Химическая связь и строение молекул. Химический состав сливочного масла.

(Рис.8)

Такая пространственная конфигурация имеет место для многих соединений элементов главной подгруппы II группы и других элементов: BeCl2, C2H2. [2]

При отталкивании трех эквивалентных электронных пар (т.е. когда все три электронные пары являются неподеленными или только поделенными) геометрическое расположение их отвечает правильному треугольнику с углами между осями расположения электронных пар 120°. (Рис.9)

(Рис.9)

Такая конфигурация типична для соединений элементов главной подгруппы III группы периодической системы (BCl3, C2H4 (этилен), C6H6 (бензол)). [2]

Четырем электронным парам соответствует тетраэдрическая пространственная конфигурация. (Рис.10)

(Рис.10)

Многие соединения углерода (насыщенные углеводороды метан CH4 , этан C2H6 и т.п.) и их производные (спирты, галогенопроизводные и др.) имеют тетраэдрическую конфигурацию расположения связей. В качестве примера конфигураций молекул, содержащих неэквивалентные электронные пары, рассмотрим строение молекулы аммиака NH3. В данной молекуле азот 7N...2s22px12py12pz1и три атома водорода 1H 1s1 образуют за счет (1:1)-взаимодействий 3 поделенные электронные пары. Четвертая - неподеленная электронная пара принадлежала атому азота и до образования связей. Таким образом, на электронной оболочке азота в молекуле NH3 находятся 4 электронные пары. Если бы все эти пары были эквивалентными, то они располагались бы по осям тетраэдра с углами между их осями в 109,5°. Однако, неподеленная электронная пара несколько сильнее отталкивает поделенные электронные пары, чем они отталкиваются между собой. Поэтому валентные углы HNH в молекуле аммиака несколько меньше тетраэдрического значения и составляют 107° . Аналогично объясняется значение валентного угла HOH (104°) в молекуле воды. [2]

2. Химический состав сливочного масла.

Сливочное масло – это пищевой продукт, изготавливаемый из коровьего молока, и состоит в основном из молочного жира и плазмы, в которую частично переходят все составные части молока (фосфатиды, белки, молочный сахар, минеральные вещества, витамины и вода). [4]

Структура масла двухфазная. Жировая и водяная фазы играют роль растворителей других составных частей масла (белки, соли, углеводы и др.). Жир в масле находится в кристаллическом, жидком и аморфном состояниях. Поэтому масло можно рассматривать как многофазную полидисперсионную систему. При разных способах выработки строение масла неодинаково.    Масло, полученное сбиванием, имеет гелеобразную дисперсионную систему, в которой непрерывной фазой является жидкий жир. В таком масле жир застывает в стабильной форме, поэтому оно отличается устойчивостью. [1]

Отвердевание жира с кристаллизацией триглицеридов происходит при низкой температуре в процессе созревания сливок. В каждом шарике образуются внешний слой (отвердевший высокоплавкий триглицирид) и внутренний слой (жир, плавящегося при более низкой температуре). При большем содержании твердого жира масло крошится, при меньшем – мягкое. [1]

Образование масляных зерен происходит во время механической обработки.  При сбивании разрушается оболочка жировых шариков, микрозерна кристаллов жира объединяются в комочки – зерна. Дальнейшая механическая обработка ведет к диспергированию масляных зерен в непрерывной фазе жидкого жира плазмы и воздуха. Так формируются определенные структура и консистенция масла. [1]

При выработки масла поточным способом, кристаллизация происходит не только в маслообразователе, но и после выхода из него. В таком масле почти все кристаллы находятся в легкоплавкой форме, которая переходит в стабильную только при надлежащих температурах, времени и т.д. для получения хорошей структуры необходимо строго соблюдать термические режимы производства. [1]

Жир молока, с равномерно распределенными в жировой фазе влагой и обезжиренными веществами молока, является основой масла из коровьего молока. Масло из коровьего молока делят, в зависимости от массовой доли жира, на два вида: масло топленое и масло сливочного. В масле топленом массовая доля жира составляет не менее 99%, а в сливочном  от 30 до 85% .[3]

В зависимости от вида масла зависит  содержание воды, ее массовая доля составляет от 16 до 51,5%, остальную часть составляет сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО), включающий все вещества плазмы, кроме жира. Содержание СОМО зависит от периода года, метода производства и вида вырабатываемого масла. Содержание СОМО плазмы сливочного масла, при использовании традиционных технологий, составляет 1,5 -03,5%. [3]

Молочный жир восполняет энергетические затраты организма человека. Энергетическая ценность сливочного масла традиционного состава с массовой долей жира 82,5% равна 31130 кДж/кг. Жирнокислотный состав молочного жира самый сложный в природе. В его состав входят насыщенные и ненасыщенные кислоты. Причем насыщенных кислот в нем значительно больше (53…77%), чем ненасыщенных (25…47%). От содержания в молочном жире различных кислот зависит температура плавления и отвердевания масла. Зимой в молочном жире увеличивается количество насыщенных жирных кислот, поэтому масло приобретает твердую консистенцию. Летом в жире значительно возрастает содержание ненасыщенных жирных кислот и жидких фракций жира, масло имеет более мягкую консистенцию. Содержание жирных кислот зависит от размеров жировых шариков. В очень мелких шариках обнаружено больше ненасыщенных кислот, чем в крупных.[4]

Так же интерес представляют содержащиеся в молочном жире полиненасыщенные жирные кислоты. Они активно участвуют в клеточном обмене веществ, являются факторами роста, обладают антисклеротическим действием, участвуют в обеспечении нормального углеводородно--жирового обмена, в регулировании окислительно-восстановительных процессов, происходящих в организме человека и нормализации холестеринового обмена. Следует отметить, что в масле из коровьего молока  содержится недостаточное количество полиненасыщенных жирных кислот: линолевой (С18:2), линоленовой (С18:3) и арахидоновой (С20:4). Эталонный жир должен содержать 7,5…13,0% данных кислот. [3]

Низкая температура плавления основных групп глицеридов (27 - 340С) и отвердевания (18-230С) способствует переходу молочного жира в пищеварительном тракте в наиболее удобное для усвоения жидкое состояние. В связи с этим сливочное масло рекомендуют больным с функциональным расстройством пищеварительных органов, а так же для детского питания. [4]

В настоящее время, при выработке масла и его аналогов, возможно, направленно регулировать жирнокислотный состав. Это осуществляют путем  фракционного разделения глицеридов, переэтирификации, биотехнологической обработки, частичной замены молочного жира композициями немолочных жиров, что способствует повышению содержания жизненно необходимых жирных кислот и биологической ценности масла. При подборе ингредиентов для регулирования состава и свойств жировой фазы учтены рекомендации института питания РАМН о содержании линолевой и линоленовой жирных кислот, а также трансизомеров ненасыщенных кислот. [3]

По пищевой ценности масло уступает молоку, сырам и кисломолочным продуктам из-за меньшей сбалансированности основных пищевых веществ – при высоком количестве жира оно содержит мало белков, углеводов, минеральных веществ и водорастворимых витаминов. Вместе с тем масло является носителем и поставщиком очень важных полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов, фосфолипидов.[3]

Значение жирорастворимых витаминов особенно велико:

1.витамин «А» необходим для образования зрительного пурпура, роста клеток молодого организма. Молочный жир рассматривают как реальный источник поступления витамина «А» в организм человека.

2. витамин «D» – для обеспечения транспорта кальция и фосфора через биологические мембраны, предупреждения заболевания рахитом. В процессе выработки сливочного масла содержание витаминов «А» и «D» практически не изменяется. Они разрушаются при температуре более 120оС.

3.витамин «Е» выполняет функцию биологических антиоксидантов. Потери витамина «Е» при выработке масла составляют до 80% от его первоначального содержания в исходном сырье. Масло содержит такие минеральные вещества, как калий, натрий, кальций, магний, железо и др. [3]

Вкус и запах сливочному маслу придают такие компоненты, как диацетил, летучие жирные кислоты, некоторые эфиры жирных кислот, лецитин, белок, жиры и молочная кислота. Желтую окраску придает бета-каротин. В зависимости от содержания каротина масло имеет сочную с темно - желтым оттенком или бледно- желтую окраску, а иногда почти белую. [4]

Пищевую ценность сливочного масла повышают содержащиеся в нем фосфолипиды, особенно лецитин оболочек жировых шариков. В организме человека фосфолипиды взаимодействуют со многими веществами. В комплексе с белками они участвуют в построении мембран клеток организма человека. Фосфолипиды входят в состав миелиновых оболочек нервных клеток и относятся к тем веществам, потребность в которых резко повышается при нервных напряжениях. [3]

Физиологическая ценность сливочного масла во многом определяется наличием в нем не только лецитина, но и холестерина. Холестерин является исходным компонентом при образовании желчных кислот. Он участвует в образовании гормонов коры надпочечников, витамина D, оказывает защитное действие в отношении кровяных телец, может действовать как антитоксин. Однако его избыток может вызвать атеросклероз. Содержание холестерина в масле не должно превышать 0,2%. [3]

Таким образом, сравнительно высокая биологическая ценность коровьего масла обуславливается содержанием полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, жирорастворимых витаминов, а также его хорошей усвояемостью. При смешанном питании усвояемость молочного жира составляет в среднем 93…98%.[3]

Энергетическая ценность (калорийность) масла характеризует количество энергии, образующейся при биологическом окислении содержащихся в нем жиров, углеводов и белков, используемых для обеспечения физиологических функций организма. [3]

Список литературы.

1. Кондрашова, Е.А. Товароведение  продовольственных товаров  [Текст]: Учебное пособие/ Е.А. Кондрашова, Н.В. Коник, Т.А. Пешкова. – М.: Альфа – М, 2007. – 426с.

2. Курс общей химии [Текст]: учебник для студ. энергет. спец. вузов/ Э.И. Мингулина, Г.Н. Масленикова, Н.В. Коровин, Э.Л. Филиппов; под ред. Н.В. Коровина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: «Высшая школа», 1990.- 446с: ил.

3. Степанова Л.И. Масло коровьо и комбинированное [Текст]/ Л.И. Степанова. – Спб: ГИОРД, 2003. -336с.- (Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры: В 3т./ Л.И. Степанова, Т.2.)

4. Технология молока и молочных продуктов [Текст]: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений/ Г.Н. Крусь, А.Г.Храмцов, З.В. Волокитина, С.В. Карпычев - под ред. А.М. Шалыгиной.- М.: КолосС, 2006.- 455с: ил.

5. Фролов, В.В. Химия [Текст]: издание третье, переработанное и дополненное/ В.В. Фролов. – М.: «Высшая школа», 1986. – 544с.

6.Хамзина, Л.Б. Общая химия [Текст]: конспект лекций для студентов кафедр ПФМ, ИЭФ, ЭФ физико – технического факультета УГТУ-УПИ.\ Составили доценты кафедры физико – химических методов анализа  Л.Б. Хамзина, С.Ю. Пальчикова -81с

18