što su lipidi
Lipidi su velika grupa prirodnih spojeva koji se nalaze u biljkama, životinjama i
mikroorganizmima, a bitni su sastojci staničnih membrana. Ove biomolekule po svom kemijskom sastavu su vrlo heterogena skupina spojeva koje nemaju zajedničkih strukturnih
karakteristika. Zajedničko svojstvo lipidima je topljivost u organskim otapalima i netopljivost u vodi. Izolacija lipida provodi se iz stanica i tkiva ekstrakcijom organskim otapalom. Ime lipida potječe od grčke riječi lipos, što znači “mast”. Lipidi služe kao “jastuk” za vitalne
organe te ih štite od vanjskih udaraca ili ozljeda. Lipidi su nositelji/rezervoari vitamina topljivih u mastima (A, D, E i K).
Nepolarni lipidi su glavne molekule za skladištenje energije, a polarni lipidi (sadrže dušik i
fosfor) sastojci su bioloških membrana. Steroidi (kolesterol) se nalaze u biološkim
membranama i prekursori su mnogih hormona.
objasni podjelu lipida
Ove biomolekule mogu u svom sastavu sadržavati masne kiseline ili nastaju iz
izopentenilpirofosfata te se prema tome mogu podijeliti:
__Masne kiseline__
Sfingolipidi
Fosfolipidi
Acilgliceroli (gliceridi)
Glikolipidi
Prostaglandini
Voskovi
__Izopentenilpirofosfat____
Steroidi
Terpeni i terpenoidi
Karoteni i karotenoidi
objasni masne kiseline
Slobodne masne kiseline u prirodi su slabo zastupljene, najveći dio masnih kiselina nalazi se
vezano u obliku estera (trigliceridi i fosfolipidi). Po kemijskoj strukturi to su karboksilne
kiseline dugih lanaca s parnim brojem ugljikovih atoma (od 12 do 24 ugljikova atoma)
nerazgranane strukture. Masne kiseline su polimeri acetatnih podjedinica, odnosno parni broj
C-atoma u strukturi masnih kiselina u vezi je s njihovim biološkim podrijetlom.
Acetilkoenzim A (CH3CO-SCoA) ima ključnu ulogu u biosintezi masnih kiselina.
Vrijednost pKa većine masnih kiselina je oko 4,76-5,0. Hidrolizom triglicerida nastaju
zasićene i nezasićene masne kiseline. U mastima pretežno su zastupljene zasićene, a u uljima
nezasićene masne kiseine. Najčešće masne kiseline u biljkama i životinjama su C16 i C18 masne kiseline, poput palmitinske i stearinske kiseline.
nomenklatura masnih kiselina
prvi c atom 1
druig alfa
treci beta
zadnji omega
objasni zasićene masne kiseline
Masne kiseline koje u svojoj strukturi sadrže sve zasićene veze u prostoru su usmjerene
pravocrtno, zauzimaju cik – cak konformaciju uslijed sp3 hibridizacije na svim C-atomima u
lancu (osim COOH). Hidrofobni lanci masnih kiselina imaju jaka hidrofobna inter- i
intramolekulska privlačenja. Zasićene karboksilne kiseline koje imaju 8 C-atoma pri sobnoj
temperaturi su u tekućem stanju, no povećanjem broja ugljikovih atoma raste i temperatura
taljenja te su zasićene masne kiseline krute pri sobnoj temperaturi.
objasni nezasićene masne kiseline
Masne kiseline koje osim zasićenih veza sadrže i nezasićene, dvostruke, veze te tvore
nelinearne lance koji su pretežno cis-izomeri i imaju izvijenu konformaciju. U prirodi je
većina nezasićenih masnih kiselina prisutna kao nestabilniji cis-izomer. Enzimi reagiraju
samo sa cis-izomerima koji sudjeluju u metabolizmu, a trans-kiseline ostaju nepromijenjene.
Nezasićene masne kiseline imaju niske temperature taljenja i tekuće su pri sobnoj temperaturi.
što su esencijalne masne kiseline
Esencijalne masne kiseline su polinezasićene masne kiseline koje ljudski organizam ne može
sintetizirati, a imaju dvostruku vezu prije 9-C atoma od ω-kraja. One su potrebne za normalni
rast i metabolizam, pomažu pravilnom radu stanica i organa, a od njih se stvaraju spojevi
slični hormonima koji upravljaju nekim životnim funkcijama, kao što su krvni tlak,
zgrušavanje krvi, razina lipida u krvi (masnoća), imunološko stanje te upalni odgovor na
prijetnju infekcije.
Prva dvostruka veza od ω-kraja:
* Biljno ulje – ugljikov atom broj 6 (ω-6)
* U ribljem ulju - ugljikov atom broj 3 (ω-3)
Izvor esencijalnih masnih kiselina: biljna ulja, kao što su kukuruzno ulje, laneno ulje, ulje
kikirikija, maslinovo ulje, ulje pamučnih sjemenki, sojino ulje i mnoga druga biljna ulja, riblje
ulje i životinjske masti.
što je omega 6 mk
Omega-6 masna kiselina je masna kiselina koja ima svoju prvu dvostruku vezu na 6. ugljiku računajući od omega kraja
Prva dvostruka veza od ω-kraja:
* Biljno ulje – ugljikov atom broj 6 (ω-6)
* U ribljem ulju - ugljikov atom broj 3 (ω-3)
što je omega 3 mk
Omega-3 masna kiselina je masna kiselina koja ima svoju prvu dvostruku vezu na 3. ugljiku računajući od omega kraja
Prva dvostruka veza od ω-kraja:
* Biljno ulje – ugljikov atom broj 6 (ω-6)
* U ribljem ulju - ugljikov atom broj 3 (ω-3)
što je β-Oksidacija masnih kiselina
To je metabolički proces razgradnje masnih kiselina do acetil-CoA, koji tada ulazi u proces staničnog disanja u svrhu dobivanja energije preko ATP-a. Reakcija suprotna od β-oksidacije
je sinteza masnih kiselina, lipogeneza. Oksidacija masnih kiselina predstavlja glavni proces za
dobivanje energije. Mjesto razgradnje je matriks mitohondrija.
Karnitin je aminokiselinski spoj izoliran iz crvenog mesa (lat. carni, meso) posvuda je
prisutan u svim mišićima. Nestrukturna, funkcionalna aminokiselina koja djeluje kao nosač
masnih kiselina kod njihova transporta u mitohondrij, gdje se odvija β-oksidacija masnih kiselina.
što su acilgliceridi i objasni
Acilgliceroli su esteri masnih kiselina i glicerola. Najrašireniji acilgliceroli su triacilgliceroli
ili trigliceridi (neutralne masti), dok su monoacil- ili diacilgliceroli manje zastupljeni u
prirodi, ali su bitni intermedijari u biosintezi.
Triacilgliceroli mogu biti u tekućem ili čvrstom stanju pri sobnoj teperaturi ovisno o udjelu
zasićenih i nezasićenih masnih kiselina. Ako su životinjskog porijekla imaju više zasićenih
masnih kiselina i pri sobnoj temperaturi su čvrsti, dok su triacilgliceroli biljnog porijekla
većinom polučvrste i tekuće tvari jer sadrže više nezasićenih masnih kiselina.
Masti predstavljaju smjesu različitih triglicerida. Ako je broj masnih kiselina n, onda je broj
mogućih izomera n3, koji se međusobno razlikuju po položaju masnih kiselina vezanih na
glicerol. Ako se uzmu u obzir i mogući optički izomeri (D,L-parovi) tada je broj izomera još
veći.
Npr. uzorak neke masti koji sadrži 4 različite masne kiseline može imati 64 različita
triacilglicerida. S obzirom na kompleksnost ovih spojeva pri karakterizaciji masti uzimaju se
u obzir prosječna svojstva heterogenog uzorka.
što su masti
Masti predstavljaju smjesu različitih triglicerida. Ako je broj masnih kiselina n, onda je broj
mogućih izomera n3, koji se međusobno razlikuju po položaju masnih kiselina vezanih na
glicerol. Ako se uzmu u obzir i mogući optički izomeri (D,L-parovi) tada je broj izomera još
veći.
Npr. uzorak neke masti koji sadrži 4 različite masne kiseline može imati 64 različita
triacilglicerida. S obzirom na kompleksnost ovih spojeva pri karakterizaciji masti uzimaju se
u obzir prosječna svojstva heterogenog uzorka.
Kemijska svojstva triacilglicerida i reakcije te skupine
Neutralne masti su najzastupljeniji lipidi u prirodi. One čine oko 98 % lipida u masnom tkivu,
30 % plazme ili lipida u jetri, manje od 10 % lipida eritrocita.
Kemijske reakcije koje se odvijaju na triacilgliceridima slične su kao za alkene i estere s
obzirom da je riječ o zasićenim ili nezasićenim esterima.
* Hidrogeniranje : adicija H2 u prisutnosti Ni ili Pt kao katalizatora
* Hidroliza: cijepanje esterske veze djelovanjem vode uz kiseline, baze ili
enzime
* Oksidacija dvostruke veze u uljima
* Adicija joda-jodni broj-određivanje stupnja nezasićenosti
objasni hidrogeniranje triacilglicerida
Hidrogeniranje ili adicija vodika na dvostruku vezu, provodi se pod visokim tlakom uz
katalizator Ni (Pd, Pt). Ova reakcija se može kontrolirano provoditi, odnosno mogu se zasititi
samo neke dvostruke veze, nije nužno zasititi sve dvostruke veze.
Parcijalnim hidrogeniranjem dolazi do izomerizacije cis u trans dvostruke veze.
Nagomilavanjem “trans” masti dovodi do porasta rizika od kardiovaskularnih oboljenja i
utječu na porast LDL kolesterola, što uzrokuje opadanje razine HDL kolesterola u krvi.
Hidrogeniranje se koristi npr. za otvrdnjavanje ulja pri proizvodnji margarina, promjena
oleinske kiseline (tekućina) u stearinsku kiselinu (krutina).
objasni hidrolizu triacilglicerola
Ova je reakcija suprotna reakciji esterifikacije, odnosno tijekom ove reakcije dolazi do hidrolize estera i ovisno o uvjetima pri kojima se reakcija provodi, mogu nastati ili sapuni ili
slobodne masne kiseline. Kada se reakcija hidrolize provodi u lužnatim uvjetima nastaju sapuni. Ova reakcija je ireverzibilna jer se lužina troši kao reaktant. Kada se reakcija provodi u kiselim uvjetima ili uz lipaze nastaju slobodne masne kiseline.
Sapuni su smjese natrijevih ili kalijevih soli dugolančanih masnih kiselina nastalih alkalnom
hidrolizom (saponifikacija) triacilglicerida.
Kod pH 7 masne kiseline postoje u obliku soli. Dvovalentni kationi stvaraju manje topljive
soli nego monovalentni kationi. Natrijeve soli masnih kiselina vrlo su slabo topljive u vodi
osim u vrlo razrijeđenim otopinama. Alifatski lanci masnih kiselina međusobno su u
hidrofobnim intra- i intermolekuskim interakcijama, a karboksilatni kraj dugolančanih
molekula je ionski u hidrofilnim interakcijama s vodom što omogućava topljivost u vodi.
Sapuni omogućuju mastima otapanje u vodi povezivanjem polarne karboksilatne skupine i
nepolarnog ugljikovodičnog lanca u istoj molekuli. U vodenoj sredini stvaraju micele, polarni
karbosilatni krajevi molekula nalaze se na površini micele jer ih privlači voda (hidrofilni
kraj). Nepolarni ugljikovodični krajevi molekula skupljaju se u središtu micele kako bi
smanjili kontaktne površine s vodom (hidrofobni kraj).
objasni oksidaciju dvostrukih veza triacilglicerola
Oksidacija masti ili ulja
odvija se u prisutnosti kisika, svjetlosti i/ ili topline pri čemu nastaju peroksidni radikali koji se razgrađuju na aldehide, ketone i dikarboksilne kiseline. Fizikalno-kemijske promjene u prirodnim svojstvima masti i ulja koje vode razvoju
neugodnog mirisa ili okusa ili boje nakon izlaganja kisiku, svjetlu, vlazi, bakterijskim i
gljivičnim kontaminacijama i/ ili toplini nazivaju se oksidacije.
Oksidacija ulja provodi se u svrhu stvrdnjavanja uljnih boja. Zapreka dugotrajnom
skladištenju hrane je oksidacija masti i ulja koja se odvija biološkom razgradnjom. Užeženost
ulja je oksidacijski proces koji se spriječava djelovanjem antioksidansa koji se dodaje u ulje.
reakcija triacilglicerola i H2 uz Pt/Ni/Pd
dvostruke veze postaju jednostruke
objasni adiciju joda triacilglicerolima
Stupanj nezasićenosti masti i ulja, određivanje broja dvostrukih veza po broju molova
utrošenog joda.
Npr. 1 mol joda molekula sadrži 1 dvostruka veza, a 2 mola joda za 2 dvostruke veze itd.
Jodni broj je broj g I2 koji se troše na 100 g masti.
objasni sapune
Sapuni su smjese natrijevih ili kalijevih soli dugolančanih masnih kiselina nastalih alkalnom
hidrolizom (saponifikacija) triacilglicerida.
Kod pH 7 masne kiseline postoje u obliku soli. Dvovalentni kationi stvaraju manje topljive
soli nego monovalentni kationi. Natrijeve soli masnih kiselina vrlo su slabo topljive u vodi osim u vrlo razrijeđenim otopinama. Alifatski lanci masnih kiselina međusobno su u hidrofobnim intra- i intermolekuskim interakcijama, a karboksilatni kraj dugolančanih molekula je ionski u hidrofilnim interakcijama s vodom što omogućava topljivost u vodi.
Sapuni omogućuju mastima otapanje u vodi povezivanjem polarne karboksilatne skupine i
nepolarnog ugljikovodičnog lanca u istoj molekuli. U vodenoj sredini stvaraju micele, polarni
karbosilatni krajevi molekula nalaze se na površini micele jer ih privlači voda (hidrofilni
kraj). Nepolarni ugljikovodični krajevi molekula skupljaju se u središtu micele kako bi
smanjili kontaktne površine s vodom (hidrofobni kraj).
reakcija joda i triacilglicerola
na mjesto dovstrukih veza dodaje se jod, jedna dvostruka veza=dva joda, svaki na jedan C iz dvostruke
objasni micele
Sapuni omogućuju mastima otapanje u vodi povezivanjem polarne karboksilatne skupine i
nepolarnog ugljikovodičnog lanca u istoj molekuli. U vodenoj sredini stvaraju micele, polarni
karbosilatni krajevi molekula nalaze se na površini micele jer ih privlači voda (hidrofilni
kraj). Nepolarni ugljikovodični krajevi molekula skupljaju se u središtu micele kako bi
smanjili kontaktne površine s vodom (hidrofobni kraj).
što su voskovi
Prema svojoj kemijskoj građi voskovi su e
dugolančanih alkohola (C24-C36)
enih masnih kiselina (C16-C36) i
. Voskovi su potpuno netopljivi u vodi, a dugolančani
zasićeni ugljikovodični lanci kemijski su vrlo inertni.
đi voskovi su esteri zasićenih masnih kiselina (C16
C36). Voskovi su potpuno netopljivi u vodi, a dugolan
ni lanci kemijski su vrlo inertni.
Voskovi su vrlo rašireni u prirodi i zaštitni su masni sloj na lišću, voću, perju ptica te sekret
Voskovi su vrlo rašireni u prirodi i z
nekih insekata (pčelinji vosak).