Склад, властивості і функції ліпідів в організмі
Ліпіди об'єднують велику кількість жирів і жироподібних речовин рослинного і тваринного походження, що мають ряд загальних ознак:
а) нерозчинність у воді (гідрофобність і хороша розчинність в органічних розчинниках, бензині, діетиловому ефірі, хлороформі та ін.);
б) наявність в їх молекулах довголанцюжкових вуглеводневих радикалів і складноефірних
Більшість ліпідів не є високомолекулярними сполуками і складаються з декількох, пов'язаних одна з одною молекул. До складу ліпідів можуть входити спирти і лінійні ланцюги ряду карбонових кислот. У деяких випадках їх окремі блоки можуть складатися з високомолекулярних кислот, різноманітних залишків фосфорної кислоти, вуглеводів, азотистих основ і інших компонентів.
Ліпіди разом з білками і вуглеводами становлять основну масу органічних речовин, всіх живих організмів, будучи обов'язковим компонентом кожної клітини.
Прості і складні ліпіди
При виділенні ліпідів з олійної сировини, в масло переходить велика група супроводжуючих їх жиророзчинних речовин: стероїди, пігменти, жиророзчинні вітаміни і деякі інші сполуки. Яку видобувають із природних об'єктів суміш, що складається з ліпідів і розчинних в них сполук, отримала назву «сирого» жиру.
Основні компоненти сирого жиру
Їх функції дуже різноманітні: важлива їх роль в енергетичних процесах, в захисних реакціях організму, в його дозріванні, старінні і т.д.
Ліпіди входять до складу всіх структурних елементів клітини і в першу чергу клітинних мембран, впливаючи на їх проникність. Вони беруть участь у передачі нервового імпульсу, забезпечують міжклітинний контакт, активне перенесення поживних речовин через мембрани, транспорт жирів в плазмі крові, синтез білка і різні ферментативні процеси.
За своїми функціями в організмі умовно ділять на дві групи: запасні і структурні. Запасні (в основному ацілгліцеріни) мають високу калорійність, є енергетичним резервом організму і використовуються ним при недоліку харчування і захворюваннях.
Запасні ліпіди є запасними речовинами, що допомагають організму переносити несприятливі впливу зовнішнього середовища. Велика частина рослин (до 90%) містить запасні ліпіди, головним чином в насінні. Вони легко витягуються з жиросодержащая матеріалу (вільні ліпіди).
Структурні ліпіди (в першу чергу фосфоліпіди) утворюють складні комплекси з білками і вуглеводами. Вони беруть участь в різноманітних складних процесах, що протікають в клітині. По масі вони складають значно меншу групу ліпідів (в олійних насінні 3-5%). Це важкодобувані «пов'язані» ліпіди.
Природні жирні кислоти, що входять до складу ліпідів, тварин і рослин, мають багато спільних властивостей. Вони містять, як правило, чітке число вуглецевих атомів і мають неразветвленную ланцюг. Умовно жирні кислоти ділять на три групи: насичені, мононенасичені і поліненасичені. Ненасичені жирні кислоти тварин і людини зазвичай містять подвійний зв'язок між дев'ятим і десятим атомами вуглецю, інші карбонові кислоти, що входять до складу жирів такі:
Більшість ліпідів мають деякі загальні структурні особливості, проте суворої класифікації ліпідів поки не існує. Один з підходів до питання класифікації ліпідів хімічний, згідно з яким до ліпідів відносяться похідні спиртів і вищих жирних кислот.
Схема класифікації ліпідів.
Прості ліпіди. Прості ліпіди представлені двухкомпанентнимі речовинами, складними ефірами жирних вищих кислот з гліцерином, вищими або поліциклічними спиртами.
До них відносяться жири і воски. Найбільш важливими представниками простих ліпідів є ацілгліцеріди (гліцерин). Вони складають основну масу ліпідів (95-96%) і саме їх називають маслом та жирами. До складу жров входять в основному тригліцериди, але присутні моно- і діацілгліцерін:
Властивості конкретних масел визначаються складом жирних кислот, які беруть участь в побудові їх молекул і положенням, яке займають залишки цих кислот в молекулах масел і жирів.
У жирах і маслах виявлено до 300 карбонових кислот різної будови. Однак більшість з них присутні в невеликій кількості.
Стеаринові і пальмітинової кислоти входять до складу практично всіх природних масел і жирів. Ерукова кислота входить до складу ріпакової олії. До складу більшості найбільш поширених масел входять ненасичені кислоти, що містять 1-3 подвійні зв'язку. Деякі кислоти природних масел і жирів мають, як правило, цис-конфігурацію, тобто заступники розподілені по одну сторону площині подвійного зв'язку.
Кислоти, що мають розгалужені вуглеводні ланцюги, що містять окси, кето і інші групи, в ліпідах, як правило, містяться в незначній кількості. Виняток становить рацінолевая кислота в касторовій олії. У природних рослинних тріацілгліцеріни положення 1 і 3 зайняті переважно залишками насичених жирних кислот, а положення 2 ненасиченими. У тваринних жирах картина зворотна.
Положення залишків жирних кислот в тріацілгліцеріни істотно впливає на їх фізико-хімічні властивості.
Ацілгліцеріни - це рідина або тверді речовини з низькими температурами плавлення і досить високими температурами кипіння, з підвищеною в'язкістю, без кольору і запаху, легший за воду, нелеткі.
У воді жири практично нерозчинні, але утворюють з нею емульсії.
Крім звичайних фізичних показників жири характеризуються рядом фізико-хімічних констант. Ці константи для кожного виду жиру і його сорти передбачені стандартом.
Кислотне число, або коефіцієнт кислотності, показує скільки вільних жирних кислот міститься в жирі. Воно виражається числом мг KOH, яке потрібно для нейтралізації вільних жирних кисло в 1 г жиру. Кислотне число є показником свіжості жиру. В середньому воно коливається для різних сортів жиру від 0,4 до 6.
Число омилення, або коефіцієнт омилення, визначає загальна кількість кислот, як вільних, так і пов'язаних в тріацілгліцеріни, що знаходяться в 1 г жиру. Жири, що містять залишки високомолекулярних жирних кислот, мають менше число омилення, ніж жири, утворені низькомолекулярними кислотами.
Йодне число - показник ненасиченості жиру. Про визначається кількістю грамів йоду, що приєднуються до 100 г жиру. Чим вище йодне число, тим більше ненасичених є жир.
Воски. Воском називають складні ефіри вищих жирних кислот і високомолекулярних спиртів (18-30 атомів вуглецю). Жирні кислоти, що входять до складу восків такі ж, як і для жирів, але є і специфічні, характерні лише для восків.
Загальна формула воску може бути записана так:
Складні ліпіди. Складні ліпіди мають багатокомпонентні молекули, окремі частини яких з'єднані хімічними зв'язками різного типу. До них відносяться фосфоліпіди, що складаються із залишків жирних кислот, гліцерину та інших багатоатомних спиртів, фосфорної кислоти і азотистих основ. У структурі гликолипидов поряд з багатоатомних спиртами і високомолекулярної жирної кислотою є також вуглеводи (зазвичай залишки галактози, глюкози, манози).
Є також дві групи ліпідів в складі яких представлені і прості і складні ліпіди. Це - діольние ліпіди, є простими і складними ліпідами двоатомних спиртів і високомолекулярних жирних кислот, що містять в ряді випадків фосфорну кислоту, азотисті основи.
Ормітіноліпіди побудовані із залишків жирних кислот, амінокислоти ормітіна або лізину і включають в деяких випадках двоатомні спирти. Найбільш важлива і поширена група складних ліпідів - фосфоліпіди. Молекула їх побудована із залишків спиртів, високомолекулярних жирних кислот, фосфорної кислоти, азотистих основ, амінокислот і деяких інших з'єднань.
Загальна формула фосфоліпідів (фосфотідов) має наступний вигляд:
Отже молекулі фосфоліпідів є угруповання двох типів: гідрофільні і гідрофобні.
Як гідрофільних угруповань виступають залишки фосфорної кислоти і азотисті основи, а в якості гідрофобних угруповань вуглеводневі радикали.
Схема будови фосфоліпідів
Мал. 11. Молекула фосфоліпідів
Гідрофільна полярна головка - це залишок фосфорної кислоти і азотистої основи.
Гідрофобні хвости - це вуглеводневі радикали.
Фосфоліпіди виділені в якості побічних продуктів при отриманні масел. Є поверхнево-активними речовинами, поліпшують хлібопекарські достоїнства пшеничного борошна.
Як емульгатори вони застосовуються також в кондитерській промисловості і при виробництві маргаринової продукції. Вони є обов'язковим компонентом клітин.
Разом з білками і вуглеводами вони беруть участь в побудові мембран клітин і субклітинних структур, що виконують функції несучих конструкції мембран. Вони сприяють кращому засвоєнню жирів і перешкоджають ожирінню печінки, відіграючи важливу роль в профілактиці атеросклерозу.
Основні перетворення ліпідів.
Перетворення ліпідів і їх вплив на якість продуктів при зберіганні і переробці:
а) гідролітичні розпад
г) аутоокісленіе і ферментативне окислення (прогоркание).