Tłuszczowce (lipidy) są grupą związków chemicznych związanych z kwasami tłuszczowymi i jednego tylko alkoholu glicerolu (gliceryny) HOCH2CH(OH)CH2OH, i mają ogólną nazwę glicerydy. Ich cechą wspólną jest:
· względna nierozpuszczalność w wodzie
· rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych, jak eter, chloroform, benzen, itp.
Tłuszcze dzielimy na:
· tłuszcze właściwe (lipidy proste), do których zaliczamy ważne dla organizmu człowieka tłuszcze, zwane też glicerydami oraz woski,
· tłuszcze złożone (lipidy złożone), które oprócz gliceryny i kwasu tłuszczowego zawierają dodatkowe grupy. Do tej grupy zaliczamy fosfolipidy zawierające jako grupę dodatkową resztę kwasu fosforowego, następnie cerebryzydy (glikolipidy), które zawierają jako dodatkową grupę cukry i inne.
W skład tłuszczów wchodzą kwasy tłuszczowe zawierające w swojej cząsteczce zwykłe parzystą liczbę atomów węgla. Łańcuch węglowy tych kwasów może być nasycony lub posiadający jedno lub więcej wiązań podwójnych.
Do tej grupy tłuszczów zaliczamy te, które spożywamy w pokarmach pod postacią masła, smalcu czy też jako oleje roślinne. Gdy w skład tłuszczów wchodzą kwasy nasycone, wówczas tłuszcze występują w stanie stałym.
Gdy w tłuszczach przeważają kwasy nienasycone, wówczas występują one w stanie ciekłym, w postaci oleju (np. olej rzepakowy, lniany, słonecznikowy, sojowy, itp.).Tłuszcze, które spożywamy w różnej postaci są mieszaniną różnych tłuszczów w których proste łańcuchy zawierają do osiemnastu atomów węgla.
Przykłady:
Smalec zawiera:
· kwasy nasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C14 -1%, C16 - 25-30%, C18 - 12-16%,
· kwasy nienasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C16 - 2-5%, C18 - 44-59%
Olej sojowy:
· kwasy nasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C14 - 0,3%, C16 - 7-11%, C18 - 2-5%,
· kwasy nienasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C16 - 0-1%, C18 - 72-94%
Najważniejszymi kwasami tłuszczowymi wchodzącymi w skład glicerydów o charakterze nasyconym są:
· kwas palmitynowy CH3(CH2)14COOH
· kwas stearynowy CH3(CH2)16COOH
Kwasy te występują we wszystkich spożywanych tłuszczach.Najważniejszymi kwasami tłuszczowymi wchodzącymi w skład glicerydów o charakterze nienasyconym są:
· kwas oleinowy CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
· kwas linolowy CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
· kwas linolenowy CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
BUDOWA CHEMICZNA TŁUSZCZÓW
Tłuszcze właściwe są estrami gliceryny i kwasów tłuszczowych.
W zależności od tego ile reszt kwasowych wiąże się z grupami OH gliceryny, tłuszcze właściwie dzielimy na mono-, dwu- lub trójglicerydy.
Przykład: reakcja kwasu palmitynowego z gliceryną. Produktem jest trójgliceryd
W reakcji z gliceryną może brać udział większa liczba różnych kwasów tłuszczowych (maksymalnie trzy, czyli tyle ile grup hydroksylowych posiada gliceryna). Powstają wtedy tłuszcze posiadające w cząsteczce różne kwasy tłuszczowe (np. 1-palmityno-2-stearyno-3-oleino-trójgliceryd)Rozpatrując budowę cząsteczek tłuszczów warto zwrócic uwagę na cząsteczki w których wystepują nienasycone kwasy tłuszczowe. Konfiguracja wokół wiązań podwójnych w cząsteczkach tych kwasów jest zawsze cis albo trans. Przykładem są podstawowe nienasycone kwasy tłuszczowe, tj. oleinowy, linolowy, linolenowy, w których występuje tylko konfiguracja cis.
Kwas oleinowy
Kwas linolowy
Występowanie konfiguracji cis w nienasyconych kwasach tłuszczowych, przyczynia się do zagięcia łańcucha węglowego w miejscu występowania wiązania podwójnego. Takie zagięcie uniemożliwia bliskie ułożenie takich cząsteczek, a także powoduje, że "nie pasują" one do łańcuchów nasyconych. W rezultacie tłuszcze cis-nienasycone mają obniżoną temperaturę topnienia
W odróżnieniu od kwasów nienasyconych, łańcuchy węglowe w kwasach nasyconych są rozciągnięte liniowo, co ułatwia ich wzajemne dopasowanie się. Im lepsze dopasowanie, tym większe są siły międzycząsteczkowe i tym wyższa temperatura topnienia, co obserwujemy w nasyconych kwasach tłuszczowych.
Reakcje tłuszczów
Pod względem chemicznym tłuszcze są substancjami obojętnymiZ reakcji, które maja praktyczne zastosowanie należy wymienić:
· reakcję hydrolizy
· reakcje uwodornienia (utwardzania olejów)
Reakcja hydrolizy prowadzi do rozkładu na glicerol (glicerynę) i odpowiedni kwas tłuszczowy. Jeżeli hydrolize przeprowadzimy zasadą sodową lub potasową, wówczas oprócz gliceryny otrzymujemy sól kwasu tłuszczowego (mydło)
HOCH2CH(OH)CH2OCOC15H31 + NaOH --> HOCH2CH(OH)CH2OH + C15H31COONa
Znacznie aktywniejsze chemicznie są oleje (nienasycone kwasy tłuszczowe), w których w miejscu wiązań podwójnych mogą przebiegać reakcje. Przykładem takiej reakcji jest reakcja uwodornienia.
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH + H2 --> CH3(CH2)16COOH
Jeżeli olej poddamy reakcji uwodornienia powstaje wówczas tłuszcz stały, czyli związek o pojedyńczych wiązaniach w cząsteczce. Reakcja ta stosowana jest w produkcji margaryny z olejówW wyniku uwodornienia zmieniają się nie tylko właściwości fizyczne tłuszczów, ale również - co jest najważniejsze - właściwości chemiczne; np. tłuszcz uwodorniony trudniej jełczeje niż tłuszcz nienasycony. Jełczenie jest skutkiem wytwarzania się lotnych kwasów i aldehydów o brzydkim zapachu. Związki te powstają wskutek ataku tlenu na reaktywne pozycje allilowe w cząsteczkach tłuszczu.
Do tej grupy związków chemicznych zaliczamy:
· fosfolipidy
· cerebryzydy i gangliozydy
· lipidy izoprenowe
FOSFOLIPIDY
W odróznieniu od tłuszczów prostych w fosfolipidach, jak widać ze wzoru zamieszczonego poniżej, jedna z grup wodorotlenowych glicerolu zestryfikowana jest nie kwasem tłuszczowym, a nieorganicznym kwasem fosforowym.
Przedstawiony związek jest kwasem fosfatytowym, konkretnie lecytyną. Dwie pozostałe grupy wodorotlenowe glicerolu połączone są podobnie jak w tłuszczach prostych, z kwasami tłuszczowymi.Do fosfolipidów oprócz lecytyny zaliczamy jeszcze; INOZYTOL, SFINGOZYNĘ, SFINGOMIELINĘ i inne.
Z fosfolipidów zbudowane są błony komórkowe; trifosforan adenozyny pełni kluczową rolę w układzie energetycznym organizmów, polegającą na przekształcaniu licznych związków w estry foforanowe; kwasy nukleinowe, warunkujace dziedziczność, są poliestrami kwasu fosforowego.
CEREBROZYDY I GANGLIOZYDY
Cerebrozydy występują powszechnie w komórkach całego organizmu natomiast gandliozydy występują głównie w komórkach zwojowych układu nerwowego.Są to związki, których składnikiem jest aminoalkohol (sfingozyna), połaczony wiązaniem amidowym z kwasem tłuszczowym. Dodatkowo sfingozyna połaczona jest z cząsteczką cukru (galaktoza)Lipidy izoprenowe (steroidy) - głównym przedstawicielem jest czterocykliczny alkohol - cholesterol
Do sterydów zalicza się hormony sterydowe i kwasy żółciowe. Wielka różnorodność lipidów izoprenowych występuje w świecie roślin.
TŁUSZCZE, TŁUSZCZOWCE, LIPIDY
Pochodne wyższych kwasów tłuszczowych, najczęściej ich estry z alkoholami jedno- i wielowodorotlenowymi.
Dzielą się na: tłuszcze proste, zbudowane tylko z alkoholu i kwasów tłuszczowych, oraz tłuszcze złożone, które oprócz tych składników zawierają związki dodatkowe.
W GRUPIE TŁUSZCZÓW PROSTYCH ROZRÓŻNIAMY:
-tłuszcze właściwe, czyli glicerydy, w których alkoholem jest glicerol, i….. woski, w których alkoholem jest jednowodorotlenowy alkohol wielowęglowy.
TŁUSZCZE ZŁOŻONE DZIELĄ SIĘ NA:
fosfolipidy, zawierające związane estrowo reszty kwasu fosforowego oraz glikolipidy (cerebrozydy, gangliozydy), zawierające komponentę cukrową. Wyróżnia się również lipidy izoprenoidowe, obejmujące sterydy i karotenoidy,
zbudowane z jednostek izoprenowych [CH2=CH-C(CH3)=CH2].
Pod względem chemicznym są to związki chemiczne odmienne od tłuszczów. Włącza się je jednak do tłuszczów ze względu na ich rozpuszczalność w rozpuszczalnikach lipofilnych, w związku z czym występują one wspólnie z tłuszczami w ekstraktach tkankowych. Tłuszcze pełnią w organizmie zwierzęcym rolę wysokoenergetycznego paliwa. Ich wartość kaloryczna jest dwukrotnie wyższa od wartości kalorycznej węglowodanów i białek. W przeciwieństwie do białek tłuszcze mogą być magazynowane w organizmie w dużych ilościach i stanowią jego główny materiał zapasowy. Zapasy tłuszczu chronią narządy wewnętrzne przed uciskiem i uszkodzeniem przez wstrząsy mechaniczne. -U wielu zwierząt, a zwłaszcza ssaków morskich (np. u fok), stanowią izolację termiczną ustroju. U człowieka tłuszcz zgromadzony w tkance tłuszczowej stanowi ok. 17% ciężaru ciała.
-Kompleksy tłuszczowo-białkowe zapewniają utrzymanie prawidłowej sprężystości pęcherzyków płucnych. -Ułatwiają również wchłanianie rozpuszczalnych w tłuszczach witamin: A, D, E, K i cholesterolu pokarmowego. Przemiany tłuszczów są regulowane hormonalnie (insulina, hormon wzrostu, kortykotropina, hormon lipotropowy i tyroksyna)
Tłuszcze złożone to przede wszystkim fosfolipidy, które stanowią zasadniczy składnik tłuszczów komórkowych.
Fosfolipidy takie jak lecytyny i kefaliny znajdują się w każdej komórce zwierzęcej.
Sfingomieliny są głównym składnikiem tłuszczów mózgu i tkanki płucnej. Są wśród nich także cerebrozydy występujące w mózgu, nadnerczach, nerkach, śledzionie, siatkówce, żółtku jaja, mleczu ryb.
SKŁADNIKI BŁON - LIPIDY
Lipidy oraz białka stanowią dwa podstawowe składniki błon biologicznych. Lipidami nazywamy szeroką grupę cząsteczek charakteryzujących się bardzo złą rozpuszczalnością w wodzie i dobrą rozpuszczalnością w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. chloroformie).
W błonach komórek przeważającą część frakcji lipidowej stanowią fosfolipidy. Nazwa ta oznacza, że w cząsteczkach tych lipidów "łącznikiem" pomiędzy resztą glicerolu (lub sfingozyny) a resztą alkoholu jest grupa fosforanowa (PO32-).
Oprócz fosfolipidów w błonach występują także sterole i glikolipidy.
anecia0109