Складні ліпіди

До складних ліпідів відносяться речовини, молекули яких крім залишків жирних кислот і спиртів містять також похідні ортофосфатної кислоти (фосфоліпіди), залишки вуглеводів (гліколіпіди), азотисті сполуки – холін, коламін, серін. Складні ліпіди містяться майже у всіх тканинах людського і тваринного організму, переважно у клітинних мембранах, особливо у мозкової і нервовій тканинах.

4.3.1. Фосфоліпіди

Фосфоліпіди (фосфатиди) – ліпіди, які при гідролізі крім гліцерину і вищих жирних кислот дають фосфатну кислоту і аміноспирт. Фосфоліпіди розділяються на два класи: лецитини і кефаліни (цефаліни), які відрізняються аміноспиртом.

Лецитини (від грецьк. lethitos – жовток) містять

холін – НО-СН₂-СН₂-N⁺(CH₃)₃.

Кефаліни містять коламін (етаноламін) НО-СН₂-СН₂-NН₂,

а також серин – НО-СН₂-СН(NН₂)-СООН.

Лецитини (фосфатидилхоліни) вперше були виділені в 1845 р. з яєчного жовтка. Вони також містяться у печінці, серцевому м'язі. Особливо багато їх в рослинних продуктах – насінні олійних культур, гороху, злаків. За хімічною будовою вони є діацилгліцерофосфатами, в яких фосфатна група додатково естерифікована холіном.

Лецитин Кефалін

(фосфатидилхолін) (фосфатидилетаноламін)

В утворенні молекул фосфатидилхолінів беруть участь як насичені так і ненасичені вищі жирні кислоти. В більшості випадків до складу лецитинів входить один залишок насиченої і один залишок ненасиченої жирних кислот (здебільшого С₁₆ – С₂₂).

Лецитини добувають із природних джерел послідовними екстракцією ліпідів, виділенням фракційним осадженням та хроматографічним розділенням на силікагелі.

Лецитини розчинні в спирті і етері, кефаліни – тільки в етері.

Кефаліни – суміш фосфатидилетаноламінів із фосфатидилсеринами. До складу здебільшого входить стеаринова і олеїнова кислоти. На прикладі фосфатидилетаноламіну можна прослідкувати за його гідролізом, який відбувається аналогічно і для інших складних ліпідів:

У результаті повного гідролізу утворюється суміш гліцерину, стеарату та олеату натрію, етанол амін і фосфат натрію.

Фосфатиди є поверхнево-активними речовинами. В молекулі міститься гідрофільний (полярний) фрагмент, який називається «головкою», і гідрофобний (неполярний) – «хвіст». До «головки» належать залишки карбоксильної групи карбонових кислот, азотовмісної складової та фосфатної кислоти, а до «хвоста» – залишки аліфатичної частини ВКК. Тому фосфоліпіди є амфифілами (мають спорідненість як до полярних розчинників, так і до неполярних).

Гідрофобний «хвіст» Полярна «головка»

В неполярних розчинниках молекули фосфоліпідів утворюють міцели, у яких гідрофобні частини складають зовнішній шар, а гідрофільні – внутрішній. В полярних розчинниках – навпаки. Структуру міцел у розчинниках різної природи можна представити так:

Завдяки амфифільній природі фосфоліпіди можуть утворювати емульсії. Використовуються як емульгатори у хлібопекарному та кондитерському виробництві і для одержання маргаринової продукції.

4.3.2. Гліколіпіди

Гліколіпіди – сполуки, що містять залишки вуглеводів, сполучених із ліпідною основою. Виконують структурні функції, приймають участь у побудові мембран, їм належить важлива роль у формуванні клейковин них білків пшениці, які визначають хлібопекарну якість борошна. Гліколіпіди розділяють на дві основні групи: цереброзиди і гангліозиди.

В молекулах гліколіпідів роль полярного компоненту виконує не фосфат, а залишок вуглеводу (галактози, глюкози, манози або олігосахариду), з'єднаний з центральною ланкою етерним зв'язком. На відміну від гліцерофосфоліпідів, побудованих на основі гліцерину, центральною ланкою може бути двоатомний аміноспирт сфінгозин з 18 атомами Карбону:

Залишок сфінгозину

Цереброзиди в значній кількості містяться в головному мозку, де виконують важливу структурну і метаболічну функції в мембранах нервових клітин. Вуглеводним компонентом їх є D-галактоза або D-глюкоза; аміноспирт– сфінгозин; нервонова (С₂₄), церебронова СН₃-(СН₂)₁₂СН(ОН)СООН, лігноцеринова кислоти.

Галактоцереброзид (нервон)

До складу галактоцереброзиду (1^/-β -D-галактопіранозил- N -нервоноїлсфінгозину) входить нервонова кислота, сполучена амідним зв'язком із сфінгозином, і β -D-галактоза, приєднана β -глікозидним зв'язком до гідроксилу сфінгозину при С₁.

Цереброзиди – тверді речовини, що не розчиняються у воді, але розчиняються в органічних розчинниках. При кислотному гідролізі розщеплюються на складові: сфінгозини, ВКК і моносахариди.

Цереброзиди використовуються як діагностичні біопрепарати.

Гангліозиди містяться переважно в сірій речовині мозку, у мембранах нервових тканин і беруть участь у регуляції росту і адгезії тканин, передачі нервових імпульсів, імунологічних процесах тощо. У структурному відношенні гангліозиди подібні до цереброзидів, відрізняються тим, що замість моносахариду вони містять складний олігосахарид, до складу якого входить принаймні один залишок N -ацетилнейраміновой (сіалової) кислоти:

Піранозна форма N -ацетилнейрамінової (сіалової) кислоти

Одним з найпростіших представників гангліозидів є гематозид, який виділено із строми еритроцитів:

Галактоза Глюкоза Сфінгозин

Гематозид

Питання для самоконтролю

1. Які харчові речовини називають жирами? Які функції виконують жири ворганізмі людини? Основні принципи класифікації жирів за фізико-хімічними та біологічними властивостями. Охарактеризуйте кожну групу.

2. Охарактеризуйте загальні принципи класифікації ліпідів. Напишіть структурні формули найважливіших представників різних груп ліпідів. Вкажіть на значення ліпідів в життєдіяльності живих організмів.

3. Процес гідрогенізації жирів і його значення при їх технологічній переробці. Напишіть рівняння реакції, що характеризує цей процес на прикладі олеїнодистеарину.

4. Залежність між жирно кислотним складом і властивостями тригліцеридів. Переетеріфікація жирів: суть та умови процесу, продукти переетеріфікації. Наведіть відповідні рівняння реакцій.

5. Назвіть основні фізичні та хімічні константи жирів. Їх визначення. Наведіть приклади.

6. Зміни жирів при термічній обробці. Які відомі види псування жирів? Назвіть їх причини. Як запобігти псуванню жирів?

7. Окиснення жирів, хімізм процесу. Перекисне та ферментативне окиснення жирів. Швидкість та окиснення різних жирних кислот. Первинні та вторинні продукти окиснення.

8. Яке значення для організму людини мають ненасичені жирні кислоти? Що таке поліненасичені жирні кислоти? Наведіть приклади.

9. Напишіть структурні формули найважливіших представників різних груп ліпідів (фосфатидів, гліколіпідів, сульфатидів).

10. Напишіть рівняння реакцій: а) алкоголізу між ліноленоолеїнопальмітатом і ізопропіловим спиртом; б) ацидолізу між міристинопальмітоолеатом і пальмітиновою кислотою.

5. ХАРЧОВІ КИСЛОТИ