Роль липидов
Липиды как производные жирных кислот, спиртов, построенных с помощи сложноэфирной связи. Их классификация и разновидности, структура и биологическая роль в организме. Превращения липидов, их пищевая ценность, а также определение суточной потребности.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | лекция |
Язык | русский |
Дата добавления | 13.05.2020 |
Размер файла | 19,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Роль липидов
липид пищевой биологический
Липиды являются производными жирных кислот, спиртов, построенных с помощи сложноэфирной связи. В липидах также встречается простая эфирная связь, фосфоэфирная связь, гликозидная связь. Липидами называют сложную смесь органических соединений с близкими физико-химическими свойствами.
Липиды нерастворимы в воде (гидрофобны), но хорошо растворимы в органических растворителях (бензине, хлороформе). Различают липиды растительного происхождения и животного происхождения. В растениях накапливается в семенах и плодах, больше всего в орехах (до 60%). У животных липиды концентрируются в подкожных, мозговой, нервных тканях. В рыбе содержится 10-20%, в мясе свинины до 33%, в мясе говядины 10% липидов.
По строению липиды разделяют на две группы:
- простые липиды
- сложные липиды.
К простым липидам относят сложные (жир и масло) или простые (воск) эфиры высших жирных кислот и спиртов.
Строение жиров и масел можно представить общей формулой:
липид пищевой биологический
СН2 - О-СО-Я!
СН-О - СО-Я2 СН2 - О - СО - Я3
Где: радикалы жирных кислот - Ял Я2. Яз
Сложные липиды имеют в своем составе соединения, содержащие атомы азота, серы, фосфора. В эту группу относят фосфолипиды. Они представлены фосфотидной кислотой, которая содержат только фосфорную кислоту, занимающую место одного из остатков жирных кислот, и фосфолипидами, в состав которых входят три азотистых основания. Азотистые основания присоединяются к остатку фосфорной кислоты у фосфотидной кислоты. Фосфотидилэтаноламин содержит азотистое основание этаноламин НО - СН2
- СН2 - ЫН2. Фосфотидилхолин содержит азотистое основание холин [НО - СН2
- (СНз) з] Ч]+(ОН), это вещество называют лецитин. Фосфотидилсерин содержит аминокислоту серин НО - СН(ЫН2) - СООН.
Сложные липиды содержат остатки углеводов - гликолипиды, остатки белков - липопротеиды, спирт сфингозин (вместо глицерина) содержат сфинголипиды.
Гликолипиды выполняют структурные функции, входят в состав клеточных мембран, в состав клейковины зерна. Чаще всего в составе гликолипидов встречаются моносахариды Б - галактоза, Б - глюкоза.
Липопротеиды входят в состав клеточных мембран, в протоплазму клеток, влияют на обмен веществ.
Сфииголипиды участвуют в деятельности центральной нервной системы. При нарушении обмена и функционирования сфинголипидов развиваются нарушения в деятельности центральной нервной системы.
Наиболее распространены простые липиды - ацилглицнриды. В состав ацилглицеридов входят спирт глицерин и высокомолекулярные жирные кислоты. Наиболее распространены среди жирных кислот насыщенные кислоты (не содержащие кратных связей) пальмитиновая (С15Н31СООН) и стеариновая (С17 Н35СООН) кислоты и ненасыщенные кислоты (содержащие кратные связи): олеиновая с одной двойной связью (С17 Н33СООН), линолевая с двумя кратными связями (С17 Н31СООН), линоленовая с тремя кратными связями (С17 Н29СООН). Среди простых липидов главным образом встречаются триаиилглицериды (содержат три одинаковых или различных остатка жирных кислот). Однако простые липиды могут быть представлены в виде диацилглицеридов и моноацилглицеридов.
В составе жиров преимущественно находятся насыщенные жирные кислоты. Жиры имеют твердую консистенцию и повышенную температуру плавления. Содержатся преимущественно в липидах животного происхождения. Масла содержат в основном ненасыщенные жирные кислоты, имеют жидкую консистенцию и низкую температуру плавления. Содержатся в липидах растительного происхождения.
Восками называют сложные эфиры, в состав которых входит один высокомолекулярный одноатомный спирт с 18 - 30 атомами углерода, и одна высокомолекулярная жирная кислота с 18 - 30 атомами углерода. Воска встречаются в растительном мире. Воск покрывает очень тонким слоем листья, плоды, предохраняя их от переувлажнения, высыхания, воздействия микроорганизмов. Содержание воска невелико и составляет 0,01 - 0,2%.
Среди сложных липидов распространены фосфолипиды. В составе фосфолипидов имеются заместители двух типов: гидрофильные и гидрофобные. Гидрофобными выступают радикалы жирных кислот, а гидрофильными - остатки фосфорной кислоты и азотистые основания. Фосфолипиды участвуют в построении мембран клетки, регулируют поступление в клетку питательных веществ.
При извлечении липидов из масличного сырья в масло переходят различные жирорастворимые соединения: фосфолипиды, пигменты,
жирорастворимые витамины, стеролы и стерины. Извлекаемая смесь называется «сырой жир». При очистке (рафинировании) растительных масел практически все компоненты, сопутствующие маслам удаляются, что значительно снижает пищевую ценность масла.
Из жирорастворимых пигментов следует отметить группу каротиноидов - предшественников витамина А. По химической природе это углеводороды. Это вещества красно-оранжевого цвета. Хлорофилл - зеленый краситель растений.
Стероиды это циклические соединения, имеющие структуру пергидроциклопентанофенантрена. Из стероидов большое влияние на человека оказывает холистерин. Он участвует в обмене гормонов, желчных кислот.
Превращения липидов
Превращения липидов можно разделить на реакции, протекающие с участием сложноэфирных групп, и с участием радикалов углеводородов.
Гидролиз липидов. Различают три варианта гидролиза липидов:
- Кислотный гидролиз проходит в присутствии растворов кислот;
- Щелочной гидролиз проходит в присутствии растворовщелочей;
- Ферментативный гидролиз проходит под действием фермента липаза.
В результате гидролиза липидов осуществляется разрушение сложноэфирной группировки. Из триацилглицеридов образуются вначале ди-, затем моноацилглицериды, а далее многоатомный спирт глицерин и свободные жирные кислоты.
Гидролитический распад липидов пищевых продуктов является одной из причин ухудшения их качеств, в конечном счете - их порче. Процессы гидролиза липидов ускоряются при повышенной влажности, повышенной температуре хранения, активности фермента липазы.
Переэтерификация липидов. Эта реакция приводит к обмену остатками жирных кислот у липидов. Различают внутримолекулярную переэтерификацию, когда ацильный радикал мигрирует внутри молекулы липида, и межмолекулярную переэтерификацию, когда ацильный радикал мигрирует между различными молекулами липидов. Эта реакция приводит к изменению физико-химических свойств жировых смесей.
Переэтерификация высокоплавких животных жиров с жидкими растительными маслами позволяет получить пластичные жиры, которые являются основой для получения маргарина. Возможно также получение аналога молочного жира, кондитерского жира.
Гидрирование липидов. При гидрировании липидов происходит разрыв кратных связей у остатков жирных кислот с присоединением водорода. При этом можно направленно изменять жироно-кислотный состав исходного липида. В первую очередь расщепляются кратные связи линоленовой кислоты, затем линолевой, затем олеиновой. В конечном итоге образуется стеариновая кислота. В результате реакции гидрирования получается продукт с заранее заданными свойствами, его называют саломас. Саломасы применяют в производстве маргарина.
Реакция гидрирования протекает по схеме:
+ Н2 + Н2 + Н2
СН318 -> СН218 -> СНЧв -> СН°18
Окисление липидов. Липиды подвергаются окислению кислородом воздуха. Первыми продуктами окисления являются гидропероксиды, которые внедряются в радикал карбоновой кислоты. Быстрее всего воздействие оказывается на углерод, ближайший к кратной связи, а у насыщенных жирных кислот атакуется кислородом середина цепочки жирных кислот. Образовавшиеся гидропероксиды неустойчивы, в результате их превращения разрывается цепочка атомов углерода, образуются вторичные продукты окисления: эпоксисоединения, спирты, альдегиды, реже кетоны, карбоновые кислоты с углеродной цепочкой короче, чем у жирной кислоты.
Процесс окисления липида можно представить в виде схемы:
ЖИРНАЯ КИСЛОТА -> ГИДРОПЕРОКСИД -> ЭПОКСИСОЕДИНЕНИЯ^ -> СПИРТЫ -> АЛЬДЕЕИДЫ (КЕТОНЫ) -> КАРБОНОВАЯ КИСЛОТА
Окисление липидов кислородом воздуха является автокаталитическим процессом. Окисление идет по цепному пути, продукты окисления способны реагировать друг с другом и образовывать полимеры. Направление и глубина окисления зависят от состава жирных кислот. С увеличением степени непредельности жирных кислот возрастает скорость их окисления.
Скорость окисления составляет:
СИ318: СИ218: СНГ в как 77: 27: 1
Окисление насыщенных жирных кислот происходит значительно медленнее, чем ненасыщенных.
На скорость окисления липидов оказывает влияние присутствие влаги, свет, металлов переменной валентности (РЬ, Си, Со, Мп, Ее), антиокислителей. К антиокислителям относят вещества, присутствие которых приводит к обрыву цепей окисления. Вместо активных радикалов, которые бы инициировали процесс окисления, образуются стабильные радикалы, которые не участвуют в этом процессе. Из природных антиокислителей часто применяют текоферол (витамин Е), из синтетических - соединения фенольной природы: ионол, Бутилгидрокситолуол (БОТ), Бутилгидроксианизол (БОА), пропилгаллаты. При внесении антиоксидантов в количестве 0,01% стойкость жиров к окислению увеличивается в 10 - 15 раз. Подробнее различные антиокислители рассматриваются в дисциплине «Пищевые и биологически активные добавки».
Окисление липидов может проходить при действии биологических катализаторов - ферментов. В процессе ферментативного окисления липидов совместно участвуют ферменты липаза и липоксигеназа. На первом этапе окисления липаза осуществляет гидролиз тириацилглидеридов. Этот этап еще называют ферментативное прогоркание. Затем липоксигеназа катализирует образование гидропероксидов ненасыщенных жирных кислот (чаще это линолевая и линоленовая кислоты). Свободные жирные кислоты окисляются быстрее, чем их остатки, входящие в состав молекулы липида. При распаде гидропероксида образуются вещества, аналогичные продуктам окисления кислородом - образуются вторичные продукты окисления: эпоксисоединения, спирты, альдегиды, реже кетоны, карбоновые кислоты с углеродной цепочкой короче, чем у жирной кислоты.
В процессе окисления липидов образуются различные вещества, которые имеют неприятный вкус и запах (появляется «осаливание», «прогорклость», «запах олифы»), изменяется цвет продукта. В результате снижается пищевая и физиологическая ценность, а продукты могут оказаться непригодными в пииту (пищевая порча жиров). Наименее стойки при хранении сливочное масло, маргарин, кулинарный жир.
Пищевая ценность липидов
Пищевые жиры и масла являются обязательным компонентом пищи, источником энергетического и пластического материала для человека, поставщиком необходимых веществ, таких как: ненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды, жирорастворимые витамины, стерины. Рекомендуемое содержание жиров в рационе человека по калорийности составляет 30 - 33% или 90 - 107 г. в сутки. Среднем считается норма в 102 г. в сутки. В питании имеет значение не только количество, но и химический состав жиров. Линолевая и линоленовые кислоты не синтезируются в организме человека, арахидоновая кислота синтезируется из линолевой кислоты при участии витамина Вб. Поэтому они получили название незаменимых или эсенциальных жирных кислот. В последние годы часто употребляется термин «полиненасыщенные жирные кислоты семейства омега - 3», в эту группу входят а - линоленовая, эйкозапентаеновая, докозагексаеновая кислоты, содержащие несколько кратных связей и «полиненасыщенные жирные кислоты семейства омега - 6», в эту группу вхадит арахидоновая кислота.
Ненасыщенные жирные кислоты участвуют в расщеплении липопротеидов, холестерина, предотвращают образование тромбов, снижают воспалительные процессы.
Липиды оказывают влияние на обмен веществ в клетках, входят в состав клеточных мембран, влияют на кровяное давление, выводят из организма холестерин, при этом повышается эластичность стенок кровеносных сосудов. Повышенной биологической активностью обладают арахидоновая и линолевые кислоты. Среди продуктов питания наиболее богаты полиненасыщенными жирными кислотами растительные масла. Арахидоновая кислота содержится в яйцах, субпродуктах. Сбалансированный состав ежедневного рациона человека должен содержать 10 - 20% полиненасыщенных жирных кислот, 50 - 60% мононенасыщенных жирных кислот, 30% насыщенных жирных кислот. \это обеспечивается при использовании в рационе одной трети растительных и двух третей животных жиров.
Фосфолипиды участвуют в построении клеточных мембран, транспорте жиров в организме, способствуют лучшему усвоению жиров, препятствуют ожирению печени. Суточная потребность в фосфолипидах составляет 5 - 10 г.
При усвоении 1 грамма липида выделяется 9 ккал энергии. При избыточном потреблении жиров возникает опасность ожирения организма.
Растительные жиры являются источником поступления жирорастворимых витаминов Е и (3 - каротина, животные жиры - источник жирорастворимых витаминов А, Б.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Биологическая роль липидов. Структура Триацилглицеролов (нейтральных жиров) – сложных эфиров глицерола и жирных кислот. Структурные компоненты мембран клеток нервной ткани и мозга. Переваривание и всасывание липидов. Кетогенез (обмен жирных кислот).
презентация [411,8 K], добавлен 06.12.2016Изучение значения обмена липидов в организме человека. Переваривание и всасывание липидов. Анализ роли желчных кислот. Гидролиз триглицеридов. Основные продукты расщепления жиров. Активация жирных кислот и их проникновение из цитоплазмы в митохондрии.
презентация [11,9 M], добавлен 13.10.2013Исследование структурных особенностей простых липидов. Характеристика строительной, теплоизолирующей и энергетической функций липидов. Описания восков, соединений, образованных высшими карбоновыми кислотами и высокомолекулярными одноатомными спиртами.
презентация [905,6 K], добавлен 31.05.2015Классификация липидов по строению, физиологическому значению и способности к гидролизу. Основные карбоновые кислоты, входящие в состав природных масел и жиров. Схема вероятной структуры фосфолипидов. Функции основных классов липидов в организме человека.
реферат [264,9 K], добавлен 14.01.2010Строение, состав и физиологическая роль отдельных органелл клетки. Классификация белков по степени сложности. Состояние воды в живых тканях, ее функции. Полисахариды морских водорослей: состав, строение. Биологическая роль и классификация липидов.
контрольная работа [1014,7 K], добавлен 04.08.2015Метаболизм липидов в организме, его закономерности и особенности. Общность промежуточных продуктов. Взаимосвязь между обменами углеводов, липидов и белков. Центральная роль ацетил-КоА во взаимосвязи процессов обмена. Расщепление углеводов, его этапы.
контрольная работа [26,8 K], добавлен 10.06.2015Липиды - обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества. Классификация, строение и синтез липидов в организме. Биологические функции: энергетическая, структурная, регуляторная, защитная. Липиды в диете человека.
презентация [174,7 K], добавлен 15.09.2013Растительные и животные жиры как основные источники липидов для человека. Технологический процесс получения микробных липидов. Использование микробиологического способа производства липидов. Применение микробных липидов в пищевых производствах.
реферат [137,7 K], добавлен 18.06.2013Особенности применения метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для исследования нуклеиновых кислот, полисахаридов и липидов. Исследование методом ЯМР комплексов нуклеиновых кислот с протеинами и биологических мембран. Состав и структура полисахаридов.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 26.08.2009Общая характеристика и основные этапы обмена липидов, особенности процесса переваривания. Порядок всасывания продуктов переваривания липидов. Исследование различных органов и систем в данном процессе: стенок и жировой ткани кишечника, легких и печени.
презентация [4,5 M], добавлен 31.01.2014Пространственная структура мембранных липидов. Структура и термодинамика водно-липидных систем. Смеси липидов с водой и полиморфизм. Изучение пространственного строения липидов в кристаллах. Основные типы структурной организации водно-липидных систем.
реферат [2,9 M], добавлен 30.07.2009Обзор классификации, свойств и биологической роли витаминов, анализ их основных природных источников и антагонистов. Изучение липидов, процесса брожения и его типов. Характеристика физико-химических свойств белков и уровней организации белковых молекул.
шпаргалка [53,8 K], добавлен 16.05.2010Биологическая роль воды. Функции минеральных солей. Простые и сложные липиды. Уровни организации белков. Строительная, энергетическая, запасающая и регуляторная функции липидов. Структурная, каталитическая, двигательная, транспортная функции белков.
презентация [383,4 K], добавлен 21.05.2015Характеристика жирных кислот — алифатических одноосновных карбоновых кислот с открытой цепью, содержащихся в этерифицированной форме в жирах, маслах и восках растительного и животного происхождения. Их расщепление, виды существования в организме.
презентация [305,5 K], добавлен 04.03.2014Виды биологически активных веществ. Характеристика продуктов липидной природы, области применения. Микроорганизмы - продуценты липидов, способы их культивирования. Технологическая схема экстракционного выделения биожира из биомассы дрожжей, его стадии.
курсовая работа [86,5 K], добавлен 21.11.2014Клеточные стенки и клеточные мембраны. Состав мембранных липидов. Структура и функции органелл. Природа жирных кислот в мембранных липидах. Особенности строения клеточной стенки у разных организмов. Соотношение различных классов фосфолипидов в мембране.
контрольная работа [642,7 K], добавлен 26.07.2009Функции обмена веществ в организме: обеспечение органов и систем энергией, вырабатываемой при расщеплении пищевых веществ; превращение молекул пищевых продуктов в строительные блоки; образование нуклеиновых кислот, липидов, углеводов и других компонентов.
реферат [28,0 K], добавлен 20.01.2009Липидный состав нервной ткани серого и белого вещества мозга человека. Деятельность мембран и способность к фазовым переходам в физиологических условиях. Ацилобменные реакции и их механизм. Участие липидов в рецепции, миелин и локализация ганглиозидов.азо
курсовая работа [2,5 M], добавлен 27.08.2009Строение и биологическая роль липидов (жиров). Роль витаминов для организма и причины гиповитаминозов. Биохимические сдвиги в крови и в моче при мышечной работе. Биохимические основы питания и особенности питания спортсменов-силовиков, атлетов и бегунов.
реферат [38,2 K], добавлен 20.06.2012Белки и липиды - важные структурные, запасные и функциональные элементы клетки. Азотфиксация и биосинтез аминокислот. Пути биосинтеза аминокислоты лизина у грибов. Поглощение неорганических питательных веществ водорослями активным и пассивным путями.
реферат [22,3 K], добавлен 23.04.2010