1 Біологічні функції ліпідів

ЛІПІДИ - це різнорідна група природних з'єднань, повністю або майже повністю нерозчинних у воді, але розчинних в органічних розчинниках і один в одному, що дають при гідролізі високомолекулярні жирні кислоти.

В живому організмі ліпіди виконують різноманітні функції.

Біологічні функції ліпідів:

1) Структурна

Структурні ліпіди утворюють складні комплекси з білками і вуглеводами, з яких побудовані мембрани клітини і кле-точних структур, беруть участь в різноманітних процесах, протекаю-щих в клітці.

2) Запасна (енергетична)

Калорійність вуглеводів і білків:

Перевагою жиру як енергетичного резерву, на відміну від вуглеводів, є гідрофобність - він не пов'язаний з водою. Це забезпечує компактність жирових запасів - вони зберігаються в безводної формі, займаючи малий обсяг. В середньому, у людини запас чистих триацилглицеринов становить приблизно 13 кг. Цих запасів могло б вистачити на 40 днів голодування в умовах помірного фізичного навантаження. Для порівняння: загальні запаси глікогену в організмі - приблизно 400 гр .; при голодуванні цієї кількості не вистачає навіть на одну добу.

3) Захисна

Підшкірні жирові тканини переді-яке береже тварин від охолодження, а внутрішні органи - від хутра-нічних пошкоджень.

Освіта запасів жиру в організмі людини і деяких тварин розглядається як пристосування до нерегулярного харчування і до перебування в холодному середовищі. Особливо великий запас жиру у тварин, що впадають в тривалу сплячку (ведмеді, бабаки) і пристосованих до перебування в умовах холоду (моржі, тюлені). У плода жир практично відсутній, і з'являється тільки перед народженням.

Особливу групу за своїми функціями в живому організмі складають захисні ліпіди рослин - воски та їх похідні, що покривають поверхню листя, насіння і плодів.

4) Важливий компонент харчового сировини

Ліпіди є важливим компонентом їжі, багато в чому визна-ляя її харчову цінність і смакове гідність. Виключно велика роль ліпідів в різноманітних процесах харчової техноло-гии. Псування зерна і продуктів його переробки при зберіганні (прогоркание) в першу чергу пов'язана зі зміною його ліпідного комп-лексу. Ліпіди, виділені з ряду рослин і тварин, - основна сировина для отримання найважливіших харчових і технічних про-дуктів (рослинного масла, тваринних жирів, у тому числі слівоч-ного масла, маргарину, гліцерину, жирних кислот і ін.).

2 Класифікація ліпідів

Загальноприйнятою класифікації ліпідів не існує.

Наибо-леї доцільно класифікувати ліпіди в залежності від їх хі-мічного природи, біологічних функцій, а також по відношенню до деяких реагентів, наприклад, до лугів.

За хімічним складом ліпіди зазвичай ділять на дві групи: прості і складні.

Прості ліпіди - складні ефіри жирних кислот і спиртів. До них відносяться жири. воски та стероїди.

Жири - ефіри гліцерину і вищих жирних кислот.

Воски - ефіри вищих спиртів аліфатичного ряду (з довгою вуглеводної ланцюгом 16-30 атомів С) і вищих жирних кислот.

Стероїди - ефіри поліциклічних спиртів і вищих жирних кислот.

Складні ліпіди - крім жирних кислот і спиртів містять інші компоненти різної хімічної природи. До них відносяться фосфоліпіди і гліколіпіди.

Фосфоліпіди - це складні ліпіди, в яких одна зі спиртових груп пов'язана з ЖК, а з фосфорною кислотою (фосфорна кислота може бути з'єднана з додатковим з'єднанням). Залежно від того, який спирт входить до складу фосфоліпідів, вони поділяються на гліцерофосфоліпіди (містять спирт гліцерин) і сфінгофосфоліпіди (містять спирт сфингозин).

Гліколіпіди - це складні ліпіди, в яких одна зі спиртових груп пов'язана з ЖК, а з вуглеводним компонентом. Залежно від того, який вуглеводний компонент входить до складу гліколіпідів, вони поділяються на цереброзидів (в якості вуглеводного компонента містять будь-якої моносахарид, дисахарид або невеликий нейтральний гомоолігосахарід) і гангліозиди (в якості вуглеводного компонента містять кислий гетероолігосахаріди).

Іноді в самостійну групу ліпідів (мінорні ліпіди) виділяють жиророзчинні пігменти, стерини, жиророзчинні вітаміни. Деякі з цих сполук можна віднести до групи простих (нейтраль-них) ліпідів, інші - складних.

За іншою класифікацією ліпіди в залежності від їх ставлення до лугів ділять на дві великі групи: обмилюють і неомиляемие. До групи омильних ліпідів відносяться прості і складні ліпіди, які при взаємодії з лугами гідролізуються з освітньої-ням солей високомолекулярних кислот, які отримали назву «ми-ла». До групи неомильних ліпідів відносяться з'єднання, що не піддаються лужному гідролізу (стерини, жиророзчинні вітаміни, прості ефіри і т. Д.).

За своїми функціями в живому організмі ліпіди діляться на струк-турне, запасні і захисні.

Структурні ліпіди - головним чином фосфоли-піди.

Запасні ліпіди - в основному жири.

Захисні ліпіди рослин - воски та їх похідні, що покривають поверхню листя, насіння і плодів, тварин - жири.

Хімічна назва жирів - ацілгліцеріни. Це складні ефіри гліцерину і вищих жирних кислот. "Ацил-" - це означає "залишок жирних кислот".

Залежно від кількості ацильних радикалів жири поділяються на моно-, ді-і тригліцериди. Якщо в складі молекули 1 радикал жирних кислот, то жир називається моноацілгліцерінов. Якщо в складі молекули 2 радикала жирних кислот, то жир називається діацілгліцерін. В організмі людини і тварин переважають тріацілгліцеріни (містять три радикала жирних кислот).

Три гідроксилу гліцерину можуть бути етерифіковані або тільки однієї кислотою, наприклад пальмітинової або олеїнової, або двома або трьома різними кислотами:

Природні жири містять головним чином змішані трігліце-Ріди, що включають залишки різних кислот.

Так як спирт у всіх природних жирах один і той же - гліцерин, спостережувані між жирами раз-личия обумовлені виключно складом жирних кислот.

У жирах виявлено понад чотириста карбонових кислот раз-особистого будови. Однак більшість з них присутня лише в незначній кількості.

Кислоти, що містяться в природних жирах, є монокарбоновими, побудувати-єни з нерозгалужених вуглецевих ланцюгів, що містять чет-ве число вуглецевих атомів. Кислоти, що містять непарне число атомів вуглецю, які мають розгалужену вуглецеву ланцюжок або містять циклічні фрагменти, присутні в незначних кількостях. Виняток становлять ізовалеріанової кислота і ряд циклічних кислот, що містяться в не-яких вельми рідко зустрічаються жирах.

Найбільш поширені в жирах кислоти містять від 12 до 18 атомів вугле-роду, вони часто називаються жирними кислотами. До складу багатьох жирів входять в невеликій кількості низькомолекулярні кислоти (С2 -С10). Кислоти з числом атомів вуглецю вище 24 присут-обхідних в восках.

До складу гліцеридів найбільш поширених жирів в значній кількості входять ненасичені кислоти, що містять 1-3 подвійні зв'язку: олеїнова, лінолева і ліноленова. У жирах тварин присутній арахідонової кислоти, яка містить чотири подвійні зв'язку, в жирах риб і морських тварин виявлено кислоти з п'ятьма, шістьма і більше подвійними зв'язками. Більшість ненасичених кислот ліпідів має цис-конфігурацію, подвійні зв'язку у них ізольовані чи розділені метиленової (-СН2 -) груп-співай.

З усіх ненасичених кислот, що містяться в природних жирах, найбільш поширена олеїнова кислота. У дуже багатьох жирах олеїнова кислота становить більше полови-ни від загальної маси кислот, і лише в небагатьох жирах її содер-жится менше 10%. Дві інші ненасичені кислоти - лінолева і ліноленова - також дуже широко поширеною-нени, хоча вони присутні в значно меншій кількості, ніж олеїнова кислота. У помітних кількостях лінолева і ліноленова кислоти містяться в рослинних мас-лах; для тварин організмів є незамінними кислотами.

З граничних кислот пальмітинова кислота майже так само широко поширена, як і оленів. Вона присутня-ет у всіх жирах, причому деякі містять її 15-50% від загального змісту кислот. Широко поширені стеарил-нова і миристиновая кислоти. Стеаринова кислота содер-жится у великій кількості (25% і більше) тільки в запасних жирах деяких ссавців (наприклад, в овечому жи-ре) і в жирах деяких тропічних рослин, наприклад в маслі какао.

Фізичні властивості жирів

Як правило, жири витримує перегонки і розкладаючись-ються, навіть якщо їх переганяють при зниженому тиску.

Температура плавлення, а відповідно і консистенція жирів залежать від будови кислот, що входять до їх складу. Тверді жири, т. Е. Жири, що плавляться при порівняно ви-сокой температурі, складаються переважно з гліцеридів граничних кислот (стеаринова, пальмітинова), а в оліях, що плавляться при більш низькій температурі і представляють собою густі рідини, містяться значні кількості гліцеридів ненасичених кислот (олеїнова, лінолева, чи-ноленовая).

Так як природні жири є складні суміші змішаних глицеридов, вони плавляться ні до визначено-ний температурі, а в певному температурному інтервалі, причому попередньо вони розм'якшуються. Для характеристи-ки жирів застосовується, як правило, температура затвердити-вання, яка не збігається з температурою плавлення - вона трохи нижче. Деякі природні жири - тверді ве-щества; інші ж - рідини (масла). Температура затвердити-вання змінюється в широких межах: -27 ° С у лляного мас-ла, -18 ° С у соняшникової, 19-24 ° С у коров'ячого і 30-38 ° С у яловичого сала.

Температура затвердіння жиру обумовлена ​​характером складових його кислот: вона тим вище, чим більше утримуючи-ня граничних кислот.

Жири розчиняються в ефірі, полігалогенопроізводних, в сероуглероде, в ароматичних вуглеводнях (бензолі, толу-оле) і в бензині. Тверді жири важко розчиняються в петролейном ефірі; нерозчинні в холодному спирті. Жири нера-створіми в воді, проте вони можуть утворювати емульсії, ко-торие стабілізуються в присутності таких поверхнево-ак-тивних речовин (емульгаторів), як білки, мила і деякі сульфокислоти, головним чином в слабощелочной середовищі. При-рідний емульсією жиру, стабілізованої білками, являє-ся молоко.

Хімічні властивості жирів

Жири вступають в усі хімічні реакції, характерні для складних ефірів, однак в їх химиче-ському поведінці є ряд особливостей, пов'язаних з будовою жирних кислот і гліцерину.

Серед хімічних реакцій за участю жирів виділяють кілька типів перетворень.