Mis on lipiidid?
Lipiidid on orgaaniliste ainete seeria, mis on osa kõigist elusrakkudest. See hõlmab ka rasvu ja rasvataolisi aineid, mis sisalduvad loomade rakkudes ja kudedes rasvkoe osana, millel on oluline füsioloogiline roll.
Inimkeha ise on võimeline sünteesima kõiki olulisi lipiide. Loomade ja inimeste kehas ei saa sünteesida ainult rasvlahustuvaid vitamiine ja asendamatuid polüküllastumata rasvhappeid. Lipiidide süntees toimub peamiselt peensoole maksas ja epiteelirakkudes. Teatud elunditele ja kudedele on iseloomulikud mitmed lipiidid, samas kui teised lipiidid esinevad kõigi kudede rakkudes. Elundites ja kudedes sisalduvate lipiidide hulk on erinev. Enamik lipiide leidub rasv- ja närvikoes.
Inimese maksa lipiidide sisaldus varieerub vahemikus 7–14% (kuivmassi alusel). Maksahaiguste, näiteks rasvmaksa puhul ulatub maksakoe lipiidide sisaldus 45%-ni, seda peamiselt triglütseriidide hulga suurenemise tõttu. Vereplasma lipiidid sisalduvad koos valkudega ja selles koostises transporditakse need teistesse organitesse ja kudedesse.
Lipiidid täidavad järgmisi bioloogilisi funktsioone:
1. Struktuurne. Fosfolipiidid ja valgud koosnedes moodustavad bioloogilisi membraane.
2. Energia. Rasvade oksüdatsiooni protsessis vabaneb suur hulk energiat, mis läheb ATP moodustumiseks. Suurem osa keha energiavarudest salvestub lipiididena ja kulub ära toitainete puuduse korral. Nii näiteks jäävad loomad talvel talveunne ning elutähtsate funktsioonide säilitamiseks kasutatakse eelnevalt kogunenud rasvu ja õlisid. Taimeseemnete kõrge lipiidide sisalduse tõttu arenevad embrüo ja seemik seni, kuni nad ise toituvad. Taimede nagu kookospalm, riitsinus, päevalill, soja, rapsiseemned on tooraine, millest taimeõli tööstuslikult valmistatakse.
3. Soojusisolatsioon ja kaitsev. See ladestub nahaalusesse koesse ja elundite, nagu sooled ja neerud, ümber. Tekkiv rasvakiht kaitseb looma keha ja tema organeid mehaaniliste kahjustuste eest. Kuna nahaalusel rasval on madal soojusjuhtivus, hoiab see suurepäraselt soojust, mis võimaldab loomadel elada külmas kliimas. Näiteks vaaladel soodustab see rasv ujuvust.
4. Määrdeaine ja vetthülgav. Nahal, villal ja sulgedel on vahakiht, mis hoiab need elastsena ja kaitseb niiskuse eest. Seda vahakihti leidub ka erinevate taimede lehtedel ja viljadel.
5. Regulatiivne. Suguhormoonid, testosteroon, progesteroon ja kortikosteroidid, aga ka teised, on kolesterooli derivaadid. D-vitamiin, kolesterooli derivaadid, mängib olulist rolli kaltsiumi ja fosfori metabolismis. Sapphapped osalevad seedimises (rasvade emulgeerimises), samuti kõrgemate karboksüülhapete imendumises.
Metaboolse vee moodustumise allikaks on lipiidid. Nii et 105 grammi vee saamiseks peate oksüdeerima 100 grammi rasva. Kõrbeelanikele on selline vesi eluliselt vajalik, näiteks kaamelite jaoks, kes peavad 10-12 päeva ilma veeta olema, selline rasv ladestub nende küürusse ja seda kasutatakse vee saamiseks. Rasvade oksüdatsiooniprotsess on väga oluline talveunes elavatele loomadele, näiteks marmotidele, karudele jne.
LIPIIDID - see on heterogeenne rühm looduslikke ühendeid, mis on vees täielikult või peaaegu täielikult lahustumatud, kuid lahustuvad orgaanilistes lahustites ja üksteises, andes hüdrolüüsil suure molekulmassiga rasvhappeid.
Elusorganismis täidavad lipiidid erinevaid funktsioone.
Lipiidide bioloogilised funktsioonid:
1) Struktuurne
Struktuursed lipiidid moodustavad valkude ja süsivesikutega kompleksseid komplekse, millest ehitatakse üles rakkude membraanid ja rakustruktuurid, ning osalevad mitmesugustes rakus toimuvates protsessides.
2) Varu (energia)
Varulipiidid (peamiselt rasvad) on organismi energiavaru ja osalevad ainevahetusprotsessides. Taimedes kogunevad need peamiselt viljadesse ja seemnetesse, loomadel ja kaladel - nahaalustesse rasvkudedesse ja siseorganeid ümbritsevatesse kudedesse, samuti maksa-, aju- ja närvikudedesse. Nende sisaldus sõltub paljudest teguritest (tüüp, vanus, toitumine jne) ja moodustab mõnel juhul 95-97% kõigist sekreteeritavatest lipiididest.
Süsivesikute ja valkude kalorisisaldus: ~ 4 kcal/gramm.
Rasva kalorsus: ~ 9 kcal/gramm.
Rasva eeliseks energiavaruna, erinevalt süsivesikutest, on selle hüdrofoobsus – seda ei seostata veega. See tagab rasvavarude kompaktsuse - neid hoitakse veevabas vormis, hõivates väikese mahu. Keskmine puhaste triatsüülglütseroolide varu on ligikaudu 13 kg. Nendest varudest võiks mõõduka füüsilise koormuse tingimustes piisata 40 päevaks paastuks. Võrdluseks: glükogeeni koguvarud kehas on ligikaudu 400 g; paastumisel ei piisa sellest kogusest isegi üheks päevaks.
3) Kaitsev
Nahaalune rasvkude kaitseb loomi jahtumise eest ja siseorganeid mehaaniliste kahjustuste eest.
Inimeste ja mõnede loomade kehas rasvavarude teket peetakse kohanemiseks ebaregulaarse toitumisega ja külmas keskkonnas elamisega. Eriti suur rasvavaru on loomadel, kes magavad pikka aega talveund (karud, marmotid) ja on kohanenud elama külmades tingimustes (morsad, hülged). Lootel pole praktiliselt rasva ja see ilmub alles enne sündi.
Erirühma oma funktsioonide poolest elusorganismis moodustavad taimede kaitsvad lipiidid - vahad ja nende derivaadid, mis katavad lehtede, seemnete ja viljade pinda.
4) Toidu tooraine oluline komponent
Lipiidid on toidu oluline komponent, mis määrab suuresti selle toiteväärtuse ja maitse. Lipiidide roll erinevates toidutehnoloogilistes protsessides on äärmiselt oluline. Teravilja ja selle töödeldud toodete riknemine ladustamise ajal (rääsumine) on seotud eelkõige muutustega selle lipiidide kompleksis. Paljudest taimedest ja loomadest eraldatud lipiidid on peamised toorained kõige olulisemate toidu- ja tehnikatoodete (taimeõli, loomsed rasvad, sh või, margariin, glütseriin, rasvhapped jne) saamiseks.
2 Lipiidide klassifikatsioon
Lipiidide üldtunnustatud klassifikatsioon puudub.
Kõige sobivam on lipiide klassifitseerida sõltuvalt nende keemilisest olemusest, bioloogilistest funktsioonidest ja ka teatud reagentidest, näiteks leelistest.
Keemilise koostise alusel jagatakse lipiidid tavaliselt kahte rühma: lihtsad ja keerulised.
Lihtsad lipiidid – rasvhapete ja alkoholide estrid. Need sisaldavad rasvad , vahad Ja steroidid .
Rasvad – glütserooli ja kõrgemate rasvhapete estrid.
Vahad – alifaatse seeria kõrgemate alkoholide (pika 16-30 C-aatomiga süsivesikute ahelaga) ja kõrgemate rasvhapete estrid.
Steroidid – polütsükliliste alkoholide ja kõrgemate rasvhapete estrid.
Komplekssed lipiidid - lisaks rasvhapetele ja alkoholidele sisaldavad need ka teisi erineva keemilise iseloomuga komponente. Need sisaldavad fosfolipiidid ja glükolipiidid .
Fosfolipiidid - need on komplekssed lipiidid, milles üks alkoholirühmadest on seotud mitte FA-ga, vaid fosforhappega (fosforhapet saab ühendada täiendava ühendiga). Sõltuvalt sellest, millist alkoholi fosfolipiidid sisaldavad, jagatakse need glütserofosfolipiidideks (sisaldavad alkoholi glütserooli) ja sfingofosfolipiidideks (sisaldavad alkoholi sfingosiini).
Glükolipiidid – need on komplekssed lipiidid, milles üks alkoholirühm on seotud mitte FA-ga, vaid süsivesikute komponendiga. Sõltuvalt sellest, milline süsivesikute komponent on glükolipiidide osa, jagatakse need tserebrosiidideks (sisaldavad süsivesikute komponendina monosahhariidi, disahhariidi või väikest neutraalset homooligosahhariidi) ja gangliosiidideks (sisaldavad süsivesikute komponendina happelist heterooligosahhariidi).
Mõnikord iseseisvaks lipiidide rühmaks ( väikesed lipiidid ) eritavad rasvlahustuvaid pigmente, steroole ja rasvlahustuvaid vitamiine. Mõned neist ühenditest võib liigitada lihtsateks (neutraalseteks) lipiidideks, teised - kompleksseteks.
Teise klassifikatsiooni järgi jaotatakse lipiidid sõltuvalt nende suhetest leelistega kahte suurde rühma: seebistuvad ja mitteseebistuvad.. Seebistatud lipiidide rühma kuuluvad lihtsad ja komplekssed lipiidid, mis leelistega interakteerudes hüdrolüüsivad, moodustades suure molekulmassiga hapete soolad, mida nimetatakse "seepideks". Seebistumatute lipiidide rühma kuuluvad ühendid, mis ei allu leeliselisele hüdrolüüsile (steroolid, rasvlahustuvad vitamiinid, eetrid jne).
Vastavalt nende funktsioonidele elusorganismis jagunevad lipiidid struktuurseteks, säilitavateks ja kaitsvateks.
Struktuursed lipiidid on peamiselt fosfolipiidid.
Säilituslipiidid on peamiselt rasvad.
Taimede kaitselipiidid – vahad ja nende derivaadid, mis katavad lehtede, seemnete ja viljade pinda, loomade – rasvad.
RASVAD
Rasvade keemiline nimetus on atsüülglütseroolid. Need on glütserooli ja kõrgemate rasvhapete estrid. "Atsüül" tähendab "rasvhappejääki".
Sõltuvalt atsüülradikaalide arvust jagunevad rasvad mono-, di- ja triglütseriidideks. Kui molekul sisaldab 1 rasvhapperadikaali, siis nimetatakse seda rasva MONOACYLGLYCEROL. Kui molekul sisaldab 2 rasvhapperadikaali, siis nimetatakse seda rasva DIACYLGLYCEROL. Inimese ja loomade organismis on ülekaalus TRIATSÜLGLÜTSEROOLID (sisaldavad kolme rasvhapperadikaali).
Glütserooli kolme hüdroksüülrühma saab esterdada kas ainult ühe happega, nagu palmitiin- või oleiinhape, või kahe või kolme erineva happega:
Looduslikud rasvad sisaldavad peamiselt segatriglütseriide, sealhulgas erinevate hapete jääke.
Kuna kõigis looduslikes rasvades sisalduv alkohol on sama – glütserool, siis on rasvade vahel täheldatud erinevused tingitud üksnes rasvhapete koostisest.
Rasvadest on leitud üle neljasaja erineva struktuuriga karboksüülhappe. Enamikku neist leidub siiski vaid väikestes kogustes.
Looduslikes rasvades sisalduvad happed on monokarboksüülhapped, mis on üles ehitatud paarisarvu süsinikuaatomeid sisaldavatest hargnemata süsinikuahelatest. Happeid, mis sisaldavad paaritu arvu süsinikuaatomeid, millel on hargnenud süsinikuahel või mis sisaldavad tsüklilisi osi, on väikestes kogustes. Erandiks on isovaleriinhape ja mitmed tsüklilised happed, mida leidub väga haruldastes rasvades.
Kõige tavalisemad rasvad sisaldavad 12–18 süsinikuaatomit ja neid nimetatakse sageli rasvhapeteks. Paljud rasvad sisaldavad väikeses koguses madala molekulmassiga happeid (C2-C10). Vahades on rohkem kui 24 süsinikuaatomiga happeid.
Levinumate rasvade glütseriidid sisaldavad märkimisväärses koguses küllastumata happeid, mis sisaldavad 1-3 kaksiksidet: oleiin-, linool- ja linoleenhape. Nelja kaksiksidemega arahhidoonhapet leidub loomsetes rasvades, viie, kuue või enama kaksiksidemega happeid leidub kalade ja mereloomade rasvades. Enamikul lipiidide küllastumata hapetest on cis-konfiguratsioon, nende kaksiksidemed on isoleeritud või eraldatud metüleenrühmaga (-CH2-).
Kõigist looduslikes rasvades sisalduvatest küllastumata hapetest on oleiinhape kõige levinum. Paljudes rasvades moodustab oleiinhape üle poole hapete kogumassist ja vaid vähesed rasvad sisaldavad alla 10%. Veel kaks küllastumata hapet – linoolhape ja linoleenhape – on samuti väga laialt levinud, kuigi neid leidub palju väiksemates kogustes kui oleiinhapet. Linool- ja linoleenhappeid leidub märgatavas koguses taimeõlides; Loomade organismide jaoks on need asendamatud happed.
Küllastunud hapetest on palmitiinhape peaaegu sama levinud kui oleiinhape. Seda leidub kõigis rasvades, mõned sisaldavad 15–50% happe kogusisaldusest. Steariin- ja müristiinhappeid kasutatakse laialdaselt. Steariinhapet leidub suurtes kogustes (25% või rohkem) ainult mõnede imetajate säilitusrasvades (näiteks lambarasvas) ja mõnede troopiliste taimede rasvades, näiteks kakaovõis.
Rasvades sisalduvad happed on soovitav jagada kahte kategooriasse: peamised ja väiksemad happed. Peamised rasvahapped on happed, mille sisaldus rasvas ületab 10%.
Rasvade füüsikalised omadused
Rasvad ei pea reeglina destilleerimist vastu ja lagunevad ka siis, kui neid destilleeritakse alandatud rõhul.
Sulamistemperatuur ja seega ka rasvade konsistents sõltub neid moodustavate hapete struktuurist. Tahked rasvad, st rasvad, mis sulavad suhteliselt kõrgel temperatuuril, koosnevad valdavalt küllastunud hapete (steariin, palmitiinhape) glütseriididest ja õlid, mis sulavad madalamal temperatuuril ja on paksud vedelikud, sisaldavad märkimisväärses koguses küllastumata hapete (oleiin-, linoolhape) glütseriide. , linoleen).
Kuna looduslikud rasvad on segatud glütseriidide keerulised segud, siis need ei sula mitte kindlal temperatuuril, vaid teatud temperatuurivahemikus ning esmalt need pehmendatakse. Rasvade iseloomustamiseks kasutatakse seda tavaliselt tahkestumise temperatuur, mis ei lange kokku sulamistemperatuuriga - see on veidi madalam. Mõned looduslikud rasvad on tahked; teised on vedelikud (õlid). Tahkumistemperatuur on väga erinev: linaseemneõli puhul -27 °C, päevalilleõli puhul -18 °C, lehmapeki puhul 19-24 °C ja veisepeki puhul 30-38 °C.
Rasva tahkestumise temperatuuri määrab selles sisalduvate hapete iseloom: mida suurem on küllastunud hapete sisaldus, seda kõrgem see on.
Rasvad lahustuvad eetris, polühalogeeni derivaatides, süsinikdisulfiidis, aromaatsetes süsivesinikes (benseen, tolueen) ja bensiinis. Tahked rasvad lahustuvad petrooleetris halvasti; külmas alkoholis lahustumatu. Rasvad on vees lahustumatud, kuid võivad moodustada emulsioone, mis stabiliseeruvad pindaktiivsete ainete (emulgaatorite) nagu valgud, seebid ja mõned sulfoonhapped, peamiselt nõrgalt aluselises keskkonnas. Piim on looduslik rasvaemulsioon, mida stabiliseerivad valgud.
Rasvade keemilised omadused
Rasvad osalevad kõigis estritele iseloomulikes keemilistes reaktsioonides, kuid nende keemilisel käitumisel on mitmeid rasvhapete ja glütserooli struktuuriga seotud tunnuseid.
Rasvadega seotud keemiliste reaktsioonide hulgas eristatakse mitut tüüpi muundumisi.
II peatükk. LIPIIDID
§ 4. LIPIIDIDE KLASSIFIKATSIOON JA FUNKTSIOONID
Lipiidid on heterogeenne keemiliste ühendite rühm, mis ei lahustu vees, kuid lahustuvad hästi mittepolaarsetes orgaanilistes lahustites: kloroformis, eetris, atsetoonis, benseenis jne, s.t. nende ühine omadus on hüdrofoobsus (hüdro – vesi, foobia – hirm). Lipiidide suure mitmekesisuse tõttu on võimatu neile täpsemat määratlust anda. Lipiidid on enamikul juhtudel rasvhapete ja mõne alkoholi estrid. Eristatakse järgmisi lipiidide klasse: triatsüülglütseroolid ehk rasvad, fosfolipiidid, glükolipiidid, steroidid, vahad, terpeenid. Lipiide on kahte kategooriat – seebistuvad ja mitteseebistuvad. Seebistajate hulka kuuluvad estersidet sisaldavad ained (vahad, triatsüülglütseroolid, fosfolipiidid jne). Seebistamatute ainete hulka kuuluvad steroidid ja terpeenid.
Triatsüülglütseroolid või rasvad
Triatsüülglütseroolid on kolmehüdroksüülse alkoholglütserooli estrid
ja rasvhapped (kõrgemad karboksüülhapped). Rasvhapete üldvalem on: R-COOH, kus R on süsivesinikradikaal. Looduslikud rasvhapped sisaldavad 4 kuni 24 süsinikuaatomit. Näitena toome ühe rasvades levinuima steariinhappe valemi:
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 -COOH
Üldiselt võib triatsüülgitseriini molekuli kirjutada järgmiselt:
Kui triatsüoglütserool sisaldab erinevate hapete jääke (R 1 R 2 R 3), muutub glütserooli jäägi keskne süsinikuaatom kiraalseks.
Triatsüülglütseroolid on mittepolaarsed ja seetõttu vees praktiliselt lahustumatud. Triatsüülglütseroolide põhiülesanne on energia salvestamine. 1 g rasva oksüdeerumisel vabaneb 39 kJ energiat. Triatsüülglütseroolid kogunevad rasvkoesse, mis lisaks rasva säilitamisele täidab soojusisolatsiooni funktsiooni ja kaitseb elundeid mehaaniliste kahjustuste eest. Lisateavet rasvade ja rasvhapete kohta leiate järgmisest lõigust.
Huvitav teada! Kaameli küüru täitev rasv ei toimi ennekõike energiaallikana, vaid selle oksüdatsiooni käigus tekkiva vee allikana.
Fosfolipiidid
Fosfolipiidid sisaldavad hüdrofoobseid ja hüdrofiilseid piirkondi ning seetõttu on neil olemas amfifiilsed omadused, s.o. nad on võimelised lahustuma mittepolaarsetes lahustites ja moodustama veega stabiilseid emulsioone.
Fosfolipiidid jagunevad sõltuvalt glütserooli ja sfingosiinalkoholide olemasolust nende koostises glütserofosfolipiidid Ja sfingofosfolipiidid.
Glütserofosfolipiidid
Glütserofosfolipiidi molekuli struktuur põhineb fosfatiidhape, moodustuvad glütseroolist, kahest rasvhappest ja fosforhappest:
Glütserofosfolipiidi molekulides on HO-d sisaldav polaarne molekul seotud fosfatiidhappega estersidemega. Glütserofosfolipiidide valemit võib esitada järgmiselt:
kus X on HO-d sisaldava polaarse molekuli jääk (polaarne rühm). Fosfolipiidide nimetused moodustuvad sõltuvalt ühe või teise polaarse rühma olemasolust nende koostises. glütserofosfolipiidid, mis sisaldavad polaarse rühmana etanoolamiini jääki,
HO-CH2-CH2-NH2
nimetatakse fosfatidüületanoolamiinideks, koliinijäägiks
- fosfatidüülkoliinid, seriin
- fosfatidüülseriinid.
Fosfatidüületanoolamiini valem näeb välja selline:
Glütserofosfolipiidid erinevad üksteisest mitte ainult polaarsete rühmade, vaid ka rasvhapete jääkide poolest. Need sisaldavad nii küllastunud (koosnevad tavaliselt 16–18 süsinikuaatomist) kui ka küllastumata (sisaldavad tavaliselt 16–18 süsinikuaatomit ja 1–4 kaksiksidet) rasvhappeid.
Sfingofosfolipiidid
Sfingofosfolipiidid on koostiselt sarnased glütserofosfolipiididega, kuid glütserooli asemel sisaldavad nad aminoalkoholi sfingosiini:
või dihüdrosfingasiin:
Kõige tavalisemad sfingofosfolipiidid on sfingomüeliinid. Neid moodustavad sfingosiin, koliini, rasvhape ja fosforhape:
Nii glütserofosfolipiidide kui ka sfingofosfolipiidide molekulid koosnevad polaarsest peast (moodustub fosforhappest ja polaarsest rühmast) ja kahest süsivesinike mittepolaarsest sabast (joonis 1). Glütserofosfolipiidides on mõlemad mittepolaarsed sabad rasvhapperadikaalid, sfingofosfolipiidides on üks saba rasvhapperadikaal, teine sfingasiinalkoholi süsivesinikahel.
Riis. 1. Fosfolipiidmolekuli skemaatiline kujutis.
Vees loksutades tekivad spontaanselt fosfolipiidid mitsellid, milles osakese sisse kogutakse mittepolaarsed sabad ja selle pinnal asuvad polaarpead, mis interakteeruvad veemolekulidega (joonis 2a). Samuti on võimelised moodustuma fosfolipiidid kahekihilised(joonis 2b) ja liposoomid– suletud mullid, mida ümbritseb pidev kaksikkiht (joonis 2c).
Riis. 2. Fosfolipiididest moodustunud struktuurid.
Rakumembraanide moodustumise aluseks on fosfolipiidide võime moodustada kaksikkiht.
Glükolipiidid
Glükolipiidid sisaldavad süsivesikute komponenti. Nende hulka kuuluvad glükosfingolipiidid, mis sisaldavad lisaks süsivesikutele ka alkoholi, sfingosiini ja rasvhappejääke:
Need, nagu fosfolipiidid, koosnevad polaarpeast ja kahest mittepolaarsest sabast. Glükolipiidid paiknevad membraani väliskihil, on retseptorite lahutamatu osa ja tagavad rakkude interaktsiooni. Eriti palju on neid närvikoes.
Steroidid
Steroidid on derivaadid tsüklopentaanperhüdrofenantreen(joonis 3). Steroidide üks olulisemaid esindajaid on kolesterooli. Organismis leidub seda nii vabas kui ka seotud olekus, moodustades rasvhapetega estreid (joonis 3). Vabal kujul on kolesterool osa veremembraanidest ja lipoproteiinidest. Kolesterooli estrid on selle säilitusvorm. Kolesterool on kõigi teiste steroidide eelkäija: suguhormoonid (testosteroon, östradiool jt), neerupealiste hormoonid (kortikosteroon jt), sapphapped (desoksükoolhape jt), D-vitamiin (joonis 3).
Huvitav teada! Täiskasvanu keha sisaldab umbes 140 g kolesterooli, suurem osa sellest leidub närvikoes ja neerupealistes. Iga päev satub inimkehasse 0,3–0,5 g kolesterooli ja sünteesitakse kuni 1 g.
Vaha
Vahad on estrid, mis moodustuvad pika ahelaga rasvhapetest (süsiniku arv 14–36) ja pika ahelaga ühehüdroksüülsetest alkoholidest (süsiniku arv 16–22). Vaatleme näiteks oleiinalkoholist ja oleiinhappest moodustatud vaha valemit:
Vahad täidavad peamiselt kaitsefunktsiooni, olles lehtede, varte, viljade ja seemnete pinnal, kaitsevad kudesid kuivamise ja mikroobide tungimise eest. Need katavad loomade ja lindude villa ja sulgi, kaitstes neid märjakssaamise eest. Mesilasvaha toimib ehitusmaterjalina mesilastele kärgede loomiseks. Planktonis on vaha peamine energia salvestamise vorm.
Terpeenid
Terpeeniühendid põhinevad isopreeni jääkidel:
Terpeenide hulka kuuluvad eeterlikud õlid, vaikhapped, kautšuk, karoteenid, A-vitamiin ja skvaleen. Siin on näiteks skvaleeni valem:
Skvaleen on rasunäärmete sekretsiooni põhikomponent.
Lipiidide roll keha elutähtsates protsessides on mitmekesine.
Struktuurne. Koos valkudega on lipiidid kõigi bioloogiliste rakumembraanide struktuursed komponendid ja mõjutavad seetõttu nende läbilaskvust ning osalevad närviimpulsside edastamises ja rakkudevahelise interaktsiooni loomises.
Energia. Lipiidid on kõige energiatihedam rakukütus. 1 g rasva oksüdeerumisel vabaneb 39 kJ energiat, mis on kaks korda rohkem kui 1 g süsivesikute oksüdeerumisel.
Reserv. Lipiidid on rakus kõige kompaktsem energia salvestamise vorm. Täiskasvanu keha rasvasisaldus on 6–10 kg.
Kaitsev. Omades väljendunud soojusisolatsiooni omadusi, kaitsevad lipiidid keha termiliste mõjude eest, rasvapadi kaitseb loomade keha ja elundeid mehaaniliste ja füüsiliste kahjustuste eest; taimede kaitsemembraanid (vahajas kate lehtedel ja viljadel) kaitsevad nakkuste ja liiga intensiivse veevahetuse eest.
Reguleerivad. Mõned lipiidid on vitamiinide, hormoonide, sekundaarsete metaboliitide - prostaglandiinide, leukotrieenide, tromboksaanide - prekursorid. Bakterites määravad lipiidid taksonoomilise individuaalsuse, patogeneesi tüübi ja paljud muud tunnused. Lipiidide metabolismi rikkumine inimestel põhjustab selliste patoloogiliste seisundite arengut nagu ateroskleroos, rasvumine, sapikivitõbi.
Lipiidide klassifikatsioon. Lipiidid on keemiliselt heterogeensed ained. Sellega seoses on nende klassifitseerimisel erinevad lähenemisviisid. Kuid esiteks jagunevad need lihtsateks ja keerukateks.
Lihtsad (neutraalsed) lipiidid hõlmavad eelkõige kõrgemate rasvhapete ja alkoholide derivaate – icüülglütserolipiidid, vahad, kolesterooli estrid, glükolipiidid ja muud sarnased ühendid. Nende molekulid ei sisalda lämmastiku-, fosfori- ja väävliaatomeid.
Teise määrava tunnusena kasutatakse molekuli hüdrofiilset ja hüdrofoobset sektsiooni ühendava ühenduslüli olemust. Selliseks ühikuks on tavaliselt mitmehüdroksüülsed alifootsed alkoholid, mis sisaldavad kahte või hüdroksüülrühma või on ühendatud mõne teise jäägiga; komplekssed lipiidid sisaldavad heteroaatomit, nende hulka kuuluvad fosfolipiidid, glükolipiidid ja steroidid.
Lihtsad lipiidid võib jagada neutraalseks ja polaarseks.
Neutraalsed lipiidid 95-96% on atsüülglütseroolid ja sisuliselt nimetatakse neid rasvadeks.
Polaarsetes glütserolipiidides on kolmas hüdroksüülrühm kas vaba (vabad võivad olla ka kaks OH rühma – need on diatsüül- või monoatsüülglütseroolid). Polaarsetes glütserolipiidides võib kolmas hüdroksüülrühm olla seotud ka hüdrofiilse pearühmaga.
Jääkide hulka kuuluvad rasvhapped. Lipiidide struktuurne mitmekesisus tuleneb peamiselt neis sisalduvate rasvhapete mitmekesisusest, mis erinevad süsinikuahela hargnemise astme ja olemuse, kaksiksideme arvu ja asendi, teiste funktsionaalrühmade olemuse ja arvu poolest ning lõpuks süsinikuahela pikkus. Kõrgemate taimede ja loomade lipiidide hulka kuuluvates rasvhapetes on reeglina paarisarv süsinikuaatomeid ja ülekaalus on happed, mille molekuli kohta on 16-20 süsinikuaatomit.
Looduslike rasvhapete lihtsaimate esindajate hulka kuuluvad üldvalemiga pika hargnemata süsivesinikahelaga küllastunud happed.
CH 3 (CH 2) ja COOH, nende peamised esindajad on toodud tabelis.
Kõige tavalisemad looduslikult esinevad rasvhapped
| Koodi tähistus * | Struktuur | Süstemaatiline nimi | Triviaalne nimi |
| Alates 12:0 Alates 14:0 Alates 16:0 Alates 18:0 Alates 20:0 Alates 22:0 Alates 24:0 Alates 14:1 Alates 16:1 Alates 18:1 Alates 18:1 Alates 18:1 Alates 18 :1 Alates 22:1 Alates 18:2 Alates 18:3 Alates 20:3 Alates 20:4 | CH 3 (CH 2) 10 COOH CH 3 (CH 2) 12 COOH CH 3 (CH 2) 14 COOH CH 3 (CH 2) 16 COOH CH 3 (CH 2) 18 COOH CH 3 (CH 2) 20 COOH CH 3 (CH 2) 22 COOH CH 3 (CH 2) 3 CH \u003d CH (CH 2) 7 COOH CH 3 (CH 2) 5 CH \u003d CH (CH 2) 7 COOH CH 3 (CH 2) 7 CH \u003d CH (CH 2) 7 COOH CH 3 (CH 2) 5 CH \u003d CH (CH 2) 9 COOH CH 3 (CH 2) 5 CH \u003d CH (CH 2) 9 COOH CH 3 (CH 2) 10 CH \ u003d CH (CH 2) 4 COOH CH 3 (CH 2) 7 CH \u003d CH (CH 2) 11 COOH CH 3 (CH 2) 4 (CH \u003d CHCH 2) 2 (CH 2) 6 COOH CH 3 CH 2 (CH \u003d CHCH 2) 3 (CH 2) 6 COOH CH 3 (CH 2) 4 (CH=CHCH 2) 3 (CH 2) 5 COOH CH 3 (CH 2) 4 (CH=CHCH 2) 4 (CH 2) 2 COOH | Küllastunud n- Dodekaan n- Tetradekaan n- Heksadekaan n- Oktadekaan n-Eicosanova n-Docosanova n-Tetracosanova monoeeniline cis-Tetradetseen-9-muna cis-Heksadetseen-9-muna cis-oktadetseen-9-muna cis-oktadetseen-11-muna transs-oktadetseen-11-muna cis-oktadetseen-6-muna cis- dokoseen-13-polüeen-cis, cis-oktadekadieen-9,12-ova cis, cis, cis-oktadekatrieen-9, 12, 15-ova cis, cis, cis-eikosatrieen-8,11,14-ova cis, cis , cis, cis-Eikosatetraeen-5,8,11,14-ova | Lauriin-mürist-palmiit-steariin-arahhiid-beheen-lignoteeriin-müristool-palmitoleiinhape, oleiinhape, vaktsiin trans-vaktsiin, petroseliinhape, linool-linool-linoleen-dihomo-γ-linool-arahhidoon |
* Numbrid näitavad süsinikuaatomite ja kaksiksidemete arvu ahelas
Nende hulgas on erilisel positsioonil palmitiinhape (C 16:0), mida saavad sünteesida kõik organismid, olles rasvhapete süntetaasi toimel tekkiv esmane saadus ja lähteaine rühma teiste hapete biosünteesiks. - steariin, lauriin, mürist jne.
Nii küllastunud kui ka küllastumata rasvhapete biosüntees toimub ahela pikendamise tõttu kaheks CH 2 rühmaks ELON gaasiensüümide toimel.
Kõrgemaid taimi iseloomustavad peamiselt C18-küllastumata happed, mis saadakse biosünteetiliselt C18:0 steariinhappest ensüümi desaturaasi toimel.
Imetajatel ja paljudel bakteritel, palmitiin- ja steariinhappega
happed toimivad lähteainetena kahele laialt levinud
monoeenilised (monoküllastumata) rasvhapped – palmitiin- ja oleiinhape. Peaaegu kõik looduslikult esinevad monoeenhapped on cis-isomeerid
CH 3 (CH 2) m CH=CH (CH 2) n COOH monoeenrasvhapete üldvalem
Imetajate rasvad ja taimsed lipiidid sisaldavad märkimisväärses koguses polüeenrasvhappeid. Kõik looduslikud polüeenhapped on konjugeerimata: cis- kaksiksidemed nende süsivesinike ahelates on reeglina eraldatud ühe metüleenrühmaga. Selle tulemusena moodustub happemolekulides üks või mitu korduvat rühma
–CH=CH-CH2 -CH=CH-, seetõttu nimetatakse neid divinüülmetaani seeria hapeteks, need on esitatud üldvalemiga
Linoolhapped (n=2) ja linoleenhapped (n=3) ei sünteesita kõrgemate loomade ja inimeste organismis, vaid tulevad toidust, neid nimetatakse sageli asendamatuteks või asendamatuteks rasvhapeteks. Arahhidoon- ja dihomo-y-linoolhapped on prostaglandiinide ja leukotrieenide biosünteesi prekursorid.
Koos sirge ahelaga küllastunud ja küllastumata hapetega esinevad looduslikult hargnenud ahelaga rasvhapped. Eelkõige hõlmavad need kõige laiemalt levinud looduslikku tuberkulosteariinhapet, mis eraldati esmakordselt tuberkuloosibatsillist
Tsüklopropaanitsüklit sisaldavaid rasvhappeid on leitud mõnedes taimedes ja bakterites, nagu laktobatsill ja strehulic. Selliste hapete biosüntees toimub metüleenrühma ülekandmisel S-adenosüülmetioniinilt monoeenhappe kaksiksidemele
Looduslikud lipiidid sisaldavad ka hüdroksühappeid, mis on osa bakterirakkude lipiididest. Näiteks 2(3)-hüdrotsüsteariin, 2(3)-hüdroksüpalmeetiline, 2-hüdroksülignoteeriin, ritsinoolhape
Lipiidide koostise ja nende rasvhapete koostise uuringud olenevalt nende allikate kasvutingimustest on näidanud, et hüdroksühapped kogunevad märkimisväärses koguses stressirohkes olukorras (külm, kuivad aastad jne).
Atsüülglütseriidid võivad olla lihtsad - moodustatud ainult ühest happest - ja komplekssed või segatud, kui need sisaldavad erinevate hapete jääke. Lisaks võivad triatsüülglütseriidide funktsionaalsed rühmad olla ruumis erinevalt orienteeritud. Need erinevad orientatsioonid on kahvli, tooli, varda kujulised
Puhtad atsüülglütseriinid on värvitud, maitsetud ja lõhnatud ained. Rasvade värvuse, lõhna ja maitse määrab spetsiifiliste lisandite olemasolu neis. Atsüülglütseroolide sulamis- ja külmumistemperatuurid ei lange kokku. See võib olla ülejahutuse või mitmete kristallide modifikatsioonide tagajärg. jääke sisaldavate triatsüülglütseroolide sulamistemperatuur transs-küllastumata happeid on rohkem kui jääke sisaldavatel atsüülglütseroolidel cis- sama arvu süsinikuaatomitega küllastumata rasvhapped.
Lisaks sellele, et triglütseriidid kasutatakse ettenähtud otstarbel rasvadena, võivad need olla üksikute või peaaegu individuaalsete komponentide allikaks, näiteks puuvillapalmetiini tootmiseks demargariniseerimise teel. Jaotus põhineb käärkambritel mitte ainult küllastunud ja küllastumata triglütseriidide sulamis- ja keemistemperatuurides, vaid ka cis- Ja transs-küllastumata glütseriidide isomeerid.
Vahad on rasvataolised ained, mis on toatemperatuuril tahked. Vaha koostis sisaldab rasvhapete ja kõrgemate ühehüdroksüülsete (harvemini kahehüdroksüülsete) alkoholide estreid ning happed ja alkoholid sisaldavad enamasti paarisarv süsinikuaatomeid (C 13 -C 36). Lisaks sisaldavad vahad alati vabu happeid ja sageli ka süsivesikuid, kaasasolevate ühenditena steroole ja värvaineid.
Vahad jagunevad taimseteks ja loomseteks vahadeks. Taimedes leidub vahasid peamiselt välimises kihis ja neil on põhiliselt kaitsev roll. Lehtede, varte, viljade ja taimede enda katmine õhukese vahakihiga kaitseb taimi kahjustuste ja kahjurite eest ning aeglustab veekadu. Taimsete vahade hulka kuuluvad palmilehevaha (karnaubavaha), linavarrevaha ja tööstuslikult toodetud kandeillavaha.
Loomsete vahade hulka kuuluvad spermatseet; see eraldatakse spermatseetõlist, mis sisaldub kašelotti koljuõõnes. Domineeriv palmitiinhappe tsetüülester spermatsetaadis on C 15 H 31 COOC 16 H 33.
Mesilasvaha sisaldab C 24 -C 34 alkohole, mis on esterdatud kõrgemate hapetega (palmitiin C 15 H 31 COOH, tserotiin C 25 H 51 COOH).
Hiina vaha, mida eritavad putukad, koosneb peamiselt tserotiinhappe tserüülestrist (C 25 H 51 COOC 26 H 53).
Võrreldes glütseriididega on vahaestreid raskem seebistada ja need lahustuvad tavalistes rasvalahustites vähem.
Vahad leiavad mitmesuguseid rakendusi kreemide, salvide, huulepulkade lisandina, neid kasutatakse küünalde, seepide, plaastrite, šampoonide valmistamisel. Näiteks karnaubavaha.
Vahade koostis on taimeti erinev. Ainulaadne vaha leiti California simongia (jojoba) viljadest ja seemnetest. See vaha on vedel. Selle indiaanlased sõid seda ja kasutasid selle raviomadusi (haavade paranemine jne). Selle eripära on see, et see toimib seemnete idanemise ajal kasutatava varutoitainena. Ilma triatsüülglütseriidideta see vaha ei põle ega lagune nagu tavaline õli. See võimaldab seda kasutada kiirete mootorite määrimiseks, mis pikendab nende tööaega 5-6 korda. Vastupidav roheline jojobapõõsas on vähenõudlik, kasvab kehval ja soolasel pinnasel ning selle viljad ja seemned sisaldavad kuni 50% vedelat vaha.
Rasvataoliste ainete hulka kuuluvad kutiin ja suberiin.
Cutin katab epidermise õhukese kihiga……………..
riided kuivamise ja mikroorganismide tungimise eest. See koosneb C 16 ja C 18 ω-hüdroksükarboksüülhapetest, mis on omavahel estersidemetega seotud polümeerivõrgustikuks.
Suberiin on polümeer, mis läbib primaarse juurekoore rakuseinu. See muudab rakuseinad tugevaks ning vett ja gaase mitteläbilaskvaks, mis suurendab sisekoe kaitseomadusi. Suberiin on sarnane Cutiniga, kuid sisaldab lisaks hüdroksühapetele dikarboksüülhappeid ja kahehüdroksüülseid alkohole.
Glükolipiidid. See termin viitab mitmekesisele ja laiale lipiidide rühmale, milles lipiidimolekuli hüdrofoobne osa on ühendatud hüdrofiilse polaarse pearühmaga, mis koosneb ühest või mitmest süsivesikujäägist. Glükolipiidide peamisteks süsivesikuteks koostisosadeks on kõige sagedamini glükoos ja galaktoos või nende sulfaaditud derivaadid (tavaliselt galaktosüülsulfaat), aminosuhkrud (galaktosaliin ja glükosaliin) või nende atsetüülderivaadid. Glütseroglükolipiide esindavad looduses peamiselt glükosüüldiatsüülglütseroolid.
Loeng nr 2
Komplekssed lipiidid.
Glütserofosfolipiidid Kõigi glütserofosfolipiidide ühine struktuurifragment on fosfolipiidhape (1,2-diatsüül-3-fosfoglütserool)
Fosfatiidhape tekib organismis triatsüülglütseriidide ja glütserofosfolipiidide biosünteesi käigus tavalise vahemetaboliidina. Kõik looduslikud glütserofosfolipiidid kuuluvad L-seeriasse ja neil on üks asümmeetriline aatom. Erinevate glütserofosfolipiidide rasvhappeline koostis varieerub isegi sama organismi sees, mis määrab fosfolipiidide spetsiifilisuse.
Fosfolipiidid on enamiku looma-, taime- ja bakterirakkude membraanide olulised komponendid.
Sõltuvalt HOR asendajatest eristatakse erinevaid fosfolipiidide rühmi
| Glütserofosfolipiidi nimi | HOR grupp | |
| Triviaalne nimi | Struktuur | |
| Lämmastikuvaba |  |
|
| Fosfatüülglütseriid | glütserool | |
| Fosfatidüülglütseriid | kardiolipiin |  |
| Fosfatidüülinositool | inositool |  |
| Sisaldab lämmastikku |  |
|
| Fosfatidüületanoolamiin | tsefaliin | |
| Fosfatidüülkoliin | koliin (letsitiin) |  |
| Fosfatidüülseriin | seriin |  |
Letsitiin sisaldab aminoalkoholi trimetüülammooniumsoola kujul. Sõltuvalt sellest, millise süsinikuaatomiga on fosforhape seotud, eristatakse selle α- ja β-vorme
α-letsitiin β-letsitiin
Letsitiin leidub rakkudes, eriti inimeste ja loomade ajukoes; taimedes leidub seda peamiselt sojaubades, päevalilleseemnetes ja nisuidudes. Bakterites on selle sisaldus äärmiselt madal.
Tsefaliini leidub ka kõrgemate taimede ja loomade rakumembraanides.
Lisaks diatsüülglütseriidide klassi kuuluvatele fosfolipiididele leidub paljudes loodusobjektides vähesel määral ka monoatsüülglütseriide, mida nimetatakse lüsofosfolipiidideks.
x - koliini, etanoolamiini, seriini jäägid
Imetajate ajus ja närvirakkude membraanides esinevad glütserofosfolipiidid koos tsükliliste polühüdroksüderivaatide ja vaba OH-rühmaga.
Need moodustuvad hüdrolüüsi teel teises positsioonis oleva fosfatidiadikoonsideme juures spetsiifilise ensüümi, fosfolipaasi A2 toimel. Lüsofosfolipiidid moodustavad tugeva hemolüütilise toime.
lüsofosfolipiidid
Plasmalogeenid. Need erinevad ülaltoodud glütserofosfolipiididest selle poolest, et esimese süsinikuaatomi juures oleva happejäägi asemel sisaldavad nad α, β-küllastumata alkoholi, mis on seotud eetersideme kaudu OH-rühmaga………
Selle rühma hüdrolüüsil tekivad aldehüüdid, sellest ka nimetus fosfatiidid. Plasmalogeenid moodustavad kuni 10% ajus ja lihaskoes leiduvatest fosfolipiididest.
plasmalogeeni näide
(fosfatidooletanoolamiin)
Neid leidub ka erütrotsüütides (kuni 25%), need on osa bakterite membraanidest, kuid taimedes neid praktiliselt ei leidu. Hüdrogeenitud analoogi nimetatakse trangotsüütideks. See kiirendab agregatsiooni.
Kardiolipiin paikneb praktiliselt listokondrites ja mängib olulist rolli hingamiskomplekside struktuurilises korralduses ja toimimises.
Glükoglütserolipiidide hulgas leidub väikest rühma fosforit sisaldavaid glükolipiide, mida leidub peamiselt bakterirakkudes. Näiteks
Glütserofosfolipiidide jäägid võivad sisaldada süsivesikute jääke alkoholikomponendina H 3 PO 4 .
Komplekssed lipiidid on ka sfingosiini või selle küllastunud analoogi - dihüdrofosfingosiini derivaadid
sfingosiin D-sfinganiin
(D-i-sfingeniin)
Sfingosiinrasvhappe NH 2 rühma atsüülimisel moodustub keramiid, mille fosfokoliini derivaati nimetatakse sfingomüeliiniks, see tähendab, et OH rühm võib sisaldada H 3 PO 4 jääki.
Aju ja närvikuded on eriti rikkad sfingolipiidide poolest. Sfingomüeliine leidub neerude, maksa ja verelümfi kudedes.
Üldiselt on looduslikud pikaahelalised alused (sfingosiinid) kahte tüüpi C12-C22 ühendid. Kolme funktsionaalrühmaga küllastumata molekulid (asotsüülitud esindajad) on peamiselt loomset päritolu, samas kui nende nelja rühmaga küllastunud analoogid on taimset päritolu:
Vaba NH 2 - rühmaga - atsüülitud NH 2 - rühmaga sfingosiinid - tseramiidid, mis sisaldavad fosforhapet ja koliini jääki - sfingomüeliine.
Glükosfingolipiidid– keramiidi derivaadid, mille alkoholirühm on glükosüülitud ühe või mitme süsivesiku jääkidega.
Tserebrosiidid
galaktosüültseramiidid
Gangliosiidid on oligomeerne süsivesikute osa – hargnenud. Selle poolest erinevad nad tserebrosiididest.
Nii nagu atsüülglütseriidide puhul, ei ole ka samast toorainest eraldatud fosfolipiidide koostis identne, taimed sisaldavad olenevalt põllukultuuri tüübist 0,3–1,8% fosfolipiide.
Keramiide leidub paljudes loomade ja taimede kudedes, swingomüeliinid on iseloomulikud ainult loomarakkudele. Sfingolipiidid sisalduvad paljudes ravimvormides, seega on nende keemiline süntees omandatud. Sfingolipiidide baasil on loodud farmakoloogiliselt aktiivsed preparaadid, antibakteriaalsed ained, kosmeetika, mis võimaldavad kaitsta viiruste, bakterite ja seente eest.
Sfingoühendite looduslike allikatena kasutatakse punaseid vetikaid, merekäsnasid ja meritähti.
Sojaubadest saab eraldada tserebrosiide, kuid sfingolipiidide looduslikud esindajad on madala sisalduse tõttu kallid. Ja farmakoloogilistel eesmärkidel saadakse neid sünteetiliselt. Peamiselt kasutatakse biokeemilisi meetodeid.
Lipiidide funktsionaalsed omadused
Vastavalt nende funktsioonidele organismis jagatakse lipiidid kahte põhirühma – säilitus- ehk reserv- ja struktuursed ehk protoplasmaatilised.
Varulipiidid (peamiselt atsüülglütseriidid) on kõrge kalorsusega ning moodustavad keha energia- ja ehitusvaru, mida ta kasutab toitumisvaeguse perioodidel ja haiguste ajal. Rasva kõrge kalorsusega sisaldus võimaldab kehal äärmuslikes olukordades oma varudega pikka aega (mitu nädalat kuni 1,5 kuud) ellu jääda. Säilituslipiidid on kaitseained, mis aitavad organismil (taimel või loomal) vastu pidada väliskeskkonna kahjulikele mõjudele, näiteks madalatele temperatuuridele. Viimane on taimedele väga oluline, nad kannatavad rohkem talvise ja suvise temperatuurikõikumise all. Sellega seoses sisaldab kuni 90% kõigist taimedest säilituslipiide. Loomade ja kalade lipiidid on koondunud nahaalusesse rasvkoesse ja kaitsevad keha vigastuste eest. Vahasid võib liigitada ka kaitsvate lipiidide hulka. Säilituslipiidid enamikus taimedes ja loomades on lipiidide põhirühm massi järgi (95-96%) ja neid ekstraheeritakse rasva sisaldavast materjalist suhteliselt kergesti (“vabad lipiidid”).
Struktuursed lipiidid – ja need on eelkõige fosfolipiidid – moodustavad kompleksseid komplekse valkude, süsivesikutega ning on selliste supramolekulaarsete struktuuride kujul osa rakuseinast ja osalevad rakus toimuvates keerulistes protsessides. Nendega seotud ja tihedalt seotud lipiide on raske eraldada. Nende ekstraheerimiseks on kõigepealt vaja hävitada nende sidemed valkude ja süsivesikutega.
Õliseemnete toorainest lipiidide ekstraheerimisel kantakse õlisse suur rühm aineid – pigmendid, rasvlahustuvad vitamiinid ja steroolid. Kõik need kaasnevad ained mängivad elussüsteemide elus olulist rolli.
Toorrasvas sisalduvad seotud ained
1. Rasvlahustuvad pigmendid on ained, mis määravad õlide ja rasvade värvuse, millest levinumad on karotenoidid ja klorofüllid.
Karotenoidid on taimsed punakaskollased pigmendid, mis annavad värvi mitmetele rasvadele, aga ka juur- ja puuviljadele, munakollastele ja paljudele teistele toodetele. Oma keemilise olemuse poolest on need süsivesinikud C 40 H 56 - karoteenid ja nende hapnikku sisaldavad derivaadid. Nende hulgas on kõige kuulsam β-karoteen (pro-vitamiin A)
β-karoteen annab värvi köögiviljadele, puu- ja juurviljadele. Lisaks värvimisomadustele on β-karoteen oluline, kuna see on A-vitamiini eelkäija. Suures koguses β-karoteeni leidub porgandites, maisiseemnetes ja palmiõlis.
Saialille kroonlehtede kollane värvaine on rasvlahustuv värv ja eraldatakse taimest õliekstraktina. Seda kasutatakse rasvlahustuvate toodete - või, juustu jne värvimiseks õliekstraktina.
Karotenoidid baksiin ja norbiksiin eraldatakse oleandripuu (Bixaorellana) seemnetest ja viljalihast, need lahustuvad taimeõlis ja neid kasutatakse toiduvärvidena.
Klorofüll, roheliste taimede värvaine, on magneesiumi kompleks porfiini derivaatidega.
Klorofüll koosneb sinakasrohelisest klorofüllist (A) ja kollakasrohelisest klorofüllist (B) vahekorras 2:1…………………………
R = CH3 (klorofüll)
Klorofüll annab rohelise värvi paljudele juur- ja puuviljadele – salat, roheline sibul, till. Puuvillaseemned sisaldavad pigmenti, mida nimetatakse gossüpoliks. 0,14–2,5% gossüpool ise ja selle muundumissaadused värvivad puuvillaseemneõli tumekollaseks või pruuniks. Gossüpol, mis sisaldub puuvilla seemnetes, lehtedes ja vartes, on mürgine aine. Liigne gossüpool õlis on vastuvõetamatu, kuna see on mürgine aine. Rafineerimata õlide säilitamisel ja kuumutamisel moodustab gossüpol tumedaid tooteid ja annab õlile ebameeldiva maitse. Toimub kiire oksüdatsioon. Oma struktuuris on gossüpol naftaleendi dimeer, mis sisaldab hüdroksüüli, aldehüüdi, metüüli ja isopropüüli asendajaid:
Rasvlahustuvad vitamiinid. Need on peamiselt A-rühma vitamiinid (retinool), D-rühma vitamiinid (ergokaltsiferool - D2 ja kolkaltsiferool - D3), tokoferoolid (E-vitamiin), K-rühma vitamiinid (fülokinoonid ja menakinoonid). Pigmentidest ja vitamiinidest tuleb pikemalt juttu kursusel “Toidu- ja toidulisandid”.
steroolid. Need on seebistamatud ained – polütsüklilised alkoholid ja eetrid. Steroolide aluseks on perhüdrotsüklopentafenatreen, mille kolmandal positsioonil on OH-rühm, 17. positsioonil on R-asendus, mis varieerub sõltuvalt sterooli tüübist
jne R/ - rasvhapete jääk
OH kolmandal positsioonil võib olla esterdamine äädikhappe või rasvhappejäägiga.
Steroolid on alitsüklilised ained, mis kuuluvad steroidide rühma; need on tavaliselt kristalsed ühehüdroksüülsed alkoholid (steroolid) või nende estrid (steriidid).
Sõltuvalt steroolide allikast jagunevad need järgmisteks osadeks:
zoosteroolid – leidub loomsetes rasvades
fütosteroolid – leidub taimedes
mükosteroolid – leidub seentes
Steroolide roll on reguleerida ainevahetust organismis, täpsemalt sapphappeid, treenida immuunsüsteemi ja mitmeid teisi, aidata vähendada stressitegureid, nagu kehv toitumine, halb kokkupuude keskkonnaga, saaste, mõned neist on põletikuvastased ja antihüpoglükeemiline toime, mis on oluline südame-veresoonkonna haiguste ja diabeedi ravis.
Loomsete steroolide hulgas on kõige olulisem kolesterool. Ühelt poolt on see vajalik steroidhormoonide sünteesiks, kuid selle liig aitab kaasa veresoonte ladestumisele naastude kujul, mis muudab need rabedaks. Seetõttu tuleb selle toidust saamist kontrollida. Normaalseks peetakse kolesterooli taset 198-200 mg/päevas. Kolesterooli saadakse nii toiduga 300-500 mg päevas kui ka biosünteetiliselt moodustub 500-1000 mg. (70-80% sünteesitakse maksas).
Kolesterooli leidub kõigi loomade kudedes ja taimedes see puudub või esineb väikestes kogustes.
Ergosterool on D-vitamiini eelkäija.
Taimsetest steroolidest on kõige olulisem ekdüsteroon. See toimib lihaskoele anaboolsena, parandab maksa ja südame tööd ning parandab vere koostist. Seda võetakse sportlaste toidulisandina.
Rasvade ladustamisel toimuvad protsessid.
Säilitamise ajal on rasvad ebastabiilsed ja hävivad suhteliselt kiiresti. Transformatsioonid võivad toimuda piki esterrühmi või piki molekuli süsivesiniku karkassi.
Triglütseriidide hüdrolüüs
………………
Hüdrolüüs toimub järk-järgult diatsüüli, monoatsüüli vahepealse moodustumisega ja seejärel täieliku hüdrolüüsiga glütserooliks. Rasvhapete, glütserooli, mono- ja diatsüülglütseroolide tootmise tehnoloogias kasutatakse laialdaselt triatsüülglütseroolide hüdrolüüsi. Rasvade, teravilja lipiidide, jahu, teravilja ja muude rasva sisaldavate toitude hüdrolüütiline lagunemine on üks nende kvaliteedi halvenemise põhjusi. See protsess on eriti kiirenenud, kui tooteid hoitakse valguse käes, kõrge niiskuse, kõrge temperatuuri või muude vananemist kiirendavate tingimuste juures. Rasva hüdrolüüsi sügavust saab iseloomustada happearvuga. Happearv on KOH arv mg, mis on vajalik 1 g toidus või rasvas sisalduvate vabade rasvhapete neutraliseerimiseks. Happearv on üks toote kvaliteedi näitajatest ja seda reguleerib standard.
Ümberesterdamine. Suur praktiline tähtsus on reaktsioonidel, mille käigus toimub atsüülrühmade vahetus (atsüülmigratsioon) – molekulidevaheline ja molekulisisene ümberesterdamine. Keemiliselt võib see protsess toimuda erinevate ainete mõjul. Praktikas on see atsüülrühmade vahetusprotsess oluline pehme konsistentsiga rasvade saamiseks kõrge sulamistemperatuuriga loomset päritolu rasvade ja vedelate taimsete rasvade ristesterdamisel. Tulemuseks on plastikmargariinid sulamistemperatuuriga 25-35 0 C. Selliseid rasvu on väga mugav kasutada küpsetistes, kondiitritoodetes ja kookides. Rasvade ümberesterdamisel kasutatakse katalüsaatoritena leeliseid ja alkoholaate. Kui need interakteeruvad triatsüülglütseroolidega, toimub esmalt seebistumisprotsess, moodustub naatrium- või kaaliumglütseraat, mis on tegelik ümberesterdamise katalüsaator. Ümberesterdamise mehhanism on sama, mis monoalkoholi estrite puhul.
Ümberesterdamisreaktsiooni mehhanismiks on estri karbonüülrühma ›C=O interaktsioon alkoholirühmadega.
Kiirus sõltub rasva koostisest, seebistumisastmest, temperatuurist ning katalüsaatori tüübist, kogusest ja aktiivsusest.
Atsüülglütseroolide reaktsioonid süsivesinikradikaalidega
1. Atsüülglütseroolide hüdrogeenimine. See viiakse läbi H2 mõjul kõrgendatud temperatuuril katalüsaatori (kõige sagedamini Ni-Re) juuresolekul. Näiteks õlide ja rasvade hüdrogeenimine molekulaarse vesinikuga tööstuses toimub temperatuuril 180-240 ◦ C vask-nikkelkatalüsaatorite juuresolekul atmosfäärilähedasel rõhul. Hüdrogeenimise eesmärk on muuta rasvhapete koostist, et muuta rasva konsistentsi ja omadusi. Sõltuvalt vesiniku täielikust või osalisest lisamisest küllastumata ahelasse tekivad erineva konsistentsiga rasvad. Peamine keemiline reaktsioon, mis toimub, on vesiniku lisamine atsüülglütseroolides sisalduvate karboksüülhapete külgahelates olevatele kaksiksidemetele
Reaktsioon sarnaneb alkeenide hüdrogeenimisega.
Võttes arvesse asjaolu, et erinevad kaksiksidemed interakteeruvad vesinikuga erineval viisil, on küllastumata atsüülglütseriidide molekulides võimalik valikuliselt hüdrogeenida üht või teist kaksiksidet. Nii et vedelates õlides hüdrogeenitakse esmalt üks linoolhappe kaksiksidemest linoleenhappeks, seejärel redutseeritakse linoleenhape oleiinhappeks ja alles siis moodustub liigsel hüdrogeenimisel steariinhape.
Reaktsioonitingimuste ja sobivate katalüsaatorite valimisel on võimalik saavutada soovitud rasva struktuur.
Loeng nr 3
Määrates kindlaks hüdrogeenimistingimused ja sobiva katalüsaatori,
saad soovitud rasvastruktuuri.
Vältida kaasnevaid kaksiksidemete asukoha isomerisatsiooniprotsesse ja cis-trans- isomerisatsiooni saab saavutada katalüsaatori ja hüdrogeenimistingimuste valimisel.
Atsüülglütseriidide oksüdatsioon. On hästi teada, et olefiinid oksüdeeruvad kergesti õhuhapniku toimel kaksiksideme allüülasendis. Rasvad, mille molekulis on küllastumata süsivesinike ahel, pole erand. Peamised tooted on erineva struktuuriga hüdroperoksiidid
Saadud hüdroperoksiidid on ebastabiilsed ja võivad muutuda muudeks toodeteks nii hüdroperoksiidrühmade endi transformatsioonide kui ka hüdroperoksiidide poolt algatatud protsesside tõttu. Sel juhul võivad moodustuda erineva pikkusega süsivesinikahelatega epoksiidid, alkoholid, aldehüüdid, ketoonid, happed ja nende derivaadid.
Lisaks võib õhuhapnikuga autokatalüütilise oksüdatsiooni protsessidega kaasneda sügavam oksüdatsioon koos ahela hävimise, isomerisatsiooni ja polümerisatsiooniga, mille tulemusena akumuleeruvad aldehüüdid, polüeenid, eetrid ja peroksiidid.
Õlide ja rasvade oksüdatsiooni suund ja sügavus sõltub eelkõige nende atsüülkoostisest.
Atsüülglütseroolide koostises sisalduvate rasvhapete küllastumatuse astme suurenemisega suureneb nende oksüdatsioonikiirus. Näiteks oleiin-linool- ja linoleenhapete oksüdatsioonikiiruse suhe on 1:27:77. Atmosfäärihapnikuga küllastunud hapete atsüülglütseroolid normaalsetes tingimustes ei oksüdeeru. Inhibiitorid aeglustavad oksüdatsiooniprotsessi. Need moodustavad stabiilseid radikaale, mis ei osale enam oksüdatsiooniprotsessis. Sellised ühendid hõlmavad ionooli ja teisi triasendatud fenooliühendeid. Looduslikest antioksüdantidest on suurim tähtsus tokoferoolgosüpolil. Antioksüdantide lisamisega koguses 0,01% suureneb rasvade vastupidavus oksüdatsioonile 10-15 korda.
Oksüdantide aktiivsust mõjutavad kaasnevad ained, mistõttu sünergistide (kreekakeelsest sõnast synergos – koos toimides) juuresolekul pikeneb antioksüdantide toimeaeg. Sünergistide toimemehhanism võib olla väga erinev. Nad võivad deaktiveerida oksüdatsiooni soodustavaid tegureid, näiteks deaktiveerida metallide jälgi (Pb, Cu, Co, Mn, Fe jne), mis toimivad oksüdatsioonikatalüsaatoritena. Aktiivsed sünergistid on ühendid, mille molekulis on hüdroksü- ja aminofunktsioonid. Sidrun- ja askorbiinhape on end kompleksidena hästi tõestanud. Fosforhappe derivaadid on samuti sünergistid.
Rasva oksüdatsiooni kiirus väheneb hapnikusisalduse vähenemisel ja suureneb temperatuuri tõustes ja otsese päikesevalguse käes. Organismis toimub lipiidide oksüdatsioon bioloogiliste katalüsaatorite – lipoksügenaaside – mõjul. Selline ensümaatiline oksüdatsioon, mis põhjustab õlide rääsumist, on iseloomulik ladustatud õliseemnete, teraviljade ja nende töödeldud toodete (jahu, teravili) lipiidide kompleksile. Kõik need objektid sisaldavad koos rasvadega ka lipaasi ja lipoksügenaasi ensüüme. Igal neist on oma eesmärk – lipaas katalüüsib triatsüülglütseroolide hüdrolüüsi ja lipoksügenaas katalüüsib küllastumata rasvhapete (peamiselt linool- ja linoleenhapete) hüdroperoksiidide moodustumist. Vabad rasvhapped oksüdeeruvad kiiremini kui nende jäägid, mis sisalduvad rasva triglütseriidide molekulis. Seega saab ensümaatilist rääsumist väljendada järgmise üldskeemiga
Ja seejärel oksüdeeritakse saadud küllastumata hape lipoksügenaasi kohtades porhüdroksüühenditeks
Nagu eespool kirjeldatud, võib oksüdatsiooniprotsess jätkuda. Hüdroperoksüd moodustavad ja sekundaarsed metaboliidid – aldehüüdid ja ketoonid – põhjustavad toidutoorme ja paljude lipiide sisaldavate toodete kvaliteedi halvenemist, margariini, piimarasva, jahu ja teraviljade nn rääsumist. Seetõttu omandavad lipiide sisaldavad tooted, mida hoitakse pikka aega õhuhapniku, niiskuse, valguse ja neis sisalduvate ensüümide mõjul, järk-järgult ebameeldiva maitse ja lõhna. Mõned neist on värvi muutnud. Nad koguvad kehale kahjulikke oksüdatsiooniprodukte. Samal ajal ei vähene mitte ainult nende toiteväärtus ja bioloogiline väärtus, vaid need võivad osutuda täiesti tarbimiskõlbmatuteks.
Toidu rasva riknemisega kaasnevad muutused mitte ainult triglütseriidides, vaid ka nendega seotud ainetes. Näiteks on taimeõlide värvimuutus soolamise ajal seotud karotenoidide oksüdeerumisega. Hallitanud teradest saadavate õlide tume värvus on tingitud neisse kogunenud mükotoksiinide oksüdatsioonist. Puuvillaseemneõli väga tume värv on seotud gossüpoli oksüdatsiooniproduktide ilmumisega. Rasva lagunemise sügavamate protsessidega kaasneb nii raskete polümerisatsiooniproduktide kui ka kergete, näiteks trimetüülamiin N(CH 3) 3 tekkimine - see annab toodetele rääsunud heeringa lõhna. Rasvad ja neid sisaldavad tooted ei ole ladustamise ajal võrdselt stabiilsed, see sõltub nende rasvhapete koostisest, esinevate lisandite olemusest ja ensüümide olemasolust või puudumisest. Kõik see määrab nende pakendamise, ladustamise ja valmistoodete säilivusaja tingimused. Kõige vähem säilivad margariin, või ja kanarasv.
Rasva riknemise analüüs viiakse läbi peamiselt organoleptiliselt. Esimesel etapil ilmneb ebameeldiv maitse, mis ei ole hinnatavale õlile või rasvale omane (rasv võib mõjuda ärritavalt - pigistav tunne kurgus, tekitades põletustunnet, kriimustus. Mõnevõrra hiljem tekib ebameeldiv lõhn (mõnikord kuivava õli lõhn).Või või margariini riknemise kvalitatiivsel hindamisel kasutatakse termineid: “rasvane”, “juustu maitse”, “leasus” ja lõpuks “rääsumine”.
Toorainete ja toiduainete lipiidide eraldamise ja analüüsi meetodid
Lipiidide analüüsimiseks kasutatakse väga erinevaid meetodeid – klassikalisi ja füüsikalis-keemilisi.
Lipiidide uurimine algab nende koguse (sisalduse) määramisega toiduainetes. Selleks kasutavad nad meetodeid lipiidide sisalduse määramiseks otse objektis (NMR- ja IR-spektroskoopia) ning meetodeid lipiidide ekstraheerimiseks toiduainetest või bioloogilistest objektidest. Lipiidide eraldamisel tuleb arvestada, et need on võimelised mitte ainult hüdrofoobseks interaktsiooniks, vaid ka moodustama vesinik-, elektrostaatilisi ja kovalentseid sidemeid. Sõltuvalt interaktsiooni tüübist jagatakse need vabadeks, seotud või tihedalt seotud. Mis tüüpi lipiide on olemas ja nende ekstraheerimise meetodid on erinevad.
Vabad lipiidid ekstraheeritakse bioloogilisest objektist mittepolaarsete lahustitega (heksaan, dietüüleeter). Sel juhul hävivad rasvkoes hüdrofoobse interaktsiooni tulemusel tekkinud kompleksid, rasvhapetega albumiinikompleksid.
Seotud lipiidid ekstraheeritakse lahustisüsteemiga, milles esineb polaarne komponent, tavaliselt alkohol (kloroformi ja etanooli segu). Sel juhul hävivad vesinik ja elektrostaatilised jõud. Sel viisil ekstraheeritakse lipiidid membraanidest ja mitokondritest.
Tihedalt seotud lipiidid. Neid leidub kovalentsete sidemetega moodustatud kompleksides ja neid ei saa lahustitega eemaldada. Esiteks hävitatakse kompleks hüdrolüüsil hapete või leeliste nõrkade lahustitega ja seejärel ekstraheeritakse vabanenud lipiidid orgaanilise lahustiga.
Kõiki lipiidide rühmi saab samm-sammult eristada.
Lisaks orgaaniliste lahustitega ekstraheerimisele kasutatakse veeldatud gaasidega (butiin, lämmastik, ammoniaak, CO 2, freoonid, argoon jne) ekstraheerimist. Kuna ekstraheerimine toimub madalamatel temperatuuridel, on oksüdeerumise, lagunemise ja väärtuslike omaduste kadumise oht aurustamise ajal minimaalne. Kõige lootustandvam on CO 2 ekstraheerimine (28 0 C, p = 65-70 atm), kvantitatiivne saagis ulatub 98%-ni.
Pärast isoleerimist saadud lipiidide segu fraktsioneeritakse (eraldatakse üksikuteks komponentideks) ja analüüsitakse. Üldiselt näeb lipiidide analüüsi skeem välja järgmine:
triatsüülglütseriidid
diatsüülglütseriidid
monoatsüülglütseriidid
vabad rasvhapped
steroolid, vitamiinid jne.
Kõige tõhusam ja laialdasemalt kasutatav meetod lipiidide komplekssete segude fraktsioneerimiseks on kromatograafia (adsorptsioon). Seda kasutatakse nii analüütilistel kui ka ettevalmistavatel eesmärkidel. Kõige tõhusam on õhekihikromatograafia. Kromatograafiliseks eraldamiseks on erinevaid meetodeid (ühemõõtmeline, kahemõõtmeline, erineva polaarsusega eluendid).
Lipiidide peamised omadused on järgmised:
Happe number(definitsioon on juba antud) - rasvas sisalduvate vabade rasvhapete hulka iseloomustav näitaja. Arvestades, et rasvu ja õlisid sisaldavate toiduainete säilitamisega kaasneb alati ka viimaste hüdrolüüs, saab nende kvaliteedi hindamiseks kasutada happearvu väärtust. Rasvatöötlustehnoloogias kasutatakse happenumbrit rasvade ja õlide aluseliseks rafineerimiseks vajaliku leelise hulga arvutamiseks.
Seebistamise number võrdne glütseriidide seebistamiseks ning vabanenud ja vabade rasvhapete neutraliseerimiseks 1 g rasvas või õlis vajaliku KOH arvu mg-ga. Seebistumisarvu järgi saab hinnata koostises sisalduvate rasvhapete keskmist molekulmassi ja määrata seebi valmistamisel rasva seebistamiseks vajaliku leelise kogust.
Joodi number– näitaja, mis iseloomustab rasva moodustavate rasvhapete küllastumatust. Seda väljendatakse joodi protsendina, mis vastab 100 g rasvale lisatud halogeenile. Joodiarvu määramiseks on mitu meetodit. Üks levinumaid on bromomeetriline meetod. Sel juhul kasutatakse broomi lahust NaBr-ga küllastunud veevabas metüülalkoholis, millega broom moodustab tugeva kompleksühendi
Broomi eraldumine reageerib küllastumata glütseriididega
Reageerimata broom tiitritakse jodomeetriliselt
ja vabanenud jood tiitritakse naatriumtiosulfaadiga.
Ja siit on lihtne rasva joodiarvu arvutada. Joodiarvu kasutatakse laialdaselt rasva tüübi, selle kuivamisvõime määramiseks ja selle hüdrogeenimiseks vajaliku vesiniku arvutamiseks.
Lipiidide keemiline süntees
Uurimis- ja praktilistel eesmärkidel eraldatakse lipiidid tavaliselt looduslikest allikatest. Mõnel juhul on aga vajalik keemiline süntees, näiteks taimsetest, loomsetest või mineraalsetest organismidest eraldatud uut tüüpi lipiidainete struktuuri lõplikuks tõestamiseks, membraaniuuringute areng on tõstatanud päevakorda paljude ravimite ettevalmistava sünteesi probleemid. membraani lipiidid, lisaks lipiidide funktsioonide uurimisel, aastal Nende koostoime mehhanismide uurimine teiste eluslooduse komponentidega nõuab modifitseeritud lipiide, kiirgusmärgist sisaldavaid lipiide.
Lipiidide keemilise struktuuri keerukus ja nende suur mitmekesisus nõuavad väga erinevate sünteesimeetodite kasutamist. Kuid kui me ei puuduta küllastunud ja küllastumata karboksüülhapete saamise meetodeid, taanduvad need järgmisele
1. Atsüülimine glütserooli hüdroksüülrühmad või sfingosiini aminorühmad. Atsüülivate ainetena kasutatakse rasvhappeid, nende happehalogeniide ja anhüdriide.
2. Alküleerimine kasutatakse eetersidemega lipiidide sünteesil. Reagentidena kasutatakse alküülhalogeniide või paratolueensulfoonhapete estreid.
3. Fosfaadimine- See on fosfolipiidide sünteesi kohustuslik etapp. Selleks valmistatakse asendatud fosforhapete klorofosfaadid või hõbedasoolad ja lastakse neil reageerida glütserooli või sfingosiini või nende monohüdroksüderivaatidega.
4. Glükosüülimine – kasutatakse glükolipiidide sünteesil, spetsiifiliseks glükosüülimise katalüsaatoriks on elavhõbetsüaniid. Kasutada võib ka biokatalüsaatoreid, näiteks lipaasi.
Laialdaselt kasutatakse ka funktsionaalrühmade vahetusreaktsiooni biokatalüsaatorite juuresolekul.
Erinevat tüüpi fosfolipiide võib saada ka otse fosfatiidhappest, esterdades seda sobiva aminoalkoholiga kondenseeriva aine juuresolekul.
Kõik kirjeldatud meetodid sobivad ka sfingolipiidide sünteesiks.
Õlide ja rasvade toiteväärtus
Taimsed rasvad ja õlid on toidu koostisosa, inimese energia- ja plastmaterjali allikas ning mitmete neile vajalike ainete (küllastumata rasvhapped, fosfolipiidid, rasvlahustuvad vitamiinid) tarnija. Kõik need ained on olulised toitumistegurid, mis määravad selle bioloogilise väärtuse. Soovitatav rasvasisaldus inimese toidus on 30-33%. Lõunapoolsetes piirkondades on see veidi vähem - 27-28% ja põhjapoolsetes piirkondades - üle 38-40%. Keskmiselt on see 90-102 g päevas, otse rasvade kujul 45-50 g Pidev rasvadest keeldumine või ainult rasvade tarbimine koos vajalike komponentidega põhjustab tõsiseid häireid inimese füsioloogilises seisundis. Kesknärvisüsteemi aktiivsus on häiritud, immuunsus väheneb, oodatav eluiga väheneb. Liigne rasvatarbimine on ebasoovitav. See põhjustab rasvumist ja paljusid südame-veresoonkonna haigusi.
Toiduainete koostises eristatakse nähtavaid rasvu (taimeõlid, loomsed rasvad, või, margariin jne) ja nähtamatuid rasvu (rasv lihas ja lihatoodetes, kalas, piimas, piimatoodetes, teraviljas, leivas ja pagaritoodetes) . Suurim kogus nähtamatuid rasvu leidub šokolaadis, maiustustes, juustudes ja vorstides. Oluline on mitte ainult imendunud rasva kogus, vaid ka selle koostis. Linool- ja linoleenhapet inimkehas ei sünteesita, arahhidoonhapet sünteesitakse linoolhappest. Need kolm hapet on hädavajalikud. Nad osalevad rakumembraanide, prostaglandiinide ehituses, osalevad ainevahetuse reguleerimises, ainevahetuse reguleerimises rakkudes, vererõhus, trombotsüütide agregatsioonis ning reguleerivad paljusid muid protsesse. Kõiki neid funktsioone teostatakse ainult cis-küllastumata hapete isomeerid. Asendamatute rasvhapete puudumisel arenevad mitmesugused haigused. Asendamatutest hapetest on suurima aktiivsusega arahhidoonhape, aktiivsuselt järgmine on linoolhape, linoleenhape on 8-10 korda vähem aktiivne kui linoolhape. Kalarasvas sisalduvad pentoeenhapped on organismile kasulikud.
Toiduainetest on polüküllastunud hapete poolest rikkaimad taimeõlid, eriti maisi-, päevalille- ja sojaoad. Linoolhappe sisaldus neis ulatub 50-60%, loomsetes rasvades - ainult 0,6%. Arahhidoonhapet leidub toiduainetes väikestes kogustes. Suurem osa sellest on munades - 0,5% ja taimsetes rasvades seda praktiliselt pole.
Praegu arvatakse, et linoolhappe päevane vajadus peaks olema 6-10 g, minimaalselt 2-6 g ja selle kogusisaldus toidurasvades peaks olema vähemalt 4% kogu kalorisisaldusest. Seega peaks terve keha toitmiseks mõeldud rasvhapete koostis olema tasakaalus: 10-20% - polüküllastumata, 50-60% - monoküllastumata ja 30% küllastunud, millest osa peaks olema keskmise ahela pikkusega. Selle tagab 1/3 taimsete ja 2/3 loomsete rasvade kasutamine toidus.
Olenevalt vanusest ja südame-veresoonkonna haiguste all kannatajatest muutub see suhe küllastumata hapete kasuks: polüküllastumata ja küllastumata hapete suhe on ~2:1 ning linool- ja linoleenhapete suhe ~10:1. Arvatakse, et ühel toidukorral on parem kasutada tasakaalustatud koostisega rasvu.
Toitumises on oluliseks lipiidide rühmaks fosfolipiidid, mis osalevad rakumembraanide ehituses ja rasva transpordis organismis, soodustavad rasvade paremat omastamist ja takistavad maksa rasvumist. Inimese üldine fosfolipiidide vajadus on 5 g päevas. Kolesteroolile on kehtestatud piirangud. Selle taseme tõusuga veres suureneb ateroskleroosi tekkimise ja arengu oht. Päevane kolesterooli kogus ei tohiks ületada 0,5 g.Kõige suurem kogus kolesterooli leidub munades, võis ja rups.
Süsivesikud
LOENG nr 1
Süsivesikud on looduses laialt levinud ja mängivad olulist rolli erinevate organismide eluprotsessides. Tuleb märkida, et glükoos moodustub praktiliselt mitte millestki, olles elusraku esimesed ained biosünteesirajal. Kui aminohapped ja eriti nende polümeeri derivaadid, polüpeptiidid ja valgud on elusorganismides rohkem kontsentreeritud, siis süsivesikud on taimedes. Nad on looduses laialt levinud ja esinevad nii vabas kui ka seotud vormis. Süsivesikud moodustavad ¾ kogu bioloogilisest maailmast, tselluloos on taimemaailma struktuuriüksus (80–90%) ja peamine toidusüsivesik on tärklis. Looma kehas moodustavad süsivesikud 2% massist.
Lipiidid on organismi energiavarude kõige olulisem allikas. Fakt on ilmne isegi nomenklatuuri tasemel: kreeka "lipos" on tõlgitud kui rasv. Vastavalt sellele ühendab lipiidide kategooria bioloogilise päritoluga rasvataolisi aineid. Ühendite funktsionaalsus on üsna mitmekesine, mis on tingitud selle kategooria bioloogiliste objektide koostise heterogeensusest.
Milliseid funktsioone täidavad lipiidid?
Loetlege lipiidide peamised funktsioonid kehas, mis on põhilised. Sissejuhatavas etapis on soovitatav esile tuua rasvataoliste ainete võtmerollid inimkeha rakkudes. Põhinimekirjas on viis lipiidide funktsiooni:
- varuenergia;
- struktuuri kujundamine;
- transport;
- isoleerivad;
- signaal
Teisesed ülesanded, mida lipiidid koos teiste ühenditega täidavad, hõlmavad regulatiivseid ja ensümaatilisi rolle.
Keha energiavaru
See pole mitte ainult üks tähtsamaid, vaid ka esmatähtis rasvataoliste ühendite roll. Tegelikult on osa lipiididest kogu rakumassi energiaallikas. Tõepoolest, rakkude rasv on autopaagis oleva kütuse analoog. Lipiidide energiafunktsioon realiseeritakse järgmisel viisil. Rasvad jms ained oksüdeeritakse mitokondrites, lagunedes veeks ja süsihappegaasiks. Protsessiga kaasneb märkimisväärse koguse ATP - suure energiasisaldusega metaboliitide - vabanemine. Nende varu võimaldab rakul osaleda energiast sõltuvates reaktsioonides.
Ehituskivid
Samal ajal täidavad lipiidid ehitusfunktsiooni: nende abiga moodustub rakumembraan. Protsessis osalevad järgmised rasvataoliste ainete rühmad:
- kolesterool on lipofiilne alkohol;
- glükolipiidid – lipiidide ühendid süsivesikutega;
- Fosfolipiidid on kompleksalkoholide ja kõrgemate karboksüülhapete estrid.
Tuleb märkida, et moodustunud membraan ei sisalda otseselt rasvu. Tekkiv sein raku ja väliskeskkonna vahel osutub kahekihiliseks. See saavutatakse bifiilsuse tõttu. See lipiidide omadus näitab, et üks molekuli osa on hüdrofoobne, st vees lahustumatu, ja teine, vastupidi, on hüdrofiilne. Selle tulemusena moodustub lihtsate lipiidide järjestatud paigutuse tõttu rakuseina kaksikkiht. Molekulid pööravad oma hüdrofoobsed piirkonnad üksteise poole, samas kui nende hüdrofiilsed sabad on suunatud rakust sisse- ja väljapoole.
See määrab membraani lipiidide kaitsefunktsioonid. Esiteks annab membraan rakule kuju ja isegi hoiab seda. Teiseks on topeltsein omamoodi passikontrollipunkt, mis ei lase soovimatuid külastajaid läbi.
Autonoomne küttesüsteem
Muidugi on see nimi üsna meelevaldne, kuid see on üsna rakendatav, kui arvestada, milliseid funktsioone lipiidid täidavad. Ühendid ei soojenda mitte niivõrd keha, kuivõrd hoiavad soojust enda sees. Sarnane roll on rasvaladestustele, mis moodustuvad erinevate elundite ümber ja nahaaluskoes. Seda lipiidide klassi iseloomustavad kõrged soojusisolatsiooniomadused, mis kaitsevad elutähtsaid organeid hüpotermia eest.
Kas tellisite takso?
Lipiidide transpordirolli peetakse sekundaarseks funktsiooniks. Tõepoolest, ainete (peamiselt triglütseriidide ja kolesterooli) ülekandmine toimub eraldi struktuuride kaudu. Need on seotud lipiidide ja valkude kompleksid, mida nimetatakse lipoproteiinideks. Nagu teada, on rasvataolised ained vees vastavalt vereplasmas lahustumatud. Seevastu valkude funktsioonid hõlmavad hüdrofiilsust. Selle tulemusena on lipoproteiini südamik triglütseriidide ja kolesterooli estrite kogum, kest aga valgu molekulide ja vaba kolesterooli segu. Sellisel kujul toimetatakse lipiidid kudedesse või tagasi maksa, et need kehast eemaldada.
Väiksemad tegurid
Juba loetletud lipiidide 5 funktsiooni loetelu täiendab mitmeid võrdselt olulisi rolle:
- ensümaatiline;
- signaal;
- regulatiivsed
Signaali funktsioon
Mõned keerulised lipiidid, eriti nende struktuur, võimaldavad närviimpulsside edastamist rakkude vahel. Glükolipiidid vahendavad seda protsessi. Vähem oluline pole ka rakusisese impulsside äratundmise võime, mida realiseerivad ka rasvataolised struktuurid. See võimaldab teil valida verest rakule vajalikke aineid.
Ensümaatiline funktsioon
Lipiidid, olenemata nende asukohast membraanis või väljaspool seda, ei kuulu ensüümide hulka. Nende biosüntees toimub aga rasvataoliste ühendite juuresolekul. Lisaks on lipiidid seotud sooleseina kaitsmisega pankrease ensüümide eest. Viimase ülejääk neutraliseeritakse sapiga, kus kolesterool ja fosfolipiidid sisalduvad märkimisväärses koguses.
