640 likes | 1.17k Vues
LIPIIDID. Kaie Pappel, PhD 2013. LIPIIDID vees lahustumatud heterogeensed ühendid lahustuvad orgaanilistes lahustites (alkohol, benseen,atsetoon jms apolaarsed solvendid) keemiliselt ehituselt rasvhapete tegelikud või potentsiaalsed estrid struktuurilt heterogeenne aineklass. LEIDUMINE
E N D
LIPIIDID Kaie Pappel, PhD 2013
LIPIIDID • vees lahustumatud heterogeensed ühendid • lahustuvad orgaanilistes lahustites (alkohol, benseen,atsetoon jms apolaarsed solvendid) • keemiliselt ehituselt rasvhapete tegelikud või potentsiaalsed estrid • struktuurilt heterogeenne aineklass
LEIDUMINE • Sisaldus erinevates kudedes väga varieeruv. • Loomsed koed • keskmiselt 1 - 10 %(va rasvkude) • embrüonaalsetes kudedes - minimaalne (1 - 2 %) • sugurakkudes, ajus-maksimaaine (7 - 30 %) • Taimsed koed • seemnetes (energiavaruna) – 40 - 45 % • muud koed - sisaldus väga madal
Lipiidide klassifikatsioone • 1. Ainegruppide järgi • Rasvhapped • Rasvad (ehk neutraalrasvad) • Fosfatiidid (ehk fosfoglütseriidid) • Sfingolipiidid • Vahad • Steroidid • Prostaglandiinid • Isoprenoidid
2. Seebistumise tunnuse järgi • Seebistumine : • estersideme hüdrolüüs leelise toimel • moodustuvad rasvhapete soolad (seebid) ja alkohol. • rasvhappe sool alkohol • (seep)
RASVHAPPED • pika C-ahelaga (sagedamini 12 – 26) • monokarboksüülhapped • • sisaldavad enamasti paarisarvu C-aatomeid • • küllastunud või küllastumata C-ahel • • küllastumata rasvhapped reeglina cis-isomeerses vormis • oluline osa rasvhapetest ei esine vabalt, vaid triglütseriidide koosseisus
Palmit(iin)hape • rasvades ja õlides sagedane küllastunud rasvhape
Ole(iin)hape • laialt levinud küllastumata rasvhape
Stearhape C18:0 C18:0 kaksiksidemete arv süsinike arv O 1 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C OH ehk O C OH hüdrofoobne ‘saba’ hüdrofiilne pea
Küllastunud rasvhapped Nimetus Süsinikskelett Allikas Võihape C4:0 piimarasv Müristhape C14:0 loomsed rasvad Palmithape C16:0 loomsed ja taimsed rasvad Stearhape C18:0 loomsed ja taimsed rasvad
Küllastumata rasvhapped Olehape C18:1 (c9) – kõige levinum, taimeõlides, searasvas jm nt oliivõlis ~ 80%, Linoolhape C18:2 (c9,c12) - taimeõlides, nt sojaõli 49...51% Linoleenhape C18:3 (c9,c12,c15) – esineb harvem, ainult taimeõlides nt rapsiõli 20,7...28,1% Arahhidoonhape C20:4 (c5,c8,c11,c14) – esineb vähe, ainult loomsetes rasvades mõni %
H H C = C (CH2)7 (CH2)7 COOH CH3 olehape
Rasvhapete geomeetriline isomerism • vesinikaatomite paigutus kaksiksideme tasapinna suhtes • tekivad cis-, trans – isomeerid trans- isomeer cis-isomeer
Olehape ( 18:1, cis 9) Tsulam.= 14 0C Elaidhape(18:1, trans 9) Tsulam. = 43,7 0C
Transrasvhapped • põhiallikaks osaliselt hüdrogeenitud taimeõlid • (margariinides, küpsetusrasvades -17%) • 3...5% rohusööjate piimarasvhapetest • esineb granaatõunas, kapsastes, hernestes • võib tekkida ka õlide desodoreerimisel 3...6 % • teket mõjutab: • temperatuur, • rõhk, • katalüsaatori valik • õli tüüp
Rasvhapetesulamistemperatuur • Sõltub: • süsinikahelapikkusest- • ahelapikkusekasvadessulamistemperatuurtõuseb • süsinikahelaküllastatuseastmest- • samasüsinikahelapikkusejuures on: • küllastunudrasvhapete • sulamistemperatuur kõrgeim • polüküllastumatarasvhapete • sulamistemperatuurmadalaim
Küllastumata rasvhappeid sisaldavaid triglütseriide on raskem kokku pakkida. Seetõttu on neil madalam sulamistemperatuur küllastunud ahelad küllastamata ahelad
RASVAD • Rasvad on glütserooli ja rasvhapete triestrid – triatsüülglütseriidid. • Lihtsad triatsüüglütseriidid (looduses esinevad harva) sisaldavad kolme ühesugust rasvhappe radikaali. • Looduses esinevad vaidavalt segatud triatsüüIglütseriidid, mis sisaldavad kahe või kolme erineva rasvhappe radikaale.
Triatsüülglütseriidide teke • Glütserooli polaarsed hüdroksüülrühmad • reageerivad kolme rasvhappe polaarsete (ioniseerunud) karboksüülrühmadega • moodustuvadneutraalsed estersidemed. • Rasva molekulid on apolaarsed, hüdrofoobsed.
Lihtsa triatsüülglütseriidi teke glütserool rasvhapped triglütseriid
Segatud triatsüülglütseriidi teke glütserool rasvhapped triglütseriid
nii loomsed kui ka taimsed rasvad on erinevate triglütseriidide segud • rasvade agregaatolek (vedel või tahke) sõltub nende koostises olevate küllastumata rasvhappejääkide hulgast. • Mida rohkem on küllastumata rasvhappejääke, • seda madalam on rasva sulamistemperatuur • taimse päritoluga, samuti kalade ning mereloomade rasvad on toatemperatuuril vedelad, • maismaaloomade rasvad aga tahked
Rasvade keemiline aktiivsus • Rasvade keemilised omadused on tingitud: • estersidemete ja • küllastumata rasvhapete kaksiksidemete reaktiivsusest • ( võivad siduda vesinikku ja halogeene või alluda hapniku toimele)
HÜDROLÜÜS • estersidemete katkemine, • (seedetraktis ja rasvarakkudes ensüümide (lipaaside) toimel) • tekivad vabad rasvhapped ja glütserool.
SEEBISTUMINE • estersidemete hüdrolüüs tugevalt leelises keskkonnas, • moodustuvad rasvhapete soolad (seebid)ja glütserool.
Hüdrogeenimine • - vesiniku liitumine kaksiksidemetele kõrge rõhu ja/või • katalüsaatori toimet, • - kasutatakse tehisrasvade (margariinide) tootmisel. • Protsessitulemusena: • osaküllastumata rasvhapetest küllastub, mistõttu rasva sulamistemperatuur tõuseb • vedel rasv (õli) → tahke rasv. • võib toimuda süsinik-süsinik kaksiksidemete ümberkorraldumine: • cis-vorm→ trans-vorm • (rasva bioloogiline väärtus langeb)
Räästumine • reaktsioonide kogum, • tekib rasvadetervistkahjustavaid laguprodukte, • halvenevad maitse ja lõhna • eristatakse oksütatiivset ja hüdrolüütilist räästumist • Oksüdatiivne räästumine: • esineb enam kui hüdrolüütilist • toimub rasvhapete autooksüdatsioon, tekib reaktsioonide ahel • tekivadreaktsioonivõimelised vabad radikaalid • R(alküül-), ROO(peroksü-), RO(alkoksü-) • põhjustades ahelreaktsioon
eelkõige oksüdeeruvadküllastumata rasvhapped, • rasvhappe C-ahel katkeb kaksiksideme juurest • nt reaktsioonikiiruse kasv - • olehape linoolhape linoleenhape • kiirus sõltub rasva säilitustingimustest • (t, valgus, veesisaldus) • tekib erinevaid ühendeid • (süsivesinikke, lühiahelalisedaldehüüdide, happeid, • epoksiide) • initsiaator – valgus, UV kiirgus; aktiveeritud hapnik, • raskmetallid
Hüdrolüütiline räästumine • toimub mikroorganismide poolt produtseeritud lipaaside toimelrasvade ebaõigel säilitamisel • (kõrge temperatuuri ja õhuniiskuse tingimustes) • Ebameeldiv maitse ja lõhn on põhjustatud vabadest(peamiselt lühiahelalistest) rasvhapetest.
Räästumist väldivad: • madal säilitustemperatuur ja õhuniiskus • õhuhapnikuga kokkupuute takistamine • antioksüdantide kasutamine • (ained, mis on vesiniku doonoriks; vaba radikaali • aktseptoriks või reageerivadhüdroperoksiid- • radikaaliga -RO). • nt askorbiinhape, α -tokoferool, • BHT - butüülhüdroksütolueen
TOIDURASVAD Rasv,õli Sulamistemp.,0 C Iseloomustus PIIMARASV 27….38 Väärtuslik toidurasv, mitmekesine rasvhappeline koostis,sisaldab lühiahelalisi rasvhappeid SEARASV 26….39 Hea toidurasv; enim on palmit-, stear-,ole-, ja linoolhapet VEISERASV 40….50 Kõrge palmit- ja stearhappe sisaldus. LAMBARASV 44….55 Kõrge palmit- ja stearhappe sisaldus. Kasutatakse eeskätt tehnilise rasvana. KOOKOSRASV 23…28 Sisaldab lenduvaid rasvhappeid, laur- ja müristhappe rikas.
Rasv, õli St,oC Iseloomustus KALARASV 15….20 Sisaldab nelja ja viie kaksiksidemega rasvhappeid, räästub kergesti RAPSIÕLI 0….-2 Väärtuslikud toiduõlid; vähe PÄEVALILLEÕLI -2…+3 palmithapet, palju ole- ja SOJAÕLI 3…-6 linoolhapet; rapsi- ja sojaõlis ka linoleenhapet OLIIVIÕLI -5…-9 Väga hea toiduõli, rasvhapetest ~80% olehape, suhteliselt stabiilne säilitamisel
Rasvade kuumutamine • Kuumutamineilmatoiduaineta: • reaktsioonid- autooksüdatsioon , isomerisatsioon , polümerisatsioon • produktid - lenduvadhapped, aldehüüdid, estrid, • alkoholid,epoksiidid,hargnenudahelagarasvhapped,mono- jabitsüklilisedühendid, transisomeerid, • H2O, CO2
2.Kuumutaminekoostoiduainega: • reaktsioonid- autooksüdatsioon, isomerisatsioon , polümerisatsioon+hüdrolüüs • produktid- sama, miseelnev+ vabadrasvhapped, • mono-jadiatsüülglütseriidid,glütserool
Fosfatiidid ehk fosfoglütseriidid • Fosfatiidid on: • liitlipiidid (multikomponentsed) • koostisse kuulub glütserool • (tingib nimetuse fosfoglütseriidid) • on rakumembraanide olulised ehitusmaterjalid, moodustavad - 90% membraani lipiididest. • toiduainetööstuseskasutatakse emulgaatorite ja stabilisaaroritena. • enim kasutatakse letsitiini • ( nt kondiitritooted, pagaritooted jm)
Fosfoglütseriidid on glütserooli estrid, milles kaks OH-rühma on esterdatud rasvhapetega ja üks - fosforhappega
Vahad • vahad on apolaarsed, seebistuvad lipiidid, • keemiliselt ehituselt on rasvhapete ja pika süsinikuahelaga alkoholide (nn rasvalkoholide) estrid.
Vahade omadused • Vahade koostisse kuuluvad pika süsinikuahelaga, valdavalt küllastunud rasvhapped ja küllastunudvõi küllastumata alkoholid • Iseloomulik: • suur vastupidavus mikroobide lagundava toime (hüdrolüüsi, oksüdatsiooni) suhtes • kõrge sulamistemperatuur • madal joodiarv • Looduses omavad kaitsefunktsiooni- tingivad • loomanahkade, taimelehtede ja veelindude sulgede • märgumatuse (hüdrofoobsuse).
Toiduainetetööstuses • Vaha kasutatakse: • puuviljade pinna katmiseks nende säilivusaja pikendamseks, • närimiskummi tootmisel, • juustupinna katmisel, • glaseerainena kohvi tootmisel • jm
Candelillavaha – on segu(dotriakontaan+ oksülaktoon+ vaik)s.opole ehituseltvaha, kasutakselisandinakarnauba- jamesilasvahale.
Sfingolipiidid • on liitlipiidid • sisaldavad kahealuselist aminoalkoholi sfingosiini. • täiendavaks komponendiks võib olla –H, glükoos, fosfokoliin,kompleksne oligosahhariid • esineb loomsetes kudedes, piimas, taimedes (eriti teraviljas)
Steroidid • struktuurseks aluseks nn steroidtuum, • moodustub omavahel seostunud kolmest tsükloheksaani tsüklist (nn A, B ja C tsükkel) ja ühest tsüklopentaani tsüklist (D tsükkel). • Ühendid erinevad: • kaksiksidemete paigutuselt steroidtuumas, • asendusrühmade tüübi (süsivesinikradikaalid, hüdroksüül- ja ketorühmad) ja paigutuse poolest
SteroidtuumSteroidide esindajad • STEROOLID (vana nimetus STERIINID) • SAPPHAPPED • STEROIDHORMOONID • STEROIDALKALOIDID ( nt solaniin - kartulis, tomatis jms ; tomatiin – tomatis jm) NB! Solaniin on mürgine!