Lipidy – czym są? Klasyfikacja. Metabolizm lipidów w organizmie i ich rola biologiczna

Skład, właściwości i funkcje lipidów w organizmie

Wartość odżywcza olejów i tłuszczów stosowanych w przemyśle piekarskim i cukierniczym.

Cykliczne lipidy. Rola w technologii żywności i funkcjach życiowych organizmu.

Lipidy proste i złożone.

Skład, właściwości i funkcje lipidów w organizmie.

Lipidy w surowcach i produktach spożywczych

Lipidy łączą dużą liczbę tłuszczów i substancji tłuszczopodobnych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, które mają wiele wspólnych cech:

a) nierozpuszczalność w wodzie (hydrofobowość i dobra rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych, benzynie, eterze dietylowym, chloroformie itp.);

b) obecność w ich cząsteczkach długołańcuchowych rodników węglowodorowych i estrów

grupowania().

Większość lipidów nie jest związkami o dużej masie cząsteczkowej i składa się z kilku połączonych ze sobą cząsteczek. Lipidy mogą zawierać alkohole i łańcuchy liniowe wielu kwasów karboksylowych. W niektórych przypadkach ich poszczególne bloki mogą składać się z kwasów o dużej masie cząsteczkowej, różnych reszt kwasu fosforowego, węglowodanów, zasad azotowych i innych składników.

Lipidy wraz z białkami i węglowodanami stanowią większość substancji organicznych we wszystkich żywych organizmach, będąc niezbędnym składnikiem każdej komórki.

Podczas izolacji lipidów z surowców nasion oleistych do oleju przedostaje się duża grupa towarzyszących mu substancji rozpuszczalnych w tłuszczach: steroidy, pigmenty, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i niektóre inne związki. Mieszaninę lipidów i rozpuszczalnych w nich związków, ekstrahowanych z obiektów naturalnych, nazywa się tłuszczem „surowym”.

Główne składniki tłuszczu surowego

Substancje towarzyszące lipidom odgrywają ważną rolę w technologii żywności i wpływają na wartość odżywczą i fizjologiczną powstałych produktów spożywczych. Wegetatywne części roślin kumulują nie więcej niż 5% lipidów, głównie w nasionach i owocach. Przykładowo zawartość lipidów w różnych produktach roślinnych wynosi (g/100g): słonecznik 33-57, kakao (fasola) 49-57, soja 14-25, konopie 30-38, pszenica 1,9-2,9, orzeszki ziemne 54-61, żyto 2,1-2,8, len 27-47, kukurydza 4,8-5,9, kokos 65-72. Zawartość lipidów w nich zależy nie tylko od indywidualnych cech roślin, ale także od odmiany, lokalizacji i warunków uprawy. Lipidy odgrywają ważną rolę w procesach życiowych organizmu.

Ich funkcje są bardzo różnorodne: odgrywają ważną rolę w procesach energetycznych, reakcjach obronnych organizmu, jego dojrzewaniu, starzeniu się itp.

Lipidy wchodzą w skład wszystkich elementów strukturalnych komórki, a przede wszystkim błon komórkowych, wpływając na ich przepuszczalność. Biorą udział w przekazywaniu impulsów nerwowych, zapewniają kontakt międzykomórkowy, aktywny transport składników odżywczych przez błony, transport tłuszczów w osoczu krwi, syntezę białek i różne procesy enzymatyczne.

Ze względu na ich funkcję w organizmie umownie dzieli się je na dwie grupy: zapasowe i strukturalne. Zapasowe (głównie acyloglicerole) są wysokokaloryczne, stanowią rezerwę energetyczną organizmu i wykorzystywane są przez niego w przypadku niedożywienia i chorób.

Lipidy magazynujące to substancje magazynujące, które pomagają organizmowi przetrwać niekorzystne wpływy środowiska. Większość roślin (do 90%) zawiera lipidy magazynujące, głównie w nasionach. Można je łatwo ekstrahować z materiału zawierającego tłuszcz (wolne lipidy).

Lipidy strukturalne (głównie fosfolipidy) tworzą złożone kompleksy z białkami i węglowodanami. Uczestniczą w różnorodnych złożonych procesach zachodzących w komórce. Wagowo stanowią one znacznie mniejszą grupę lipidów (w nasionach oleistych 3-5%). Są to trudne do ekstrakcji „związane” lipidy.

Naturalne kwasy tłuszczowe wchodzące w skład lipidów zwierząt i roślin mają wiele wspólnych właściwości. Zwykle zawierają wyraźną liczbę atomów węgla i mają nierozgałęziony łańcuch. Konwencjonalnie kwasy tłuszczowe dzieli się na trzy grupy: nasycone, jednonienasycone i wielonienasycone. Nienasycone kwasy tłuszczowe u zwierząt i ludzi zwykle zawierają podwójne wiązanie między dziewiątym i dziesiątym atomem węgla; pozostałe kwasy karboksylowe tworzące tłuszcze są następujące:

Większość lipidów ma pewne wspólne cechy strukturalne, ale nie istnieje jeszcze ścisła klasyfikacja lipidów. Jednym z podejść do klasyfikacji lipidów jest chemiczne, według którego do lipidów zalicza się pochodne alkoholi i wyższych kwasów tłuszczowych.

Schemat klasyfikacji lipidów.

Proste lipidy. Lipidy proste reprezentowane są przez substancje dwuskładnikowe, estry wyższych kwasów tłuszczowych z gliceryną, wyższe lub wielopierścieniowe alkohole.

Należą do nich tłuszcze i woski. Najważniejszymi przedstawicielami prostych lipidów są acyloglicerydy (glicerol). Stanowią większość lipidów (95-96%) i nazywane są olejami i tłuszczami. Tłuszcz zawiera głównie trójglicerydy, ale zawiera także mono- i diacyloglicerole:

O właściwościach poszczególnych olejów decyduje skład kwasów tłuszczowych biorących udział w budowie ich cząsteczek oraz pozycja zajmowana przez reszty tych kwasów w cząsteczkach olejów i tłuszczów.

W tłuszczach i olejach znaleziono aż 300 kwasów karboksylowych o różnej budowie. Jednak większość z nich występuje w małych ilościach.

Kwasy stearynowy i palmitynowy znajdują się w prawie wszystkich naturalnych olejach i tłuszczach. Kwas erukowy jest częścią oleju rzepakowego. Większość popularnych olejów zawiera kwasy nienasycone zawierające 1-3 wiązania podwójne. Niektóre kwasy w naturalnych olejach i tłuszczach mają zwykle konfigurację cis, tj. podstawniki są rozmieszczone po jednej stronie płaszczyzny wiązania podwójnego.

Kwasy o rozgałęzionych łańcuchach węglowodanowych, zawierające grupy hydroksylowe, ketonowe i inne, występują zwykle w małych ilościach w lipidach. Wyjątkiem jest kwas racynolowy zawarty w oleju rycynowym. W naturalnych triacyloglicerolach roślinnych pozycje 1 i 3 są preferencyjnie zajęte przez reszty nasyconych kwasów tłuszczowych, a pozycja 2 to reszty nienasycone. W przypadku tłuszczów zwierzęcych sytuacja jest odwrotna.

Pozycja reszt kwasów tłuszczowych w triacyloglicerolach znacząco wpływa na ich właściwości fizykochemiczne.

Acyloglicerole to substancje ciekłe lub stałe, o niskiej temperaturze topnienia i dość wysokiej temperaturze wrzenia, o dużej lepkości, bezbarwne i bezwonne, lżejsze od wody, nielotne.

Tłuszcze są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, ale tworzą z nią emulsje.

Oprócz zwykłych wskaźników fizycznych, tłuszcze charakteryzują się szeregiem stałych fizykochemicznych. Te stałe dla każdego rodzaju tłuszczu i jego gatunku są podane w normie.

Liczba kwasowa, czyli współczynnik kwasowości, pokazuje, ile wolnych kwasów tłuszczowych znajduje się w tłuszczu. Wyraża się ją jako liczbę mg KOH potrzebną do zneutralizowania wolnych kwasów tłuszczowych w 1 g tłuszczu. Liczba kwasowa służy jako wskaźnik świeżości tłuszczu. Średnio waha się dla różnych rodzajów tłuszczu od 0,4 do 6.

Liczba zmydlania, czyli współczynnik zmydlania, określa całkowitą ilość kwasów, zarówno wolnych, jak i związanych w triacyloglicerole, występujących w 1 g tłuszczu. Tłuszcze zawierające pozostałości kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej mają niższy stopień zmydlania niż tłuszcze utworzone przez kwasy o niskiej masie cząsteczkowej.

Liczba jodowa jest wskaźnikiem nienasycenia tłuszczu. O określa się na podstawie liczby gramów jodu dodanych do 100 g tłuszczu. Im wyższa zawartość jodu, tym więcej nienasyconych kwasów tłuszczowych.

Woski. Woski to estry wyższych kwasów tłuszczowych i alkoholi wielkocząsteczkowych (18-30 atomów węgla). Kwasy tłuszczowe tworzące woski są takie same jak te zawarte w tłuszczach, ale są też specyficzne, charakterystyczne tylko dla wosków.

Na przykład: carnauba;

cerotynowy;

montanova

Ogólny wzór wosków można zapisać w następujący sposób:

Woski są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, pokrywają liście, łodygi i owoce roślin cienką warstwą, chronią je przed zwilżeniem wodą, wysychaniem i działaniem mikroorganizmów. Zawartość wosku w ziarnach i owocach jest niska.

Złożone lipidy. Lipidy złożone mają cząsteczki wieloskładnikowe, których poszczególne części połączone są różnego rodzaju wiązaniami chemicznymi. Należą do nich fosfolipidy składające się z reszt kwasów tłuszczowych, glicerol i inne alkohole wielowodorotlenowe, kwas fosforowy i zasady azotowe. W strukturze glikolipidów, obok alkoholi wielowodorotlenowych i wielkocząsteczkowych kwasów tłuszczowych, występują także węglowodany (najczęściej galaktoza, glukoza, reszty mannozowe).

Istnieją również dwie grupy lipidów, które obejmują lipidy proste i złożone. Są to lipidy diolowe, czyli proste i złożone lipidy alkoholi dwuwodorotlenowych i kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej, w niektórych przypadkach zawierające kwas fosforowy i zasady azotowe.

Ormitynolipidy zbudowane są z reszt kwasów tłuszczowych, aminokwasu ormityny lub lizyny, a w niektórych przypadkach także z alkoholi dwuwodorotlenowych. Najważniejszą i najbardziej rozpowszechnioną grupą lipidów złożonych są fosfolipidy. Ich cząsteczka zbudowana jest z reszt alkoholi, wielkocząsteczkowych kwasów tłuszczowych, kwasu fosforowego, zasad azotowych, aminokwasów i niektórych innych związków.

Ogólny wzór fosfolipidów (fosfotydów) jest następujący:

Dlatego cząsteczka fosfolipidów ma dwa rodzaje grup: hydrofilową i hydrofobową.

Reszty kwasu fosforowego i zasady azotowe działają jako grupy hydrofilowe, a rodniki węglowodorowe jako grupy hydrofobowe.

Schemat budowy fosfolipidów

Ryż. 11. Cząsteczka fosfolipidów

Hydrofilowa głowa polarna jest pozostałością kwasu fosforowego i zasady azotowej.

Ogony hydrofobowe to rodniki węglowodorowe.

Fosfolipidy wyodrębnia się jako produkty uboczne podczas produkcji olejów. Są to środki powierzchniowo czynne, które poprawiają właściwości wypiekowe mąki pszennej.

Wykorzystuje się je także jako emulgatory w przemyśle cukierniczym oraz przy produkcji wyrobów margarynowych. Są niezbędnym składnikiem komórek.

Razem z białkami i węglowodanami biorą udział w budowie błon komórkowych i struktur subkomórkowych, pełniąc funkcje podporowe struktur błonowych. Sprzyjają lepszemu wchłanianiu tłuszczów i zapobiegają stłuszczeniu wątroby, odgrywając ważną rolę w profilaktyce miażdżycy.

LIPIDY - jest to niejednorodna grupa naturalnych związków, całkowicie lub prawie całkowicie nierozpuszczalnych w wodzie, ale rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych i między sobą, dających w wyniku hydrolizy kwasy tłuszczowe o dużej masie cząsteczkowej.

W żywym organizmie lipidy pełnią różne funkcje.

Funkcje biologiczne lipidów:

1) Strukturalny

Lipidy strukturalne tworzą złożone kompleksy z białkami i węglowodanami, z których zbudowane są błony komórkowe i struktury komórkowe oraz uczestniczą w różnorodnych procesach zachodzących w komórce.

2) Zapas (energia)

Lipidy rezerwowe (głównie tłuszcze) stanowią rezerwę energetyczną organizmu i biorą udział w procesach metabolicznych. U roślin gromadzą się głównie w owocach i nasionach, u zwierząt i ryb w podskórnej tkance tłuszczowej i tkankach otaczających narządy wewnętrzne, a także w wątrobie, mózgu i tkankach nerwowych. Ich zawartość zależy od wielu czynników (rodzaj, wiek, sposób odżywiania itp.) i w niektórych przypadkach stanowi 95-97% wszystkich wydzielanych lipidów.

Zawartość kalorii w węglowodanach i białkach: ~ 4 kcal/gram.

Kaloryczność tłuszczu: ~ 9 kcal/gram.

Zaletą tłuszczu jako źródła energii, w odróżnieniu od węglowodanów, jest jego hydrofobowość – nie wiąże się on z wodą. Zapewnia to zwartość zapasów tłuszczu – są one magazynowane w postaci bezwodnej, zajmując niewielką objętość. Zapas czystych triacylogliceroli przeciętnego człowieka wynosi około 13 kg. Zapasy te mogłyby wystarczyć na 40 dni postu w warunkach umiarkowanej aktywności fizycznej. Dla porównania: całkowite rezerwy glikogenu w organizmie wynoszą około 400 g; podczas postu ta ilość nie wystarcza nawet na jeden dzień.

3) Ochronny

Podskórna tkanka tłuszczowa chroni zwierzęta przed wychłodzeniem, a narządy wewnętrzne przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Tworzenie się zapasów tłuszczu w organizmie ludzi i niektórych zwierząt uważa się za adaptację do nieregularnego odżywiania i życia w zimnym środowisku. Zwierzęta długo hibernujące (niedźwiedzie, świstaki) i przystosowane do życia w niskich temperaturach (morsy, foki) posiadają szczególnie duże rezerwy tłuszczu. Płód praktycznie nie ma tłuszczu i pojawia się dopiero przed urodzeniem.

Szczególną grupę pod względem funkcji w organizmie żywym stanowią lipidy ochronne roślin – woski i ich pochodne, pokrywające powierzchnię liści, nasion i owoców.

4) Ważny składnik surowców spożywczych

Lipidy są ważnym składnikiem żywności, w dużej mierze decydującym o jej wartości odżywczej i smaku. Rola lipidów w różnych procesach technologii żywności jest niezwykle istotna. Psucie się ziarna i jego przetworów podczas przechowywania (jełczenie) wiąże się przede wszystkim ze zmianami w jego kompleksie lipidowym. Lipidy izolowane z szeregu roślin i zwierząt są głównymi surowcami do otrzymywania najważniejszych produktów spożywczych i technicznych (olej roślinny, tłuszcze zwierzęce, m.in. masło, margaryna, gliceryna, kwasy tłuszczowe itp.).

2 Klasyfikacja lipidów

Nie ma ogólnie przyjętej klasyfikacji lipidów.

Najwłaściwsze jest klasyfikowanie lipidów w zależności od ich charakteru chemicznego, funkcji biologicznych, a także w odniesieniu do niektórych odczynników, na przykład zasad.

Ze względu na skład chemiczny lipidy dzieli się zwykle na dwie grupy: proste i złożone.

Proste lipidy – estry kwasów tłuszczowych i alkoholi. Obejmują one tłuszcze , woski I steroidy .

Tłuszcze – estry gliceryny i wyższych kwasów tłuszczowych.

Woski – estry wyższych alkoholi szeregu alifatycznego (o długim łańcuchu węglowodanowym zawierającym 16-30 atomów C) i wyższych kwasów tłuszczowych.

Steroidy – estry wielopierścieniowych alkoholi i wyższych kwasów tłuszczowych.

Złożone lipidy – oprócz kwasów tłuszczowych i alkoholi zawierają inne składniki o różnym charakterze chemicznym. Obejmują one fosfolipidy i glikolipidy .

Fosfolipidy - są to lipidy złożone, w których jedna z grup alkoholowych jest związana nie z FA, ale z kwasem fosforowym (kwas fosforowy można przyłączyć do dodatkowego związku). W zależności od tego, jaki alkohol wchodzi w skład fosfolipidów, dzieli się je na glicerofosfolipidy (zawierają alkohol glicerynowy) i sfingofosfolipidy (zawierają alkohol sfingozynę).

Glikolipidy – są to lipidy złożone, w których jedna z grup alkoholowych jest związana nie z FA, ale ze składnikiem węglowodanowym. W zależności od tego, który składnik węglowodanowy wchodzi w skład glikolipidów, dzieli się je na cerebrozydy (zawierają monosacharyd, disacharyd lub mały obojętny homooligosacharyd jako składnik węglowodanowy) i gangliozydy (zawierają kwaśny heterooligosacharyd jako składnik węglowodanowy).

Czasami na niezależną grupę lipidów ( drobne lipidy ) wydzielają pigmenty rozpuszczalne w tłuszczach, sterole i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach. Niektóre z tych związków można zaliczyć do lipidów prostych (neutralnych), inne - złożonych.

Według innej klasyfikacji lipidy, w zależności od ich stosunku do zasad, dzieli się na dwie duże grupy: zmydlające się i niezmydlające się. Do grupy lipidów zmydlonych zalicza się lipidy proste i złożone, które w reakcji z zasadami hydrolizują tworząc sole kwasów o dużej masie cząsteczkowej, zwane „mydłami”. Do grupy lipidów niezmydlających zaliczają się związki, które nie ulegają hydrolizie alkalicznej (sterole, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, etery itp.).

Ze względu na funkcje, jakie pełnią w żywym organizmie, lipidy dzielą się na strukturalne, magazynujące i ochronne.

Lipidy strukturalne to głównie fosfolipidy.

Lipidy magazynujące to głównie tłuszcze.

Lipidy ochronne roślin – woski i ich pochodne, pokrywające powierzchnię liści, nasion i owoców, zwierząt – tłuszcze.

TŁUSZCZE

Chemiczna nazwa tłuszczów to acyloglicerole. Są to estry gliceryny i wyższych kwasów tłuszczowych. „Acyl” oznacza „resztę kwasu tłuszczowego”.

W zależności od liczby rodników acylowych tłuszcze dzielą się na mono-, di- i triglicerydy. Jeśli cząsteczka zawiera 1 rodnik kwasu tłuszczowego, wówczas tłuszcz nazywa się MONOACYLGLYCEROL. Jeśli cząsteczka zawiera 2 rodniki kwasów tłuszczowych, wówczas tłuszcz nazywa się DIACYLOGLICEROLEM. W organizmie człowieka i zwierząt dominują TRIACYLOGLICEROLE (zawierają trzy rodniki kwasów tłuszczowych).

Trzy grupy hydroksylowe glicerolu można estryfikować tylko jednym kwasem, takim jak palmitynowy lub oleinowy, lub dwoma lub trzema różnymi kwasami:

Tłuszcze naturalne zawierają głównie mieszane trójglicerydy, w tym pozostałości różnych kwasów.

Ponieważ zawartość alkoholu we wszystkich naturalnych tłuszczach jest taka sama – gliceryna, różnice obserwowane pomiędzy tłuszczami wynikają wyłącznie ze składu kwasów tłuszczowych.

W tłuszczach znaleziono ponad czterysta kwasów karboksylowych o różnej budowie. Jednak większość z nich występuje jedynie w niewielkich ilościach.

Kwasy zawarte w tłuszczach naturalnych to kwasy monokarboksylowe, zbudowane z nierozgałęzionych łańcuchów węglowych zawierających parzystą liczbę atomów węgla. Kwasy zawierające nieparzystą liczbę atomów węgla, o rozgałęzionym łańcuchu węglowym lub zawierające ugrupowania cykliczne występują w małych ilościach. Wyjątkiem są kwas izowalerianowy i szereg kwasów cyklicznych zawartych w niektórych bardzo rzadkich tłuszczach.

Najpopularniejsze kwasy występujące w tłuszczach zawierają od 12 do 18 atomów węgla i często nazywane są kwasami tłuszczowymi. Wiele tłuszczów zawiera niewielkie ilości kwasów o niskiej masie cząsteczkowej (C2-C10). W woskach występują kwasy zawierające więcej niż 24 atomy węgla.

Glicerydy najpopularniejszych tłuszczów zawierają znaczne ilości kwasów nienasyconych zawierających 1-3 wiązania podwójne: oleinowy, linolowy i linolenowy. Kwas arachidonowy zawierający cztery wiązania podwójne występuje w tłuszczach zwierzęcych, kwasy z pięcioma, sześcioma lub większą liczbą wiązań podwójnych występują w tłuszczach ryb i zwierząt morskich. Większość nienasyconych kwasów lipidów ma konfigurację cis, ich podwójne wiązania są izolowane lub oddzielane grupą metylenową (-CH2 -).

Spośród wszystkich nienasyconych kwasów zawartych w naturalnych tłuszczach, najczęściej występuje kwas oleinowy. W wielu tłuszczach kwas oleinowy stanowi ponad połowę całkowitej masy kwasów, a tylko nieliczne tłuszcze zawierają mniej niż 10%. Bardzo rozpowszechnione są także dwa inne kwasy nienasycone – linolowy i linolenowy, chociaż występują w znacznie mniejszych ilościach niż kwas oleinowy. Kwasy linolowy i linolenowy występują w zauważalnych ilościach w olejach roślinnych; Dla organizmów zwierzęcych są to kwasy niezbędne.

Spośród kwasów nasyconych kwas palmitynowy jest prawie tak rozpowszechniony jak kwas oleinowy. Występuje we wszystkich tłuszczach, a niektóre zawierają 15-50% całkowitej zawartości kwasu. Powszechnie stosowane są kwasy stearynowy i mirystynowy. Kwas stearynowy występuje w dużych ilościach (25% lub więcej) jedynie w tłuszczach zapasowych niektórych ssaków (na przykład w tłuszczu owczym) oraz w tłuszczach niektórych roślin tropikalnych, takich jak masło kakaowe.

Wskazane jest podzielenie kwasów zawartych w tłuszczach na dwie kategorie: kwasy główne i kwasy poboczne. Głównymi kwasami tłuszczowymi są kwasy, których zawartość w tłuszczu przekracza 10%.

Właściwości fizyczne tłuszczów

Z reguły tłuszcze nie wytrzymują destylacji i rozkładają się, nawet jeśli są destylowane pod zmniejszonym ciśnieniem.

Temperatura topnienia, a co za tym idzie i konsystencja tłuszczów, zależy od struktury tworzących je kwasów. Tłuszcze stałe, czyli topiące się w stosunkowo wysokiej temperaturze, składają się głównie z glicerydów kwasów nasyconych (stearynowy, palmitynowy), a oleje topiące się w niższej temperaturze i będące gęstymi cieczami zawierają znaczne ilości glicerydów kwasów nienasyconych (oleinowy, linolowy , linolenowy).

Ponieważ tłuszcze naturalne są złożonymi mieszaninami mieszanych glicerydów, topią się nie w określonej temperaturze, ale w pewnym zakresie temperatur i najpierw są zmiękczane. Aby scharakteryzować tłuszcze, zwykle używa się go temperatura krzepnięcia, co nie pokrywa się z temperaturą topnienia - jest nieco niższa. Niektóre naturalne tłuszcze są ciałami stałymi; inne to ciecze (oleje). Temperatura krzepnięcia jest bardzo zróżnicowana: -27°C dla oleju lnianego, -18°C dla oleju słonecznikowego, 19-24°C dla smalcu krowiego i 30-38°C dla smalcu wołowego.

Temperatura krzepnięcia tłuszczu zależy od charakteru wchodzących w jego skład kwasów: im wyższa jest zawartość kwasów nasyconych, tym jest ona wyższa.

Tłuszcze są rozpuszczalne w eterze, pochodnych polihalogenowych, dwusiarczku węgla, węglowodorach aromatycznych (benzenie, toluenie) i benzynie. Tłuszcze stałe są słabo rozpuszczalne w eterze naftowym; nierozpuszczalny w zimnym alkoholu. Tłuszcze są nierozpuszczalne w wodzie, ale mogą tworzyć emulsje, które stabilizują się w obecności środków powierzchniowo czynnych (emulgatorów), takich jak białka, mydła i niektóre kwasy sulfonowe, głównie w środowisku lekko zasadowym. Mleko jest naturalną emulsją tłuszczową stabilizowaną białkami.

Właściwości chemiczne tłuszczów

Tłuszcze podlegają wszystkim reakcjom chemicznym charakterystycznym dla estrów, jednak ich zachowanie chemiczne ma szereg cech związanych ze strukturą kwasów tłuszczowych i gliceryny.

Wśród reakcji chemicznych z udziałem tłuszczów wyróżnia się kilka rodzajów przemian.

Lipidy, obok białek i węglowodanów, odgrywają ważną rolę w żywym organizmie. Funkcje lipidów w komórce zależą od ich struktury i lokalizacji.

ogólny opis

Lipidy to substancje organiczne o złożonej strukturze. Tworzą je alkohole i kwasy tłuszczowe. Są to bezwonne i pozbawione smaku związki hydrofobowe.

Kwasy tłuszczowe nie mają cyklicznej struktury powiązań między atomami węgla, zaliczane są do kwasów karboksylowych i zawierają grupę karboksylową –COOH. W naturze występuje ponad 200 rodzajów kwasów tłuszczowych. Jednak w organizmie człowieka, w tkankach roślin i zwierząt, znaleziono tylko 70 gatunków.

Kwasy tłuszczowe dzielą się na dwie grupy ze względu na obecność podwójnego wiązania:

• nienasycone - zawierają wiązania podwójne;
• bogaty - nie mają wiązań podwójnych.

Ryż. 1. Struktura kwasów tłuszczowych.

Tłuszcze mogą być pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, stałe lub w postaci cieczy – olejów.

Klasyfikacja

Wszystkie tłuszcze dzielą się na dwie główne grupy:

TOP 4 artykułyktórzy czytają razem z tym

• zmydlone - po hydrolizie tworzą mydło;
• niezmydlający się – nie ulega hydrolizie.

Do lipidów ulegających zmydlaniu zalicza się lipidy proste i złożone. Proste cząsteczki lipidów zawierają wyłącznie kwasy tłuszczowe i alkohole. Złożone związki powstają przez dodanie dodatkowej grupy, na przykład zasady azotowej.

Lipidy proste dzielą się na dwie grupy:

• glicerydy – utworzone przez alkohol glicerolowy i kwasy tłuszczowe;
• woski – obejmują wyższe kwasy tłuszczowe (zawierają co najmniej 6 atomów węgla) oraz alkohole jednowodorotlenowe lub dwuwodorotlenowe.

Do lipidów złożonych zalicza się:

• fosfolipidy - zawierają lipidy i reszty kwasu fosforowego;
• Glikolipidy - składają się z lipidów i węglowodanów.

Tłuszcze niezmydlające się to steroidy. Należą do nich substancje witalne - sterole, kwasy żółciowe, hormony steroidowe.

Ryż. 2. Rodzaje lipidów.

Lipidy tworzą lipoproteiny z białkami, które są częścią różnych tkanek zwierząt i roślin. Lipoproteiny w osoczu krwi zostały dobrze zbadane. Występują także w mleku, żółtku, wchodzą w skład chloroplastów i plazmalemmy.

Oznaczający

Lipidy biorą udział w metabolizmie i budowie organizmu, dostarczają energii i regulują wzrost. Listę powszechnych funkcji lipidów i ich opisy przedstawiono w tabeli.

Ryż. 3. Struktura plazmalemy.

U ludzi i wyższych kręgowców tłuszcz gromadzi się w specjalnych komórkach - adipocytach, które tworzą tkankę tłuszczową.

Czego się nauczyliśmy?

Z lekcji biologii dowiedzieliśmy się, jaką funkcję pełnią lipidy w błonie komórkowej i w całym organizmie. Lipidy to złożone substancje składające się z alkoholi i kwasów tłuszczowych. Różne modyfikacje tłuszczów pozwalają lipidom uczestniczyć w różnych czynnościach organizmu. Lipidy wchodzą w skład hormonów, plazmalemmy, witamin, mogą gromadzić się w tkankach tłuszczowych i służyć jako źródło energii, wody oraz chronić przed uszkodzeniami i zimnem.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.8. Łączna liczba otrzymanych ocen: 324.

I. LIPIDY – substancje organiczne charakterystyczne dla organizmów żywych, nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych (dwusiarczek węgla, chloroform, eter, benzen), dające hydroliza kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej. W odróżnieniu od białek, kwasów nukleinowych i polisacharydów nie są to związki wielkocząsteczkowe, ich budowa jest bardzo zróżnicowana, łączy je tylko jedna wspólna cecha – hydrofobowość.

Lipidy pełnią w organizmie następujące funkcje:

1. energia - są związkami rezerwowymi, główną formą magazynowania energii i węgla. Utlenianie 1 g tłuszczów obojętnych (triacylogliceroli) uwalnia około 38 kJ energii;

2. regulacyjne– lipidy to witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i pochodne niektórych kwasów tłuszczowych, które biorą udział w metabolizmie.

3. strukturalny - są głównymi składnikami strukturalnymi błon komórkowych, tworzą podwójne warstwy polarnych lipidów, w których osadzone są białka enzymatyczne;

4. ochronny funkcjonować:

Ø chroni narządy przed uszkodzeniami mechanicznymi;

Ø uczestniczy w termoregulacji.

Tworzenie się zapasów tłuszczu w organizmie ludzi i niektórych zwierząt uważa się za adaptację do nieregularnego odżywiania i życia w zimnym środowisku. Zwierzęta długo hibernujące (niedźwiedzie, świstaki) i przystosowane do życia w niskich temperaturach (morsy, foki) posiadają szczególnie duże rezerwy tłuszczu. Płód praktycznie nie ma tłuszczu i pojawia się dopiero przed urodzeniem.

Ze względu na budowę lipidy można podzielić na trzy grupy:

Ø proste lipidy - obejmują one wyłącznie estry kwasów tłuszczowych i alkoholi. Należą do nich: tłuszcze, woski i steroidy;

Ø złożone lipidy - zawierają kwasy tłuszczowe, alkohole i inne składniki o różnych strukturach chemicznych. Należą do nich fosfolipidy, glikolipidy itp.;

Ø Pochodne lipidów to głównie witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i ich prekursory.

W tkankach zwierzęcych tłuszcze występują w stanie częściowo wolnym, w większym stopniu tworzą kompleksy z białkami.

Ze względu na skład chemiczny, budowę i funkcję pełnioną w żywej komórce lipidy dzielą się na:

II. Lipidy proste to związki składające się wyłącznie z kwasów tłuszczowych i alkoholi. Dzielą się na acyloglicerydy neutraoli (tłuszcze) i woski.

Tłuszcze– substancje rezerwowe, które gromadzą się w bardzo dużych ilościach w nasionach i owocach wielu roślin wchodzących w skład organizmu człowieka, zwierząt, drobnoustrojów, a nawet wirusów.

Tłuszcze, zgodnie z budową chemiczną, są mieszaniną estrów (glicerynodów) alkoholu trójatomowego, gliceryny i kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej – zbudowane według typu:

CH 2-O-C-R 1

CH 2-O-C-R 3

gdzie R1, R2, R3 oznaczają rodniki kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej.

Kwasy tłuszczowe to długołańcuchowe kwasy monokarboksylowe (zawierające od 12 do 20 atomów węgla).

Kwasy tłuszczowe tworzące tłuszcze dzielą się na nasycone (nie zawierają podwójnych wiązań węgiel-węgiel) i nienasycone lub nienasycone (zawierają jedno lub więcej podwójnych wiązań węgiel-węgiel). Nienasycone kwasy tłuszczowe dzielą się na:

1. jednonienasycone – zawierają jedno wiązanie:

2. wielonienasycone – zawierają więcej niż jedno wiązanie.

Spośród kwasów nasyconych najważniejsze to:

palmitynowy (CH 3 – (CH 2) 14 – COOH)

stearynowy (CH 3 – (CH 2) 16 – COOH);

Do najważniejszych nienasyconych kwasów tłuszczowych zalicza się oleinowy, linolowy i linolenowy.

CH 3 – (CH 2) 7 – CH = CH– (CH 2) 7 – COOH – kwas oleinowy

CH 3 – (CH 2) 4 – CH = CH – CH 2 – CH = CH – (CH 2) 7 – COOH – kwas linolowy

CH 3 –CH 2 –CH=CH–CH 2 –CH=CH–CH 2 –CH=CH–(CH 2) 7 – COOH – linolenowy

O właściwościach tłuszczów decyduje skład jakościowy kwasów tłuszczowych, ich stosunek ilościowy, procentowa zawartość wolnych kwasów tłuszczowych niezwiązanych z glicerolem itp.

Jeśli w składzie tłuszczu dominują nasycone (marginalne) kwasy tłuszczowe, wówczas tłuszcz ma konsystencję stałą. Przeciwnie, w płynnych tłuszczach dominują kwasy nienasycone (nienasycone). Tłuszcze płynne nazywane są olejami.

Wskaźnikiem nasycenia tłuszczem jest liczba jodowa – liczba miligramów jodu, które mogą połączyć 100 g tłuszczu w miejscu rozerwania podwójnych wiązań w cząsteczkach nieidealnych kwasów. Im więcej podwójnych wiązań w cząsteczce tłuszczu (im większe jest jej nienasycenie), tym wyższa jest jej liczba jodowa.

Kolejnym ważnym wskaźnikiem jest stopień zmydlenia tłuszczu. Podczas hydrolizy tłuszczu powstaje glicerol i kwasy tłuszczowe. Te ostatnie tworzą warstwy z zasadami zwanymi mydłami, a proces ich powstawania nazywany jest zmydlaniem tłuszczów.

Liczba zmydlenia to ilość KOH (mg) użyta do zneutralizowania kwasów powstałych podczas hydrolizy 1 g tłuszczu.

Cechą tłuszczów jest zdolność do tworzenia w określonych warunkach wodnych emulsji, co jest istotne dla odżywienia organizmu. Przykładem takiej emulsji jest mleko, wydzielina gruczołów sutkowych ssaków i ludzi. Mleko jest cienką emulsją tłuszczu mlecznego w osoczu. W 1 mm 3 mleka znajduje się aż 5-6 milionów kulek tłuszczu mlecznego o średnicy około 3 mikronów. Lipidy mleka składają się głównie z trójglicerydów, w których przeważają kwasy oleinowy i palmetynowy.

Wielonienasycone kwasy tłuszczowe (oleinowy, linolowy, linolenowy i arachidonowy) nazywane są niezastąpionymi (niezbędnymi), ponieważ są potrzebne człowiekowi. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe sprzyjają uwalnianiu cholesterolu z organizmu, zapobiegając i osłabiając miażdżycę, a także zwiększają elastyczność naczyń krwionośnych.

Dzięki temu, że nienasycone kwasy tłuszczowe posiadają wiązania podwójne, bardzo łatwo ulegają utlenieniu. Proces utleniania tłuszczów może zachodzić samoistnie w wyniku dodatku tlenu atmosferycznego w miejscu podwójnych wiązań, ale może zostać znacznie przyspieszony pod wpływem enzymu lipoksygenazy.

Woski– estry wielkocząsteczkowych kwasów tłuszczowych i alkoholi jednowodorotlenowych o długim łańcuchu węglowym. Są to związki stałe o wyraźnych właściwościach hydrofobowych. Kwasy tłuszczowe zawierają od 24 do 30 atomów węgla, a alkohole wielkocząsteczkowe zawierają 16-30 atomów węgla.

R 1 – CH 2 – O – CO – R 2

Główną funkcją wosków naturalnych jest tworzenie powłok ochronnych na liściach, łodygach i owocach roślin, które chronią owoce przed wysychaniem i uszkodzeniem przez mikroorganizmy. Miód przechowuje się pod osłoną wosku pszczelego, w którym rozwijają się larwy pszczół. Lanolina to wosk pochodzenia zwierzęcego, który chroni włosy i skórę przed wodą.

Steroidy– estry cyklicznych alkoholi (steroli) i wyższych kwasów tłuszczowych. Tworzą zmydloną frakcję lipidów.

Zmydloną frakcję lipidów tworzą sterole.

II . Złożone lipidy

Fosfatydy (fosfolipidy) - tłuszcze zawierające kwas fosforowy związany z zasadą azotową lub innym związkiem ( W).

CH 2-O-C-R 1

CH2-O- P = O

Jeśli W jest resztą choliny, fosfatyd nazywany jest lecytyną; jeśli kolamina - kofalina. W ziarnach i nasionach dominuje lecytyna, w małych ilościach towarzyszy jej cefalina.

- (z greckiego lipos - tłuszcz * a. lipidy; n. Lipide; f. lipides; i. lipidos) - grupa biochemikaliów. składniki materii żywej, nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w materii organicznej. rozpuszczalniki; potencjalnych prekursorów węglowodorów naftowych. K... Encyklopedia górska