Этот показатель характеризует непредельность жирных кислот, входяших в состав жира

Иодное число применяется для определения вида жира, способности его к «высыханию», расчета потребного количества водорода на его гидрогенизацию.

Для детального изучения липидов их разделяют на отдельные классы, каждый их которых подвергают дальнейшему исследованию. В зависимости от особенностей изучаемого класса соединений применяются различные методы, которые подробно описаны в специальной литературе.

ПОНЯТИЕ О СЛОЖНЫХ ЛИПИДАХ

Сложные липиды – липиды, молекула которых содержит атомы азота и/или фосфора. Также в состав сложных липидов может входить сера.

По наличию или отсутствию в молекулах атомов фосфора (в виде остатка фосфорной кислоты) сложные липиды можно разделить на две группы:

- фосфорсодержащие сложные липиды;

- сложные липиды не содержащие фосфора.

Фосфолипиды

Фосфорсодержащие сложные липиды называются фосфолипидами. Это наиболее важная группа сложных липидов. Роль фосфолипидов в жизнедеятельности живого организма чрезвычайно велика.

Фосфолипиды являются обязательной составной частью растений и животных, их содержание колеблется в широких пределах. Особенно много их в нервной и мозговой тканях (до 30%).

Вместе с белками и другими соединениями они участвуют в построении мембран клеток и субклеточных структур (выполняют роль «несущих конструкций»), способствуют переносу химических веществ, а также осуществляют другие функции в биохимических процессах, протекающих в живом организме.

В зависимости от строения «центрального» структурного фрагмента, фосфолипиды могут быть разделены на несколько групп:

- триольные фосфолипиды;

- диольные фосфолипиды;

- сфинголипиды.

В построении молекул первой группы соединений участвует глицерин, второй – диолы, третьей – сфингозин.

Представители первой и третьей групп наиболее распространены и играют особо важную роль в живых организмах.

Учитывая специфичность строения сфингозина, его производные выделяют в самостоятельную группу сложных липидов.

Триольные фосфолипиды по названию «центрального» структурного фрагмента называют еще глицерофосфолипидами.

В зависимости от строения структурных компонентов глицерофосфолипиды также можно разделить на несколько групп. Структурными компонентами (как по отдельности, так и вместе взятые) глицерофосфолипидов могут служить:

- высшие карбоновые кислоты;

- высшие альдегиды;

- аминокислоты;

- азотистые основания;

- спирты;

- монозы.

Если одним из структурных компонентов глицерофосфолипида является остаток высшего альдегида, то такой липид относят к группе алкенильных глицерофосфолипидов или фосфорсодержащих плазмалогенов.

Их строение может быть представлено следующей формулой:

Эта группа соединений присутствует главным образом в фосфолипидах животных и человека. На их долю приходится до 30-40% фосфолипидов мозга, сердечной мышцы. Обнаружены они и в составе растений, микроорганизмов.

Если одним из структурных компонентов глицерофосфолипида является остаток высшей карбоновой кислоты, то такой липид относят к группе ацильных глицерофосфолипидов.

Их строение может быть представлено следующей формулой:

Фосфолипиды, содержащие два ацильных радикала, значительно больше распространены в природе, имеют большее народнохозяйственное и биологическое значение, чем фосфорсодержащие плазмалогены.

Большая часть жирных кислот фосфолипидов содержит четное число углеродных атомов, соединенных в неразветвленную цепь. Однако содержание кислот изостроения и с нечетным числом углеродных атомов выше, чем в простых липидах.

Состав жирных кислот фосфолипидов растений отличается повышенным содержанием ненасыщенных кислот, а животных – насыщенных.

Ацильные глицерофосфолипиды, в зависимости от структурного компонента входящего в их молекулу, подразделяются на:

- фосфатидные (фосфатидиновые) кислоты;

- фосфатидилэтаноламины;

- фосфатидилхолины;

- фосфатидилсерины;

- фосфатидилинозиты и др.

Наиболее простое строение из ацильных глицерофосфолипидов имеют широко распространенные в природе фосфатидные (фосфатидиновые) кислоты:

Фосфатидилэтаноламины представляют собой ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток этаноламина HO-CH₂-CH₂-NH_2. Их строение может быть представлено следующей формулой:

Другое название фосфатидилэтаноламинов – цефалины. Их содержание в фосфолипидах масличных семян и животных тканях достигает 20-25%.

Фосфатидилхолины представляют собой ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток аминоспирта - холина [HO-CH₂-CH₂-⁺N(CH₃)₃](OH)^- Их строение может быть представлено следующей формулой:

Другое название фосфатидилхолинов – лецитины. Их содержание в фосфолипидах масличных семян и животных достигает 30-50%.

Фосфатидилсерины представляют собой ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток аминокислоты – серина HO-CH₂-CH(NH₂)-COOH Их строение может быть представлено следующей формулой:

В тканях живых организмов фосфатидилсерины присутствуют в виде солей калия, натрия и магния.

Фосфатидилинозиты представляют собой ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток циклического спирта – гексаоксициклогексана (инозита). Из восьми его возможных изомеров в фосфатидилинозитах обнаружена только одна его форма – миоинозит:

Строение фосфатидилинозитов может быть представлено следующей формулой:

Гидроксильные группы в фосфатидилинозитах могут содержать остатки кислот различного строения, углеводов и некоторых других соединений. Такие производные фосфатидилинозитов называются фосфоинозитиды. Фосфоинозитиды содержащие остатки моноз (главным образом галактозы, арабинозы) можно рассматривать как гликофосфолипиды.

Сфинголипиды

Сфинголипиды - важная группа сложных липидов. Они широко представлены в живом организме, участвуют в построении мембран, в сложных процессах, связанных с нервной деятельностью животных.

Сфинголипидами называется группа сложных липидов у которых «центральным» структурным фрагментом являются алифатические аминоспирты, из которых наиболее распространены сфингозин и церебрин (фитосфингозин).

CH₃-(CH₂)₁₂-CH=CH-CH-OH CH₃-(CH₂)₁₂-CH₂-CH-CH-OH

½ ½ ½

CH-NH₂ HO CH-NH₂

½ ½

CH₂-OH CH₂-OH

сфингозин церебрин

(фитосфингозин)

Сфинголипиды делятся на две большие группы:

- фосфорсодержащие сфинголипиды;

- гликосфинголипиды.

Фосфорсодержащие сфинголипиды при гидролизе обязательно дают, в качестве одного из компонентов, фосфорную кислоту.

Строение фосфорсодержащих сфинголипидов может быть представлено следующей формулой:

Входящие в эту группу липидов остатки высших карбоновых кислот принадлежат только насыщенным (пальмитиновая, стеариновая, лигноцериновая) или моноеновым (нервоновая) кислотам.

Среди этой группы липидов наиболее распространены церамидфосфорилхолины - соединения содержащие остатки холина [-CH₂-CH₂-⁺N(CH₃)₃]

Отличительной особенностью химического поведения этой группы сфинголипидов является их относительная устойчивость к щелочному и кислотному гидролизу.

Интересен также тот факт, что содержание фосфорсодержащих сфинголипидов в организме животных увеличивается по мере эволюции его нервной системы: у млекопитающихся их до 10% от суммы липидов, у рыб – 1-2%.

Другая важная группа сфингозинов – гликосфинголипиды.

Являясь гликолипидами, они при гидролизе дают, в качестве одного из компонентов, вместо фосфорной кислоты какой-либо сахар.

Гликосфинголипиды включают несколько типов соединений:

- цереброзиды;

- сульфолипиды;

- ганглиозиды и др.

Цереброзиды – липиды, молекулы которых состоят из остатков жирных кислот, гексоз и сфингозина. Их строение может быть представлено следующей формулой:

Соединения группы цереброзидов входят в состав липидов мозга.

Сульфолипиды – липиды, молекулы которых обладают кислотными свойствами за счет наличия в молекуле сульфогруппы. Их строение может быть представлено следующей формулой:

В живом организме сульфолипиды присутствуют в виде солей.

Ганглиозы можно рассматривать как одну из групп гликолипидов, молекулы которых построены из моноз, аминосахаров, сиаловой кислоты, сфингозина. Эти липиды входят в состав головного мозга.

Тест по теме «Липиды»

1.Какая из кислот входит в состав жиров?

А) масляная кислота

Б) олеиновая кислота

В) бензойная кислота

2.Какое из соединений является твердым мылом?

А) стеарат натрия

Б) пальмитат калия

В) ацетат натрия

3.Какая из кислот является «незаменимой» (эссенциальной)?

А) пальмитиновая кислота

Б) линолевая кислота

В) миристиновая кислота

4.Какой из жиров подвергается реакции гидрогенизации?

А) тристеарин

Б) трипальмитин

В) триолеин

5.Какой из жиров быстрее (при прочих равных условиях) подвергается окислению и прогорканию?

А) трипальмитин

Б) трилинолеин

В) тристеарин

6.Какое из соединений используется для реакции ацидолиза жиров?

А) сложный эфир

Б) кислота

В) щелочь

7.Какое из соединений используется для реакции алкоголиза жиров?

А) соль

Б) спирт

В) простой эфир

8.Какое из соединений входит в состав сложных липидов?

А) уксусная кислота

Б) соляная кислота

В) фосфорная кислота

9.Какое из соединений является жидким жиром (маслом)?

А) тристеарат глицерина

Б) триолеат глицерина

В) трипальмитат глицерина

10.Какая из реакций приводит к образованию из жира мыла?

А) щелочной гидролиз

Б) кислотный гидролиз

В) ферментативный гидролиз

Вопросы для самоконтроля по теме «Липиды»

1.Классификация липидов в зависимости от выполняемых в организме функций.

2. Какие соединения относятся к простым липидам?

3.Что такое кислотное число?

4.Какие соединения относятся к сложным липидам?

5.Что такое «высыхание» жиров?

6.Какие спирты и кислоты входят в состав восков? Приведите структурные формулы.

7.Проведите алкоголиз 1,3-дипальмитоил-2-стеароилглицерина изобутиловым спиртом.

8.Проведите ферментативный гидролиз 1,2,3-трипальмитоилглицерина.

9.Проведите ацидолиз 1,2-диолеоил-3-пальмитоилглицерина стеариновой кислотой (варианты, названия).

10.Проведите переэтерификацию тристеарата и трипальмитата глицерина (варианты, названия).

Ответы на тестовые задания по теме «Липиды»

1-Б); 2-А); 3-Б); 4-В); 5-Б); 6-Б); 7-Б); 8-В); 9-Б); 10-А)

Список рекомендуемой литературы

1.Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т.: Органическая химия –

Санкт-Петербург, «Иван Федоров», 2002

2.Нечаев А.П., Еременко Т.В.: Органическая химия –

М., «Высшая школа», 1985

3.Скурихин И.М., Нечаев А.П.: Все о пище с точки зрения химика –

М., «Высшая школа», 1991

Словарь основных понятий по теме «Углеводы»

Углеводы – класс соединений биоорганической химии.

Простые углеводы – углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых углеводов.

Сложные углеводы – углеводы, которые способны гидролизоваться с образованием более простых углеводов.

Моносахариды (монозы) – см. простые углеводы.

Олигосахариды – углеводы, которые при гидролизе распадаются на 2-8 молекул моносахаридов.

Полисахариды (полиозы) - углеводы, которые при гидролизе распадаются на очень большое число молекул моносахаридов.

Гомополисахариды – углеводы, построенные из остатков одного и того же простого сахара.

Гетерополисахариды - углеводы, построенные из остатков различных моносахаридов.

Альдозы - моносахариды содержащие альдегидную группу.

Кетозы – моносахариды содержащие кетогруппу.

Пентозы – моносахариды содержащие пять атомов углерода.

Гексозы – моносахариды содержащие шесть атомов углерода.

Таутомерия – один из видов динамической изомерии, при которой наблюдается равновесный переход одного изомера в другой и обратно.

Кольчато-цепная таутомерия - равновесный переход циклического изомера (кольцо) в линейный изомер (цепь) и обратно.

Мутаротация – изменение во времени угла вращения плоскости поляризации свежеприготовленных растворов моносахаридов, до некоторой постоянной величины.

Гликозиды (циклические ацетали) – производные углеводов, которые при гидролизе образуют сахар и агликон (неуглеводный остаток)

Аномеры – изомеры, отличающиеся положением полуацетального (гликозидного) гидроксила.

Фуранозы – окисные пятичленные гетероциклические формы моносахаридов.

Пиранозы - окисные шестичленные гетероциклические формы моносахаридов.

Брожение – сложный процесс расщепления моносахаридов под влиянием различных микроорганизмов, в большинстве случаев сопровождающийся выделением газообразных продуктов (CO₂, H₂ и др.) и приводящий в итоге к образованию таких веществ, как спирт, молочная кислота и т.д.

Дисахариды - углеводы, которые при гидролизе распадаются на 2 молекулы моносахаридов.

Восстанавливающие дисахариды – дисахариды, в молекуле которых сохраняется один полуацетальный гидроксил, благодаря чему цикл, с которым он (гидроксил) связан, может перейти в таутомерную альдегидную форму, обладающую восстанавливающими свойствами.

Невосстанавливающие дисахариды – дисахариды, в молекуле которых не сохраняется ни один полуацетальный гидроксил, благодаря чему циклы в них не могут перейти в таутомерную альдегидную форму, и, соответственно, не обладают восстанавливающими свойствами.

Инверсия (обращение) – процесс гидролиза сахарозы, в результате которого происходит изменение удельного вращения раствора с правого на левое.

Пектиновые вещества - производные полисахаридов, в основе строения которых лежит полигалактуроновая (или пектовая) кислота, построенная из остатков Д-галактуроновой кислоты, соединенных a-1,4-гликозидными связями.

Пектиновые кислоты - высокомолекулярные полигалактуроновые кислоты, в которых небольшая часть карбоксильных групп метилирована.

Пектины - соединения, в которых карбоксильные группы полигалактуроновых кислот в различной степени этерифицированы и нейтрализованы.

Протопектины - вещества, в которых цепь галактуроновой кислоты связана целлюлозой, полиозами, белковыми веществами.

Камеди (гумми)- гетерополисахариды, состоящие из нескольких моносахаридов, среди которых может быть одна или несколько уроновых кислот.

Слизи - полисахариды родственные камедям.

Словарь основных понятий по теме «Липиды»

Липиды – сложная смесь органических соединений (зависит от источника получения, его состояния, методов выделения и многих других факторов) представляющая собой производные высших жирных кислот, спиртов и альдегидов, связанные сложноэфирной, простой эфирной, амидной и гликозидной связями.

Простые липиды – липиды, молекула которых не содержит атомов азота, фосфора, серы.

Сложные липиды – липиды, молекула которых содержит атомы азота и/или фосфора. Также в состав сложных липидов может входить сера.

Триольные липиды – липиды, у которых роль «центрального» структурного фрагмента выполняет глицерин - трехатомный спирт (триол).

Диольные липиды – липиды, у которых роль «центрального» структурного фрагмента выполняют двухатомные спирты (диолы) различного строения.

Воски – сложные эфиры высших одноосновных кислот и высших одноатомных спиртов.

Жиры– см. Ацильные триольные липиды.

Кислотное число - масса (в мг) КОН, необходимая для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира или масла.

Число омыления – масса (в мг) KOH , необходимая для омыления глицеридов и нейтрализации свободных жирных кислот в 1г жира или масла.

Иодное число – доля (в %) иода, эквивалентная галогену, присоединяющемуся к 100г жира или масла.

Ацилглицерины– см. Ацильные триольные липиды.

Глицериды – см. Ацильные триольные липиды.

Гликолипиды - липиды, в состав молекулы которых входят остатки моноз.

Плазмалогены – см. Алкенильные триольные липиды.

Твердые жиры – жиры животного происхождения, в составе которых преобладают остатки предельных высших карбоновых кислот.

Жидкие жиры (или масла) – жиры, растительного происхождения, в составе которых преобладают остатки непредельных высших карбоновых кислот.

Ацильные триольные липиды– липиды, представляющие собой продукт взаимодействия глицерина и высших жирных карбоновых кислот.

Алкильные триольные липиды - липиды, представляющие собой продукт взаимодействия глицерина и высших спиртов алифатического ряда.

Алкенильные триольные липиды - липиды, представляющие собой продукт взаимодействия глицерина и высших альдегидов алифатического ряда.

Фосфолипиды - сложные липиды содержащие фосфор.

Глицерофосфолипиды - см. триольные фосфолипиды

Триольные фосфолипиды – фосфолипиды у которых роль «центрального» структурного фрагмента выполняет глицерин - трехатомный спирт (триол).

Ацильные глицерофосфолипиды - глицерофосфолипиды у которых одним из структурных компонентов является остаток высшей карбоновой кислоты.

Цефалины – см. фосфатидилэтаноламины.

Фосфатидилэтаноламины - ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток этаноламина.

Лецитины – см. фосфатидилхолины.

Фосфатидилхолины - ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток аминоспирта – холина.

Фосфатидилсерины - ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток аминокислоты – серина.

Фосфатидилинозиты - ацильные глицерофосфолипиды содержащие остаток циклического спирта – гексаоксициклогексана (инозита).

Фосфоинозитиды – производные фосфатидилинозитов.

Гликофосфолипиды - фосфоинозитиды содержащие остатки моноз (главным образом галактозы, арабинозы).

Сфинголипиды - сложные липиды у которых «центральным» структурным фрагментом являются алифатические аминоспирты, из которых наиболее распространены сфингозин и церебрин (фитосфингозин).

Фосфосфинголипиды – сфинголипиды, которые при гидролизе дают, в качестве одного из компонентов фосфорную кислоту.

Гликосфинголипиды – сфинголипиды, которые при гидролизе дают, в качестве одного из компонентов какой-либо сахар.

Цереброзиды – гликосфинголипиды, молекулы которых состоят из остатков жирных кислот, гексоз и сфингозина.

Сульфолипиды – гликосфинголипиды, молекулы которых обладают кислотными свойствами за счет наличия в молекуле сульфогруппы.

Ганглиозы - гликосфинголипиды, молекулы которых построены из моноз, аминосахаров, сиаловой кислоты, сфингозина.

Для заметок

Домбровский В.А., Шуманский С.М.

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

В ПИЩЕВЫХ БИОТЕХНОЛОГИЯХ

Часть 1

учебно-практическое пособие

Подписано к печати:

Тираж:

Заказ №