Universitatea de Stat din Tiraspol

Facultatea de Biologie si Chimie

ReferatLa: Chimia organica

Tema: Lipidele A efectuat: Balan Cristina

Grupa 202 Specialitate Biologie și Chimie

A controlat: Grigore Filip

Doctor Conferentiar Universitar

Chișinău 2014

Cuprins

1. Răspindirea în natură

2. Clasificarea lipidelor

3. Compoziția lipidelor

4. Proprietățile chimice ale acizilor ce intră în componența lipidelor

5. Proprietățile lipidelor a. Proprietățile fizice b. Propritățile chimice c. Proprietățile biologice

6.Importanța lipidelor

1.Răspindirea în natură

 Lipidele sunt compusi foarte raspanditi in lumea vie, fiind forma principala de depozitare a rezervelor de materiale energetice ale organismelor. Lipidele in asociatiecu proteinele si intr-o mica masura cu zaharurile sunt componente structural fundamentale ale celulelor. Unele se gasesc in proportie mare in regnul vegetal, altele incel animal, dar sunt componente nelipsite ale celulelor vii.O insusire comuna a lipidelor este insolubilitatea lor in apa si in solutii saline si solubilitatea in solventi organici (eter, benzene, cloroform, acetona, alcooli etc.),insusire ce le deosebeste de glucide si proteine.

Denumirea de lipide este relative noua (1925) si ea inlocuieste vechile denumiride grasimi, lipoide, lipoze, lipoine. Termenul de lipoide este folosit si azi pentruamestecul de lipide si alte substante solubile in lipide.Lipidele se gasesc in natura fie sub forma libera, acumulate in seminte, fructe,tesuturile subcutanate ect., constituind rezerve nutritive si cu rol de reglare a permeabilitatii celulelor fata de substantele ce patrund in celula, fie asociate cu proteinele (complexe lipoproteice), in diferite tesuturi.

Raspandirea lipidelor in plante este variata si neuniforma. Astfel se poateaprecia, ca organele subterane ale plantelor sunt mai sarace in lipide decat cele aeriene;frunzele contin 3-10% lipide (raportat la substanta uscata), iar cloroplastele 33-36%. Uncontinut ridicat de lipide se afla in semintele plantelor oleaginoase (floarea-soarelui,dovleac, in, canepa, soia, rapita, masline etc.); iar mai scazut la cereale.În nutriţie, lipidele provin din alimente de origine animală şi vegetală, dar calităţile nutriţionale ale lipidelor vegetale diferă mult de cele ale lipidelor animale.Prin aport de lipide se înţelege aportul de gliceride (lipide simple), acizi graşisaturaţi, mono-nesaturaţi şi polinesaturaţi (AGPN), fosfatide, steride.

2.Clasificarea lipidelor

Clasificarea lipidelor , cel mai des, se bazează pe componența lor elementară . Se disting lipide simple și lipide compuse .

Lipide simple

Fitosterolii: se întâlnesc în semințele plantelor oleaginoase și leguminoase;

Ceridele: acoperă organele plantelor (frunze, flori și fructe), asigurând protecția acestora;

Lipide complexe

. Fosfolipide: sunt alcătuite din glicerol, două molecule de acid gras și o moleculă de acid fosforic;

Două grupări -OH se leagă de moleculele de acid gras, iar cea de-a treia grupare -OH se

leagă de acidul fosforic;

Fiecare moleculă de fosfolipid este alcătuită dintr-un cap hidrofil (format din radical fosfat) și

două cozi hidrofobe (formate din cele două molecule de acid gras);

Alte lipide

Steroizii

Steroizii reprezintă materia primă pentru unii hormoni (ex.: hormonii sexuali).

Steroizii sunt indispensabili celulei nervoase.

Colesterolul este un steroid legat de membrana celulei animale.

Depunerea de colesterol pe pereții interni ai vaselor de sânge este dăunătoare, putând provoca

boli grave ale creierului și inimii.

2.1 Gliceridele (Grăsimi și uleiuri )

Grăsimile și uleiurile sînt substanțe de rezervă adunate în cellule animale și vegeta-le. La animale se acumulează , de obicei , sub piele sau în jurul anumitor organe: ficat, rinichi etc. La plante se găsesc în semințe sau fructe și folosesc drept hrană germe-nului . Cele mai importante grăsimi de origine vegetală sînt : uleiul de in, uleiul de mac,uleiul de soia , uleiul de floarea soarelui , uleiul de bumbac , uleiul de măslin , uleiul de rapiță , uleiul de arahide , uleiul de ricin , untul de cocos, untul de cacao etc. Cele mai importante grăsimi de origine animală sint : untura de porc, seul de bovine, untul , uleiul de oase, uleiul de coarne și copite , untura de pește. Prin uleiuri se desemnează grăsimile lichide.

2.2 Ceruri

Cerurile sînt foarte răspindite în natură , existînd în mai multe varietăți: animale, vegetale și minerale , solide și lichide.Cerurile sint esteri ai acizilor monohidroxili-cicu numar mare de atomi de carbon , cu alcooli monohidroxiici primari, tot cu număr mare de atomi de carbon . Cerurile natural sunt substante unitare , ci , deobicei, sunt amestecuri de diferiți esteri cu acizi și alcoolii liberi, precum și cu alcani.O importanță deosebită o au cerurile in tehnică.

Ceara de albine este un amestec de esteri formați din acizi monocarboxilici și alcooli monohidroxilici saturați(ambii cu C24- C34, cu număr par de atomi de carbon), acizi și alcooli în stare liberă și alcani (cu C25-C31,cu număr impar de atomi de carbon). În stare pură , ceara de albini este o masă , fără miros și fără gust , care se imoaie la încălzire și se topește la temperature de cca 640C.Este plastic. La tempeartura obișnuită este insolubilă în apă și alcool ;la cald însă se dizolvă în alcool și alți dizolvanți organici.Ceara de albine se folosește la fabricarea luminărilor (în amestec cu stearina),a figurilor artificiale , în cosmetică.

Lanolina este ceara din grăsime de pe lîna de oaie , care prezintă un component al grăsimii brute, din care se separă fie prin răcire fracționară , fie prin îndepărtarea grăsimii cu un dizolvant (de obicei ,acetona).Lanolina prezintă un amestec de esteri formați din acizi foarte variați ca structură , cu C9-C31, care conține și diferiți alcooli și acizi liberi;se topește în jur de 52oC

Spermanțet (spermanțetă sau alb de balenă)-este componentul solid al uleiului extras din partea cerebrală a unui mamifer marin, cașalotul. Este format aproape în întregime din esterul acidului palmitic cu 1-hexadecanol, CH3-(CH2)14-CH2-OH. Spermanțetul este o masa alba , sidefată ,

semiopacă .Se topește la cca 45oC.Pe timpuri era folosit la fabricarea luminarilor de calitate superioară . Este însă un produs scump. Astăzi se întrbuițează în cosmetică și industria farmaceutică .

Uleiul de spermanțet este un amestec de esteri ai unor acizi monocarboxilici saturați și nesaturați cu C12-C16, în special , cu alcool oleic.

Ceară de carnaubă este ceara cu care sunt acoperite frunzele unui pamier din brazilia .Reprezintă o masă cenușie-brună , cu punct de topire mai ridicat decît al celorlalte ceruri (în jurul temperaturii de 85oC).Este folosită în industria lacurilor și vopselelor , a cremelor de ghete și ca material izolant.

Ceara montană se găsește în bitumul primar al cărbunelui brun .Este formată din esteri ai acizilor și alcoolilor cu molecule mari , cum și din acizi liberi și alcani.În stare pură este o masă albă , se topește la temperatura de 76oC.În mod obișnuit se întrebuințează nerafinată, ca material electroizolant , pentru impregnarea hirtiei , a țesăturilor , la fabricarea unor vopsele speciale.

2.3 Fosfolipidele

Fosfolipidele prezintă o grupă de lipide compuse de mare importanță biologică, componentele de structură a cărora sînt acidul fosforic, acizii saturați și nesaturați grași , aldehidele , alcoolii (glicerolul , alcoolii dihidroxilici , mioinozitolul, sfingozina), aminoalcoolii (etanolamina, colina), aminoacizii (serina) uniți unii cu alții sub formă de esteri , eteri sau amide.

Componenta de bază a celor mai răspîndite fosfolipide (glicerofosfolipidelor) o constituie acidul α-glicerofosforic , în molecula căruia una dintre cele trei grupe hidroxil ale glicerolului este esterificată cu un rest de acid fosforic:

CH2-OH Alte două grupe hidroxil din molecula de glicerol sînt

CH-OH O esterificate cu acizi grași , restul acidului fosforic fiind

CH2-O-P-OH esterificat cu un aminoalcool sau aminoacid, cum este serina.

OH În dependență de natura lor se cunosc, fosfolipidele: fosfatidilicoline, fosfatidiletanolamine, fosfatidilserine.

O

CH2-O-C-R

O

CH-O-C-R

O CH3

CH2-O-P-O-CH2-CH2-N-CH3

O CH3

Fosfatidilicoline

Fiind părți componente ale membranelor celulare, fosfolipidele participă la procesele de reglare a permeabilității membranelor , cit și la transportul grăsimilor în organism. Contactul celulei vii cu

mediul ambiant și cu nutriția plantelor se efectuează prin intermediul învelișului celular-membrana citoplasmatică(plasma-lema).Fosfolipidele membranelor formează un strat bimolecular , care, în

virtutea particularităților chimice și fizicochimice ale acestor compuși asigură permiabili-tatea limitată a unor substanțe prin membrană și piermite de a o regla . Una din aceste particularități o constituie prezența în moleculele de fosfolipide a ”gămălii-lor” polare- grupe hidrofile și a ”cozilor” nepolare –resturi lungi hidrofobe de hidrocarbură .Astfel de compuși nu se dizolvă complet nici în solvenți polari , cum ar fi apa (piedică servesc ”cozile” nepolare), nici în unii nepolari, cum ar fi uleiurile (piedică –”gămăliile ” polare ). Ca rezultat, moleculele de tipul acesta se vor situa la limita de separare a celor două faze :o parte de molecule va rămîne în apă , celălalt capăt fiind respins din apă . Într-un solvent polar (apă,alcool) mole-culele se vor aranja cu capetele hidrofobe în exterior , iar în ultimul nepolar (exemplu-benzenul)-cu capetele hidrofile în exterior .Moleculele de fosfolipide formează micele-particule compuse din nucleu și stratul superficial , legat cu moleculele lichidului din jur.

3.Compoziția lipidelor

Din punct de vedere chimic, grăsimile sunt esteri ai glicerolului , care se numesc gliceride. Varietatea lor depinde de natura acizilor, care formează esterii glicerolului.Dintre acizi, cei mai numeroși sînt acizii monocarboxilici saturați și nesaturați cu catena normală și și număr par de atomi de carbon,adică acizii grași propriu-ziși . În grăsimile solide estetotdeauna present acidul palmitic și foarte des acidul stearic .În cantități mai mici se gasesc alți acizi saturați din list ace urmează:

acidul butiric- CH3-(CH2)2-COOHAcizii grasi din structura lipidelor se impart in:

- acizi grasi saturati cu catena liniara;- acizi grasi nesaturati cu catena liniara;- acizi grasi saturati cu catena ramificata;

Acizii grasi saturati cu catena liniara au formula generala CnH2nO2 si numar par de atomi de carbon. Nu contin legaturi duble intre acestia si se prezinta drept lanturi (catene) liniare. Capul inferior de serie este acidul butiric, urmand apoi inca zece componenti, ultimul fiind acidul cerotenic.Seria acizilor grasi saturati cu catena liniara cuprinde urmatoarele specimene:

acidul hexanoic (capronic)- CH3-(CH2)4-COOHacidul octanoic (caprilic)- CH3-(CH2)6-COOHacidul decanoic -CH3-(CH2)8-COOHacidul dodecanoic -CH3-(CH2)10-COOHacidul tetradecanoic- CH3-(CH2)12-COOHacidul palmitic- CH3-(CH2)14-COOHacidul stearic- CH3-(CH2)16-COOHacidul icosanoic- CH3-(CH2)18-COOHacidul oleic- CH3-(CH2)7-CH =CH-(CH2)7-COOH

acidul linoleic-CH3-(CH2)4 -CH =CH-CH2- CH =CH-(CH2)7-COOH

acidul linolenic-CH3-(CH2- CH =CH)3-(CH2)7-COOH

acidul ricinoleic-CH3-(CH2)5-CH(OH)-CH2- CH =CH-(CH2)7-COOH

    Dintre acestia, grasimile naturale contin cel mai adesea acidul palmitic, acidul stearic simiristic. Unii acizi pot prezenta, pe langa gruparea carboxilica, si o grupare hidroxilica (oxiacizi), asa cum

sunt: acidul juniperic, C15H30(OH)COOH, acidul sabinic, C11H22(OH)COOH sau acidul cerebronic, C23H46(OH)COOH.

Acizii grasi nesaturati cu catena liniara prezinta in molecula lor una sau mai multe legaturi duble intre atomii de carbon. Seria acizilor grasi nesaturati cu catena liniara cuprinde urmatoarele specimene mai raspandite:- acidul oleic, C17H33COOH;- acidul linoleic, C17H31COOH;- acidul linolenic, C17H29COOH;- acidul arahidonic, C19H31COOH;       Oxiacizii nesaturati sunt: acidul ricinoleic, C17H33(OH)COOH, acidul alfa-hidroxinevronic, C23H44(OH)COOH.Acizii grasi saturati cu catena ramificata se caracterizeaza prin existenta a numai legaturi simple intre atomii de carbon, iar catena de baza prezinta ramuri. Desi se gasesc rar in Natura, au putut fi izolati doi astfel de acizi: acidul tuberculostearic,

C18H37COOH si acidul ftioic, C25H51COOH.Uneori pot aparea si acizi grasi ciclici, ca acidul chaulmoogric si acidul hidnocarpic, extrem de rari.Alcoolii care intra in componenta lipidelor sunt:- glicerolul, CH2OH–CHOH–CH2OH, cu trei grupari hidroxil esterificabile;- alcoolul cetilic, C16H33OH;- alcoolul cerilic, C26H53OH;- alcoolul miricic, C31H63OH;- alcoolul oleilic, C18H35OH;- colamina, NH2–CH2–CH2OH;- colina, (CH3)3N(OH)CH2–CH2OH;- sfingozina, C18H33NH2–(OH)2;- colesterolul (alcool ciclic);- coprosterolul (alcool ciclic);- colestanolul (alcool ciclic);- criptosterolul (alcool ciclic);- aqvosterolul (alcool ciclic).       Trigliceridele sau grasimile neutre provin din esterificarea uneia sau a mai multor grupari hidroxil a glicerolului cu unul sau mai multi acizi grasi. Pot fi: trioleina (cu trei resturi oleice),tripalmitina (cu trei resturi palmitice), tristearina (cu trei resturi stearinice) sau combinatii intre glicerol si acizi diferiti: oleopalmitostearina, stearodiplamitina, ori cu o singura grupare ester:alfa-monopalmitina.Ceridele rezulta din esterificarea acizilor grasi cu alcooli cu greutate moleculara mare, aciclici:palmitat de miricil (ceara de albine), cerotat de miricil (ceara de Carnauba) etc.Dintre lipidele complexe, fosfatidele se impart in: lecitine si cefaline, iar dintre cerebrozide se cunosc: cerazina, cerebrona, nevrona si oxinevrona.

4.Proprietățile chmice ale acizilor ce intră în componența lipidelor

Acizii grasi saturati sunt acizi solizi, cu exceptia celor inferiori, care sunt lichizi. Punctele de topire cresc cu lungimea lantului. Acizii grasi nesaturati, cu exceptia acidului erucic si nervonic sunt lichizi la temperatura ambianta. Punctele de topire ale acestora descresc cu gradul de nesaturare.

Solubilitatea in apa a acestor acizi scade ce cresterea lantului hidrocarburic. Acest lant imprima moleculei un caracter hidrofob.

           Daca se toarna un acid gras pe suprafata apei, el va forma un film monomolecular, moleculele fiind orientate perpendicular pe suprafata apei cu gruparea – COOH indreptata

spre apa.

                       

Acizii grasi nesaturati prezinta izomerie geometrica, determinata de existenta dublelor legaturi, cu aparitia izomerilor cis-trans.

         Acizii naturali apar numai in una din formele izomere (indeosebi forma cis).

            Acizii grasi saturati sunt mai putin reactivi. Ei prezinta proprietatile gruparii COOH si anume:

a)     formeaza saruri cu hidroxizii:

           Sarurile acizilor grasi se numesc sapunuri. Sapunurile solubile (de Na, K) sunt agenti de emulsionare. Sapunurile de Ca si Mg sunt insolubile.

b)     formeaza esteri cu alcoolii, conform reactiei:

Acizii grasi nesaturati sunt foarte reactivi, datorita dublelor legaturi prezente in

 molecula. Ei dau reactii de aditie:

a)     prin aditie de hidrogen, acizii grasi nesaturati se transforma in acizi grasi

 saturati corespunzatori:

b)    

prin aditie de halogeni (Br, I, Cl) se transforma in derivatii dihalogenati ai acizilor grasi  saturati:

                        Acid oleic                                               Acid diiodstearic

c)     se autooxideaza fixand oxigen molecular sub forma peroxidica(R – O – O - ) la un atom invecinat dublei legaturi. Peroxizii actioneaza asupra altor molecule oxidandu-le, iar in urma unor reactii in lant se obtin epoxizi, aldehide si cetone.

1.3. Rolul acizilor grasi nesaturati

            Acizii grasi nesaturati cu doua sau mai multe duble legaturi (linoleic, linolenic si arahidonic) indeplinesc un rol deosebit de important in nutritia animala, deoarece organismele animale nu ii pot sintetiza sau ii sintetizeaza in cantitati insuficiente. Din acest motiv sunt denumiti si acizi grasi esentiali. Ei sunt cunoscuti si sub denumirea devitamina F.

 Acizii linoleic si linolenic se gasesc numai in regnul vegetal, deci trebuie procurati prin hrana, iar acidul arahidonic poate fi sintetizat de catre organismul animal numai din acizii linoleic si linolenic. Ei indeplinesc in organism diferite functiuni:

-        participa la formarea membranelor celulare,

-        intervin in metabolismul mitocondrial,

-        intra in structura fosfolipidelor,

-        sunt precursori ai prostaglandinelor,

-        intervin in buna functionare a pielii (previn dermatitele si uscarea acesteia).

            Carenta in acizi grasi esentiali se manifesta prin lipsa de vitalitate la nou-nascut, incetarea cresterii, diminuarea capacitatii de reproductie, precum si aparitia de eczeme.

2. Alcooli constituenti ai lipidelor

Alcoolii care intra in constitutia lipidelor pot sa fie: alifatici, mono- sau

polihidroxilici, ciclici sau sa faca parte din categoria aminoalcoolilor.

 

 2.1. Alcooli alifatici

            Glicerolul (propantriol) este cel mai important alcool alifatic si totodata cel mai raspandit, intrucat intra in structura lipidelor simple si a unor lipide complexe (glicerofosfolipide).

            Alcoolii superiori au o singura grupare hidroxilica in molecula si o catena formata dintr-un numar par de atomi de carbon. Ei intra in structura ceridelor (lipide simple).

            Cei mai importanti alcooli superiori sunt: alcoolul cetilic (C16), alcoolul

stearilic (C18), alcoolul cerilic (C26) si alcoolul miricilic (C30).

                       

2.2. Alcoolii ciclici

            In structura unor lipide simple sau complexe, sunt prezenti alcooli monociclici de tipul inozitolului sau policiclici de tipul sterolilor.

            Inozitolul este un hexitol ciclic, care apare in structura inozitfosfatidelor (lipide complexe).

            Sterolii sunt alcooli policiclici, care deriva de la structura ciclica de baza, numita steran.

                       

            Sterolii se caracterizeaza prin prezenta in pozitia 3 a unei grupari hidroxil, iar in pozitia 17 a unei catene laterale formate din 8-10 atomi de carbon, ceea ce confera acestora o diversitate structurala si functionala.

2.3. Aminoalcoolii

            Sunt compusi cu functiuni mixte, care contin in molecula grupari hidroxilice si grupari amino. Cei mai importanti aminoalcooli sunt:

            Colamina (etanolamina) si colina (derivatul trimetilat al colaminei) participa la sinteza lipidelor complexe sub forma de derivati fosforilati: fosforil colamina si fosforil colina.

           

Serina este un hidroxiaminoacid, care apare in structura unor lipide complexe.

                       

            Prin decarboxilare se transforma in colamina.

            Sfingozina este un amino-diol nesaturat cu 18 atomi de carbon. Intra in structura lipidelor complexe (sfingolipide).

6. Proprietățile lipidelor d. Proprietățile fizice

Grăsimile sîntamestecuri de de gliceride și de aceea nu au punct distinct de topire . Ele se înmoaie , după ce se topesc într-un interval de temperatură. De exemplu, untul de vaci se topește la temperatura de 20oC și 24oC , seul de bovine între 30oC și 40oC. Punctele de solidificare nu coincid cu cele de topire , ci sunt mai scăzute. Punctul de solidificare al unei grăsimi depinde de natura acizilor componenți ; cu cît proporția de acizi saturați este mai mare , cu atît punctul de solidificare al grăsimii este mai ridicat . La încălzire , înainte de temperatura de fierbere, grăsimile se descompun ; de aceea nu pot fi destilate. În apă grăsimile sunt insolubile ; ele formează cu apa de emulsii.

Dietil-eterul, sulfura de carbon, benzenul,toluenul ,tetraclorura de carbon , cloroformul, tricloroetilena etc. sînt dizolvanți ai grasimilor.

b.Propritățile chimice

Grăsimile fiind din punct de vedere chimic esteri ai glicerolului și acizilor grași vor participa la reacții ca esterii sau ca hidrocarburile nesaturate.

            In stare proaspata gliceridele sunt incolore, inodore, insipide; sunt unsuroase si lasa pata pe hartie; punctele de topire sunt joase si depind de natura si numarul acizilor grasI, astfel se impart in : uleiuri, grasimi sI unturi, seuri.

            Se rancezesc, sunt solventi pentru vitamine, hormoni, pigmenti.

Prezinta activitate optica, se emulsioneaza.

            Hidroliza        - acida;

                                    - basica;                      

·         enzymatica (lipase).

In urma hidrolizei rezulta glicerol sI acizi grasi.

Aciditatea unei gliceride se apreciaza prin indicele de aciditate care reprezinta cantitatea de acid, in miligrame, care se obtine prin hidroliza unui mol de glicerida.

            Saponificarea - cu hidroxizi alcalini .

 Indicele  de saponificare reprezinta cantitatea  de NaOH necesara saponificarii unei molecule gram de glicerida.

 Hidrogenare

            Trioleina --> Tristearina

            Halogenarea

 Indicele de iod reprezinta cantitatea de iod necesara pentru halogenarea a 100 g glicerida.

In functie de indecele de iod gliceridele se clasifica in :

-          sicative - se usuca foarte repede, au indice de iod mare;

-          semisicative;

-          nesicative.

             Rancezirea

             Reactii de substitutie

                        -alcooliza

                        - acidoliza 

            Formarea de sapunuri, lacuri , vopsele

       

Reacții cu participarea grupărilor estere.

Hidroliza- ca și la esteri , este cea mai importantă reacție chimică a grăsi-milor . Ea poate fi catalizată de acizi minerali, baze alcaline sau enzime , sărurile respective ale acizilor grași care se mai numesc săpunuri. De aceea, reacție de hidroliză în mediu basic se mai numește reacție de saponificare. În mediu acid la hidroliză grăsimile se transformă în glicerol și amestecuri de acizi grași. De exemplu, stearina folosită pentru fabricarea lumînărilor constituie un amestec de acizi palmitic și stearic:

Hidroliza grăsimii se realizează prin mai multe căi:

Fierberea cu hidroxid de sodium a grăsimii este un procedeu vechi, aplicat acum exclusive pentru fabricarea săpunurilor. Prezintă dezavantajul că glicerolul pus în libertate se extrage greu din așa-numitele ”ape glicerolice”.

Scindarea cu apă în autoclave se realizează prin amestecarea grăsimii cu circa 10% apă și mici cantități de oxid de zinc , singur sau amestecat cu pulbere de zinc , și încălzind amestecul în autoclave , la 6-8 atm. și circa 150OC. Acizi grași scindați din grăsime formează cu oxidul de zinc săpunurile respective .În autoclavă se separă două straturi stratul inferior este format din apă , în care găsește glicerolul ,iar stratul supe-rior este format din acizi liberi , amestecați cu săpunurile de zinc. Acest amestec se tratează apoi cu acid sulfuric diluat , pentru punerea în libertate a acizilor din săpunurile lor de zinc.

Scindarea cu ajutorul reactivului Twitchell constă în încălzirea grasimii cu cantități mici de acest reactive , cu o cantitate de acid sulfuric și apă .Reactivul Twitchell (un maestec de acizi sulfonici aromatic și alifatici cu masă moleculară mare ) are rol de catalizator.

Scindarea biochimică constă în amestecarea grăsimii cu semințe de ricin și apă , cu o concomitentă suflare de aer la o temperarură de cel mult 40oC . În sămînța de ricin există un ferment lipaza , care activează scindarea .Pentru o mai buna activare a lipazei se mai adaugă o cantitate mică de MnSO4 sau acid acetic. Durata reacției este de circa 48 de ore .

După aceea se adaugă acid sulfuric și se încălzește la 75-85oC.Se separă trei straturi : stratul inferior , cu apă glicerolică ,stratul intermediar, format din grăsime nehidrolizată, enzimă etc. , și stratul superior , format din amestecul de acizi liberi, solzi și lichizi. După răcire, amestecul de acizi se supune presării pentru a se separa stearina de oleină.

La hidroliza bazică a grăsimilor rezultă un amestec de săruri de sodiu a acizilor grași , care formează săpunul obișnuit .Sărurile de potasiu sînt săpunuri moi. Molecula unui săpun are o parte polară -COONa și una nepolară –catena hidrocarbonat .Partea polară este solubilă în apă –partea hidrofilă -iar partea nepolară insolubilă în apă –hidrofobă ,solubilă în solvenți nepolari .Asemenea moleculele se numesc amfipatice.

În soluție , moleculele de săpun formează micele (lat. micela-granulă), partea hidrofobă fiind orientată în interiorul micelei,iar hidrofilă către exterior , către moleculele de apă. Repulsia dintre sarcinile negative ale grupelor –COO- de la suprafa-ța micelei dispersează micelele. Formarea micelelor este posibilă numai la o anumită ”concentrație micelară critică” .

La concentrații mari micelele se alungesc putînd să se aranjeze chiar în straturi paralele , soluția avind în acest caz o structură neregulată similară celei cristaline (cristale lichide liotrope).

Micelele favorizează uneori desfășurarea relațiilor chimice, cataliză micelară, importantă în procesele biochimice.

Acțiunea de curățare a săpunului se explică prin tensiunea superficială mică și puterea de udare mare a acestor soluții .Partea hidrofobă dizolvă lichidul nemiscibil cu apa (ulei ,grăsime), iar partea hidrofilă se îndreaptă către apă. Repulsia dintre sarcinile similare, dispersează picăturile de ulei , formîndu-se o emulsie stabilă de ulei și apă, săpunul avînd rolul de emulgator.

Reesterificarea.La încălzirea gliceridelor în prezența catalizatorilor(metilat sau etilat de sodiu,hidroxid de sodiu, potasiu) are loc un schimb între acili-reacție care se numește reesterificare.

La reesterificare rezultă grăsimi cu proprietăți noi, modificate, ceea ce se foloseș-te pe larg în industria alimentară.

Alcooliza- la încălzirea cu alcooli în prezența catalizatorilor (NaOH, R-Ona, H2SO4,HCl) din gliceridile ce eliberează glicerolul , formîndu-se esteri ai acizilor grași.

Alcooliza grăsimilor este utilizată în industrie și laborator pentru obținerea esterilor acizilor grași.

Acidoliza. Gliceridele ,fiind încălzite împreună cu acizii grași la 250-300oC în prezența cataliza-torului(H2SO4, BF3) își schimbă radicalii acizi.

Acidoliza grasimilor pot fi considerate reacții particulare ale procesului de reesterificare.

Reacții cu participarea radicalilor acizi

Hidrogenarea .Adiționind hidrogenulla resturile acizilor grași nesaturați , uleiurile se transformă în grăsimi solide. Procesul are loc în fază lichidă la temperatura de 150-200oC, sub presiune de 2-15 atm. în prezența catalizatorului (nichel fin divizat,paladiu,platină etc.). Produsul de hidrogenare , cunoscut sub mai multe denumiri –salonină,salonină, salomas, se folosește atît în scopuri tehnice, cît și pentru fabricarea produselor alimentare. De exemplu, margarina prezintă o emulsie de ulei vegetal

hidrogenat în lapte, pasedînd aspectul, consistența , aroma și gustul untului de vaci:

Halogenarea .Gliceridele adiționează halogeni(Cl2, Br2,I2),prin ce se dovedește caracterul nesaturat al radicalilor acizi:

Reîncezirea grăsimilor .Grăsimile în stare pură sînt neutre (nu conțin acizi liberi); ele au miros și nici gust. Păstrare mai mult timp în prezența aerului și luminii, ele capătă miros și gust neplăcut ; se supune că grăsimile reîncezesc. Reîncezierea este consecința unor procese de descompunere destul de complicate, de natură chimică, fotochimică sau biologică (provocate de anumite microorganisme).Una din cauze este hidroliza parțială ,care aduce la acumularea acizilor liberi , cum este , de xemplu, acidul butiric.

În afară de hidroliză, importanță deosebită o are autooxidarea-proces care aduce la formarea alcoolilor, aldehidelor, cetonelor, acizilor inferiori ,care au gust și miros neplăcut . La primele trepte ale procesului de autooxidare se formează produsele primare de autooxidare ce reprezintă hidroperoxizii:

R-H + O=O R* + *O-O-H

R* + O2 R-O-O* ; R-H + R-O-O* R-O-OH +R*

Această treaptă poate fi destul de îndelungată și depinde de mai mulți factori, cum sînt compozi-ția și structura gliceridei, gradul de nesaturare a acizilor grași (odată cu majoritatea gradului de nesaturare accelerează și autooxidarea),prezența apei , oxizilor unor metale,temperatura, prezența luminii, intensitatea de contactare cu aerul . Perioada de inițiere poate fi prelungită în mod artificial prin introducerea antioxidanților – substanțelor specifice care pot întrerupe lanțul reacțiilor radicalice.

5.Rolul lipidelor în organism

Lipidele joacă un rol esenţial în producerea de energie, reprezentând forma de stocare energetică

cea mai economicoasă, întrucât au densitatea calorică cea mai mare (9,3 kcal/g). La greutate egală,

trigliceridele conţin de 2,5 ori mai multă energie decât glicogenul, care este forma de depozit a

glucidelor. Mai mult, trigliceridele pot fi stocate ca lipide pure, fără apă, în timp ce glicogenul este

hidrofil, conţinând apă în proporţie dublă faţă de greutatea lui. Astfel, pe unitate de greutate

trigliceridele oferă, în fapt, de 4 ori mai multă energie decât glicogenul.

Spre deosebire de glicogen, care prin depozitele hepatice şi musculare nu poate susţine metabolismul

bazal pentru mai mult de 24 ore, trigliceridele pot asigura necesarul energetic pentru câteva zile.

Unele grăsimi conţin sau transportă vitaminele liposolubile A, D, E, K şi acizii graşi esenţiali

linolenic şi linoleic. Aceşti acizi graşi esenţiali care intră în compoziţia trigliceridelor sunt necesari

pentru sinteza de prostaglandine, care reglează multe funcţii ale organismului: presiunea arterială,

coagularea sângelui prin agregarea plachetară, secreţia de acid gastric. Rezistenţa membranelor

depinde de acizii graşi esenţiali.

Consecinţele reducerii aportului acizilor graşi ω-3 încep de acum să fie înţelese. Creierul uman,

sistemul nervos central şi membranele din întreg organismul au nevoie de acizi graşi ω-3, în special

EPA (acid eicosapentaenoic) şi DHA

(acid docosahexaenoic), pentru a funcţiona normal. Impactul acizilor graşi ω-3 asupra bolilor

cardiovasculare, artritelor, cancerului şi altor boli cronice cu alterarea sistemului imun şi a statusului

mental, incluzând tulburări de atenţie, este intens studiat în prezent. Raportul anormal ω-6/ω-3 este

legat de schimbările în compoziţia lipidelor membranare vasculare şi conduce la creşterea incidenţei

bolilor aterosclerotice şi inflamatorii.

Bibliografie

1.Mihail M. Ghețiu „Chimie organică ” editura ”Tehnico-Info” Chișinău 1999.

2.Nicanur Barbă

Galina Grăgălina

Pavel Vlad ”Chimie organică” editura Știința Chișinău 1997