WYKŁAD 3 Lipidy (tłuszcze)

Prezentacja na temat: "WYKŁAD 3 Lipidy (tłuszcze)"— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD 3 Lipidy (tłuszcze)

2 LIPIDY ACYLOLIPIDY PROSTE (hydrolizujące) (nie hydrolizujące)
acyloglicerole fosfolipidy glikolipidy woski estry steroli PROSTE (nie hydrolizujące) kwasy tłuszczowe sterole karotenoidy terpeny tokoferole

3 LIPIDY NIEPOLARNE (hydrofobowe) POLARNE (amfifilowe) kwasy tłuszczowe
acyloglicerole sterole karotenoidy terpeny woski tokoferole POLARNE (amfifilowe) glicerofosfolipidy gliceroglikolipidy sfingofosfolipidy sfingoglikolipidy

4 Tłuszcze jadalne to mieszaniny estrów kwasów tłuszczowych i glicerolu (triacyloglicerole - TAG)

5 Nasycone kwasy tłuszczowe
Nazwa zwyczajowa Skrócony zapis Temp.topnienia. kwas masłowy 4:0 -7.9ºC kwas kapronowy 6:0 -3.4ºC kwas kaprylowy 8:0 16.7ºC kwas kaprynowy 10:0 31.6ºC kwas laurynowy 12:0 44.2ºC kwas mirystynowy 14:0 54.1ºC kwas palmitynowy 16:0 62.7ºC kwas stearynowy 18:0 69.6ºC kwas arachidowy 20:0 75.4ºC kwas behenowy 22:0 80°C

6 Nienasycone kwasy tłuszczowe
Nazwa zwyczajowa Skrócony zapis szereg Temp. topnienia kwas palmitoleinowy 16:1(9) -0,1ºC kwas oleinowy 18:1(9) 5ºC kwas linolowy 18: 2(9,12) ω6 -5ºC kwas α-linolenowy 18:3(9,12,15) ω3 -11ºC kwas γ-linolenowy 18:3(6,9,12) kwas arachidonowy 20:4(5,8,11,14) -49.5ºC kwas eikozapentaenowy EPA 20:5(5,8,11,14,17) -54ºC kwas klupadonowy 22:5(7,10,13,16,19) kwas dokozaheksaenowy DHA 22:6(4,7,10,13,16,19) -44ºC

7 Nienasycone kwasy tłuszczowe
Kwas trans – cząsteczka liniowa Kwas cis – cząsteczka zgięta

8 Wpływ konfiguracji wiązania C=C na właściwości fizyczne nienasyconych kwasów tłuszczowych
kwas oleinowy 18:1(9) (cis) t.t. 5C kwas elaidynowy 18:1(9) (trans) t.t. 44C Kwas stearynowy 18:0 (nasycony) t.t. 70C

9 Struktura kwasów tłuszczowych
arachidowy stearynowy erukowy oleinowy palmitynowy arachidonowy linolowy linolenowy

10 Niezbędne wielonienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT, PUFA (PolyUnsaturated Fatty Acids) )
Powinny stanowić ok. 3% dziennego spożycia kwasów tłuszczowych niedobór powoduje zaburzenia wzrostu, choroby skóry, zaburzenia neurologiczne, choroby wzroku Kwasy szeregu ω-3 i ω-6 są prekursorami prostaglandyn, prostacyklin i tromboksanów

11 Źródła wielonienasyconych kwasów tłuszczowych
ω-6 kwas linolowy: oleje roślinne (sojowy, kukurydziany, lniany, słonecznikowy), tłuszcz drobiowy, orzechy, nasiona kwas arachidonowy: mięso, tłuszcz drobiowy, jaja ω-3 kwas α-linolenowy: orzech włoski, kiełki pszenicy, soja, nasiona EPA i DHA: ludzkie mleko, tłuste ryby morskie (łosoś, makrela, tuńczyk, śledź)

12 Reakcje nienasyconych kwasów tłuszczowych
Addycja jodu do wiązania C=C Uwodornienie C=C → C-C Utlenianie autooksydacja utlenianie fotosensybilizowane utlenianie enzymatyczne

13 Profile kwasów tłuszczowych w tłuszczach jadalnych

14 Źródło trójacylogliceroli
4:0 6:0 8:0 10:0 12:0 14:0 16:0 16:1 (9) 18:0 18:1 18:2 18:3 20:5 (5) 22:6 (4) Nasycone (łącznie) oliwka 13.7 1.2 2.5 71.1 10.0 0.6 16.2 kukurydza 12.2 0.1 2.2 27.5 57.0 0.9 14.4 soja 11.0 4.0 23.4 53.2 7.8 15.0 len 4.8 4.7 19.9 15.9 52.7 9.5 kokos 0.5 8.0 6.4 48.5 17.6 8.4 6.5 1.5 92.0 kakaowiec 25.8 0.3 34.5 35.3 2.9 60.4 tłuszcz mleczny 3.8 2.3 1.1 2.0 3.1 11.7 26.2 1.9 12.5 28.2 62.7 łój wołowy 3.3 25.5 3.4 21.6 38.7 50.6 tłuszcz wieprzowy 24.8 12.3 45.1 9.9 38.8 tłuszcz drobiowy 0.2 1.3 23.2 41.6 18.9 31.1 łosoś 5.0 6.3 21.4 11.9 jajo kurze 22.1 7.7 36.6 11.1 30.1

15 Zróżnicowanie profilu kwasów tłuszczowych w tłuszczach zwierzęcych
Tłuszcze zwierzęce: tłuszcz mleka krowiego i tłuszcz dorsza

16 Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli
S- kwas nasycony (saturated) U- kwas nienasycony (unsaturated) Tłuszcze roślinne: oliwa z oliwek

17 Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli
S- kwas nasycony U- kwas nienasycony Tłuszcze roślinne: olej z orzechów ziemnych (podobny skład ma olej sojowy)

18 Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli
S- kwas nasycony U- kwas nienasycony Tłuszcze roślinne: masło kakaowe Olej kokosowy i palmowy – więcej kwasów 8:0-14:0

19 Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli
S- kwas nasycony U- kwas nienasycony Tłuszcze zwierzęce: łój wołowy Podobny profil ma smalec

20 Masło kakaowe Łój wołowy
Porównanie profilu trójacylogliceroli i właściwości masła kakaowego i łoju Masło kakaowe Łój wołowy S- kwas nasycony U- kwas nienasycony

21 Porównanie profili topnienia tłuszczów
Zawartość tłuszczu stałego % 100 80 Masło kakaowe 60 Łój wołowy Tristearynian glicerolu 40 20 temperatura 20 40 60C

22 Polimorfizm trójacylogliceroli
Trzy formy krystaliczne o odmiennym ułożeniu cząsteczek w sieci krystalicznej, różnych temperaturach topnienia i zróżnicowanej trwałości Triacyloglicerol T.t. α ’  Tripalmitynian glicerolu 44C 56C 66C Tristearynian glicerolu 54C 64C 73C Trioleinian glicerolu -32C -13C 4C

23 Polimorfizm trójacylogliceroli
forma α-2 forma ’-2 forma -3  < ’ <

24 Porównanie tłuszczów roślinnych i zwierzęcych
Roślinne W pozycji sn-2 kwasy nienasycone 18:1 i 18:2 Niektóre b. bogate w kwasy nienasycone (oliwa, olej lniany) Inne bogate w kwasy nasycone (masło kakowe) Oleje kokosowy i palmowy głównie nasycone 8:0 – 16:0 Zwierzęce Bardziej zróżnicowany skład jakościowy W pozycji sn-2 często kwas nasycony Większe zróżnicowanie typów trójacylogliceroli

25 Reakcje trójacylogliceroli
Hydroliza (kwasowa, zasadowa, enzymatyczna) Transestryfikacja (alkoholiza, acydoliza, interestryfikacja) Uwodornienie Utlenianie

26 Kwasowa hydroliza trójacylogliceroli

27 Zasadowa hydroliza trójacylogliceroli (zmydlanie)

28 Enzymatyczna hydroliza trójacylogliceroli
lipaza + wolne kwasy tłuszczowe

29 Transestryfikacja – alkoholiza trójacylogliceroli
CH3ONa Metoda stosowana do oznaczania profilu kwasów tłuszczowych przy użyciu chromatografii gazowej

30 Transestryfikacja – alkoholiza trójacylogliceroli
Otrzymywanie surfaktantów do żywności

31 Transestryfikacja – acydoliza trójacylogliceroli
RCOOH Modyfikacja właściwości trójacylogliceroli poprzez zmianę profilu kwasów tłuszczowych

32 Interestryfikacja trójacylogliceroli (randomizacja)
Kat. zas. Modyfikacja właściwości trójacylogliceroli (statystyczny rozkład kwasów tłuszczowych)

33 Uwodornienie trójacylogliceroli
Zmiana konsystencji tłuszczu: ciekły  stały

34 Skutki uwodornienia trójacylogliceroli
Powstają triglicerydy o wyższej temperaturze topnienia ciekłe  półstałe lub stałe Zmniejsza się zawartość kwasów wielonienasyconych Produkty nasycone są mniej podatne na procesy utleniania Pojawiają się wiązania C=C o konfiguracji trans

35 Utlenianie lipidów Reakcje typu rodnikowego (ulegają im kwasy tłuszczowe, acyloglicerole i inne lipidy) Lipidy nienasycone są bardziej podatne na utlenianie Pierwotne produkty utleniania ulegają dalszym reakcjom degradacji Pojawiają się niskocząsteczkowe związki zapachowe i smakowe, niekorzystne sensorycznie

36 Kinetyka utleniania tłuszczów
Zawartość heksanalu Długość tej fazy zależy od: temperatury stężenia tlenu stopnia nienasycenia prooksydantów antyoksydantów czas

37 Etapy reakcji rodnikowych:
1. inicjacja – powstawanie rodników 2. propagacja – tworzenie produktu i nowego rodnika 3. terminacja – tworzenie produktów poprzez rekombinację rodników

38 Podatność kwasów nienasyconych na utlenianie
Wzrost podatności i szybkości utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych

39 Czynniki sprzyjające utlenianiu lipidów
poprzez tworzenie wodoronadtlenków lipidowych (obecność sensybilizatorów, singletowy tlen, enzymy) poprzez generowanie wolnych rodników (promieniowanie jonizujące generuje rodniki hydroksylowe z wody) poprzez rozkład wodoronadtlenków do rodników nadtlenkowych, alkoksylowych (jony metali przejściowych – Cu, Fe; światło UV i widzialne, podwyższona temperatura)

40 Czynniki wpływające na szybkość utleniania lipidów w żywności
wysoka zawartość tlenu podwyższona temperatura rozwinięcie powierzchni (emulsje) aktywność wody

41 Dalsze produkty reakcji wtórnych
Nienasycone lipidy Wodoronadtlenki Ketony Alkeny Aldehydy Alkohole Epoksydy Kwasy karboksylowe Zapach, smak Reakcje z białkami

42 STEROLE zwierzęce roślinne składnik błon komórkowych
prekursor kwasów żółciowych prekursor witaminy D przyczyna miażdżycy 18 listopada 2018 obniża przyswajanie cholesterolu

43 LIPIDY POLARNE (amfifilowe)
niepolarny, hydrofobowy (lipofilowy) „ogon” polarna, hydrofilowa „głowa”

44 LIPIDY POLARNE Hydrofilowa głowa Hydrofobowe wnętrze Hydrofilowa głowa

45 FOSFOLIPIDY Kwas fosfatydowy

46 FOSFOLIPIDY glicerofosfolipid X = X = H kwas fosfatydowy
CH2CH2NH2 fosfatydyloetanoloamina CH2CH2N+(CH3)3 fosfatydylocholina CH2CH(NH2)COOH fosfatydyloseryna X = fosfatydyloinozytol

47 SFINGOLIPIDY Sfingomielina błony komórkowe tkanek nerwowych

48 SFINGOLIPIDY glukozyloceramid galaktozyloceramid

49 Lipidy polarne jako surfaktanty
stabilizują emulsje tworzą micelle podwójne warstwy oraz liposomy

50 Nadmierne spożycie tłuszczów
LIPIDY A ZDROWIE Nadmierne spożycie tłuszczów Otyłość Choroby serca Cukrzyca

51 LIPIDY A ZDROWIE transportują cholesterol do komórek
LDL – lipoproteiny o niskiej gęstości transportują cholesterol do komórek HDL – lipoproteiny o wysokiej gęstości odprowadzają cholesterol do wątroby Wątroba Krew Rodzaj spożywanych tłuszczów wpływa na poziom cholesterolu we krwi

52 LIPIDY A ZDROWIE Obniżenie poziomu cholesterolu we krwi
Podwyższenie poziomu cholesterolu we krwi

53 LIPIDY A ZDROWIE Lipoproteiny – obraz pod mikroskopem