Lipidy

Charakteristika a klasifikace lipidů. Chemické složení. Výskyt, možnosti získání, vlastnosti, význam. Charakteristika, rozdělení, výskyt a význam terpenů a steroidů. Vosky.

  • přírodní látky
  • nepolární (převážně nepolární vazby C) > rozpustné jen v nepolárních rozpouštědlech (organická) > nerozpustné ve vodě
  • funkce: zásobní (energie), ochranná (obalení tukem), výstavbová (součást biologických membrán), váží vitamíny rozpustné v tucích (A, D, E, K)

rozdělení lipidů

  1. jednoduché:     Acylglyceroly (tuky a oleje)
    •  
  2. složené:              Fosfolipidy (součástí biologických membrán)
    •  
  3. isoprenoidy       Terpenoidy (silice, vitamín A, karotenoidy, kaučuk)

Steroidy (cholesterol, pohlavní hormony, kortikoidní hormony)

Jednoduché lipidy

Acylglyceroly

  • estery vyšších mastných kyselin (palmitová, stearová, olejová, můžou být i kombinované) a glycerolu
  • k. olejová (v olivovém oleji) kapalná > tuky kapalné

               nej. triacylglyceroly

  • organická rozpouštědla těkavá > snadno se odpaří > získávání tuků extrakcí

zdroje tuků a olejů

  • rostlinné: semena rostlin (rostlinná zásobárna energie), slunečnice, řepka olejka, olivy, mák, ořechy, len, avokádo, tropické ovoce (ochrana proti odpařování vody)
  • živočišné: podkožní tuk (škvařením), z mléka (odstřeďováním)
  • margaríny: ztužováním tuků (+H, hydrogenace)

                               - CH = CH -   +   H2    >(P,T,kat.)>    - CH2 - CH2 -    (uspořádání do krystalické struktury)

  • tuky/oleje: tuky vznikají ztužováním olejů > zánik dvojné vazby

Reakce Acylglycerolů

  • hydrolýza (opak k esterifikaci) > vzniká glycerol a vyšší mastná kyselina
  • zmýdelnatění (alkalický hydrolýza) > reakce s hydroxidem alkalického kovu > vzniká glycerol a sůl

Vosky

  • tuhé, ve vodě nerozpustné látky (odolné oxidaci i hydrolýze)
  • estery vyšších mastných kyselin a vyšších alkoholů (cetylalkohol C16H33OH)
  • funkce: ochranná (odpuzuje vodu na listech rostlin, peří, srst), stavební (včely), vorvaňovina (– z vorvaních lebek, kosmetika)

Složené lipidy

Fosfolipidy

  • zbytek kyseliny fosforečné
  • součástí biologických membrán (například buněčné stěny)
  • polární i nepolární složka
  • tvoří lipidové dvojvrstvy:  staví se k sobě nepolární částí, nepropustné pro ionty a polární látky, transport membránových bílkovin

Lecithin

  • v mozku, nervech, játrech, v čokoládě, lentilkách, v žloutcích
  • jako emulgátor – umožňuje míchat polární a nepolární složky

Glykolipidy

  • další ze složených lipidů

Isoprenoidy

  • přírodní látky
  • vznikají v rostlinných a živočišných organismech
  • izoprenová jednotka: 2-methylbuta-1,3-dien

Terpeny

  • převážně v rostlinné říši
  • uhlovodíky, nebo kyslíkaté deriváty uhlovodíků
  • mentol (součástí mátové silice) viz. obrázek
  • kafr
  • betakaroten (provitamin vitaminu A > z něj si tělo vytváří vitamín A – v barevném ovoci a zelenině)
  • vitamín A (živočišné produkty)
  • kaučuk (přírodní i syntetický, polymerní) >

Steroidy

  • základní jednotka steran: viz. obrázek
  • cholesterol: přirozeně v organismech (stěny cév), živočišné       

tuky, mléko, vejce (není v čistém sádle)

  • vitamín D: tělo si ho vytváří ze slunečního záření (kosti, zuby)                 
  • pohlavní hormony: testosteron (mužský – vývoj druhotných pohlavních znaků), estradiol (ženská obdoba testosteronu), progesteron (ženy – těhotenství), mestranol (HA – obdoba progesteronu)

Biologické funkce tuků

  • tepelná izolace tkání a orgánů
  • ochranná funkce (tukové pouzdro – ledviny)
  • energetická funkce (oxidace glyceridů)
  • nepolární rozpouštědla (vitamíny, hormony, barviva…)

Ztužené tuky

ztužování tuků (katalytická hydrogenace)

  • adice, odstranění = (tekutost)
  • oleje > tuky (nepodléhají žluknutí, ani vysychání)
  • x zápach, lépe skladovatelné
  • potravinářství
  • nenasycené k. k. – esenciální

„Vysychání“ a žluknutí tuků

žluknutí: rozklad tuků (oxidace)

  • působením mikroorganismů
  • nejsnáze oleje > biochemický proces
  • zápach: uvolnění nižších mastných kyselin
  • vnik: aldehydy/ketony/karboxylové kyseliny
  • znehodnocení vitamínů, produkty jedovaté

vysychání olejů (polymerace)

  • nenasycené mastné kyseliny s více dvojnými vazbami (kyselina linolová, kyselina linolenová) > lněný, sójový
  • rozetřený do tenké vrstvy > reaguje se vzdušným kyslíkem > polymerní oxidace
  • souvislý povlak (film) – kyslíkové můstky
  • laky, olejové barvy
  • sikativa (urychlení, oxidy Mn, Cr), pigmenty

Vyšší mastné kyseliny

  • karboxylové kyseliny (COOH, kyslíkaté deriváty uhlovodíků)
  • vyšší monokarboxylové: voskovitý charakter, omezeně rozpustné ve vodě, kapalné – vodíkové můstky
  • dikarboxylové:nižší rozpustné ve vodě
  • palmitová (hexadekanová), stearová (oktadekanová), olejová (oktadeka-9-enová)
  • laurová (dodekanová), myristová (tetradekanová), linolová (oktadeka-9,12-dienová)
  • kyselina palmitová (C15H31COOH) – pevná látka, palmový olej, deriváty k výrobě napalmu
  • kyselina stearová (C17H35COOH) – pevná látka, soli stearany, mýdlo a prací prostředky
  • kyselina olejová (C17H3COOH) – nenasycená > kapalná
  • palmitová + stearová > stearin (svíčky, krémy), estery s glycerolem v tucích, alkalická hydrolýza > soli (mýdla)

Výroba mýdla a jeho čistící účinky.

zmýdelnatění (alkalická hydrolýza) - saponifikace

  • NaOH, KOH > výroba mýdel
  • mýdla: sodné/draselné soli mastných kyselin
  • sodná mýdla: tuhá – prací/čistící prostředky
  • draselná mýdla: mazlavá – dezinfekční prostředky
  • acylglycerol + hydroxid > glycerol + sůl
  • alkalické soli mají zároveň hydrofobní i ve vodě rozpustnou část, a tak jsou schopné rozpouštět tuky ve vodě

Chemická podstata přírodního kaučuku

  • výskyt: koloidní roztok latex, tropické rostliny
  • latex > vysušení k. mravenčí
  • získávání: kaučukovník
  • elasticita (x guataperča – trans izomer)
  • zahřívání + S = vulkanizace (+ změkčovadla, plnidla, pigmenty, antioxidanty) > pryž (pneumatiky)
  • ebonit = tvrdá pryž (více síry)
  • Jde o polymerizovaný 2-methylbut-1,3-dien, odvozený od isoprenu
  • Příliš dlouhé řetězce se v místě dvojných vazeb lámou působením kyslíku - zvýšení pružnosti

Polymerace.

  • podmínka polymerace – násobná vazba
  • monomery > polymer
  • iniciátory > aby reakce proběhla

Metabolismus lipidů

  • zásobní funkce: druhotná po sacharidech (sacharidy vyčerpány jako první)
  • rozklad na acetylkoenzym A

> možnost přeměny na sacharidy

> citrátový cyklus, dýchací řetězec > CO2 + H2O + ATP

  • tuky > mastné kyseliny + glycerol
  • mitochondrie > oxidace mastných kyselin (anaerobní proces) = β-oxidace
  • odbourávání mastných kyselin se také nazývá Lyhenova spirála
  • 1 molekula kyseliny palmitové = 129 ATP
  • syntéza mastných kyselin > cytoplasma > acylglyceroly > tukové tkáně