БИОХИМИЯ - Основные питательные вещества человека - 2016 год

2. ЛИПИДЫ. ЦЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И ВИНОВНИКИ ОЖИРЕНИЯ

Липидами называют сложную группу органических соединений с близкими физико-химическими свойствами, которые содержатся в растениях, животных и микроорганизмах. Общие признаки: нерастворимость в воде (гидрофобность), хорошая растворимость в органических растворителях (бензине, диэтиловом эфире, хлороформе), наличие длинноцепочечных углеводородных радикалов - (R) и сложноэфирных группировок (- СООR).

В природе липиды распространены широко. Вместе с белками и углеводами они составляют основную массу органических веществ всех живых организмов, являясь обязательным компонентом каждой клетки.

Жир служит в организме эффективным источником энергии. В натуральных жирах содержатся жирорастворимые витамины и незаменимые жирные кислоты. Комплексы жиров с белками (липопротеины) являются важными клеточными компонентами, присутствующими как в клеточной мембране, так и в митохондриях.

В растениях липиды накапливаются в семенах и плодах. У животных и рыб они концентрируются в подкожных жировых тканях, в брюшной полости и тканях, окружающих многие важные органы (сердце, почки), а также в мозговой и нервной тканях. Особенно много липидов в подкожной жировой ткани китов (25 - 30 % от их массы), тюленей и других морских животных.

2.1. Строение и классификация липидов

Липиды подразделяют на две группы:

1) простые;

2) сложные.

2.1.1. Простые липиды

Простые липиды - это производные одноосновных высших (14 - 22 атомов углерода) карбоновых кислот (жирных кислот) и одно- и многоатомных спиртов (в первую очередь, трехатомного спирта - глицерина).

Наиболее важными и распространенными представителями простых липидов являются ацилглицерины. Широко распространены также воски.

Ацилглицерины (глицериды) - сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Они составляют основную массу липидов (иногда 95 - 96 %), и именно их называют маслами и жирами.

В состав жиров входят в основном триацилглицерины (триглицериды), но присутствуют и ди- и моноацилглицерины:

где R, R', К» - углеводородные радикалы.

Три-, ди- и моноацилглицерины являются ацилированными производными трехатомного спирта глицерина.

Свойства конкретных масел определяются составом жирных кислот, участвующих в построении их молекул. В жирах и маслах обнаружено до 300 карбоновых кислот различного строения. Наиболее распространенные (5 - 6) содержат от 12 до 18 атомов углерода и представляют собой неразветвленные углеродные цепи с четным числом углеродных атомов, некоторые из них содержат связи -С=С- (ненасыщенные жирные кислоты) (табл. 2).

Таблица 2

Основные карбоновые кислоты, входящие в состав жиров

Стеариновая и пальмитиновая кислоты входят в состав практически всех природных масел и жиров.

В состав большинства наиболее распространенных масел входят ненасыщенные кислоты, содержащие 1 - 3 двойные связи (олеиновая, линолевая, линоленовая). Арахидоновая кислотаприсутствует в жире животных. Ненасыщенные кислоты природных масел и жиров, как правило, имеют цис - конфигурацию, т. е. заместители расположены по одну сторону плоскости двойной связи:

Природные жиры содержат главным образом триацилглицерины, в состав которых входят остатки различных кислот (и насыщенных, и ненасыщенных). В природных растительных триацилглицеринах положения 1 и 3 заняты предпочтительно остатками ненасыщенных кислот, положение 2 - насыщенной кислотой. В животных жирах картина бывает обратная.

Ацилглицерины - жидкости или твердые вещества с низкими температурами плавления (до 40 °С) и довольно высокими температурами кипения, с повышенной вязкостью (маслообразные), без цвета и запаха, легче воды, нелетучи. Относительно высокие температуры кипения жиров позволяют жарить в них пищу, так как они не испаряются со сковороды, а низкие температуры плавления создают приятное ощущение во рту. Растворимы жиры и масла в органических растворителях и нерастворимы в воде.

Были выявлены следующие зависимости физических свойств ацилглицеридов от их строения.

1. Чем больше молярная масса ацилглицеридов, тем выше их температура плавления. Температура плавления является важной характеристикой жиров, так как известно, что легкоплавкие жиры легче усваиваются в организме человека. У природных жиров нет четких температур плавления, поскольку это смеси различных соединений. Так, например, температура плавления свиного сала составляет 36 - 46 °С, сливочного масла — 19 - 24,5 °С, подсолнечного масла - минус 21 °С.

2. Если в состав ацилглицеридов входят ненасыщенные жирные кислоты, то их агрегатное состояние - жидкое. К ним относятся подавляющее большинство липидов растительного происхождения, называемых маслами. Исключение составляет кокосовое масло, имеющее при обычной температуре твердую консистенцию.

3. Если в состав ацилглицеридов входят насыщенные жирные кислоты, то их агрегатное состояние - твердое. Такие вещества, как правило, имеют животное происхождение и называются жирами.Исключение составляет рыбий жир.

Восками называют сложные эфиры высших одноосновных карбоновых кислот (18 - 30 атомов С) и одноосновных высокомолекулярных (18 - 30 атомов С) спиртов.

Формулу восков в общем виде можно представить следующим образом:

Воски широко распространены в природе, они покрывают, например, тонким слоем листья, стебли, плоды растений, предохраняя их от смачивания водой, высыхания, действия микроорганизмов. Содержание восков в зерне и плодах невелико: в оболочках семян подсолнечника - 0,2 % от массы оболочки, в семенах сои - 0,01 %, в семенах риса - 0, 05 %.