизмов, и при низкой температуре, а также добавка консервантов (NaCl, бензойная кислота). Химическое прогоркание — результат окисления жиров под действием кислорода воздуха (автоокисление). Первая стадия — образование пероксильных радикалов при атаке молекулярным О ₂ углеводородных остатков как насыщенных, так и ненасыщенных карбоновых кислот. Реакция промотируется светом, теплом и соединениями, образующими свободные радикалы (пероксиды, переходные металлы). Пероксильные радикалы инициируют неразветвленные и разветвленные цепные реакции, а также распадаются с образованием ряда вторичных продуктов — гидроксикислот, эпоксидов, кетонов и альдегидов. Последние и вызывают изменение вкуса и запаха жира. Для жиров, в которых преобладают насыщенные карбоновые кислоты, характерно образование кетонов (кетонное прогоркание), для жиров с высоким содержанием ненасыщенных кислот — альдегидное прогоркание. Для замедления и предотвращения химического прогоркания используют ингибиторы радикальных реакций.