Transcript GRĂSIMI CHIMIE ORGANICĂ – Curs Anul I - Biologie Titular curs: Conf. dr.

GRĂSIMI
CHIMIE ORGANICĂ – Curs
Anul I - Biologie
Titular curs: Conf. dr. Zoiţa BERINDE
GRĂSIMILE
Definitie
Generalitati
Compozitia
gliceridelor
Importanta
fiziologica
Clasificarea
grasimilor
Grasimile din
regnul animal
Propietati
fizice si chimice
ale grăsimilor
Materia grasa
In plante
Istoria
Sapunului
(extindere)
Prelucrarea
grăsimilor
Definitie
Grasimile sunt amestecuri naturale, de
compozitie complexa, alcatuite in principal din esteri
mixti ai glicerinei, numiti gliceride.
Grasimile sunt substanţe organice sintetizate de
organismele animale si vegetale. Fac parte din clasa lipidelor.
Ele reprezintă substanţe indispensabile alimentaţiei, fiind o sursa
de producere a energiei. In plante, grăsimile sunt sintetizate din
amidon – produsul de asimilaţie al CO2 de către plante.
Grasimile sunt introduse in organismul animal prin alimentaţie,
dar pot fi si sintetizate.
Acizii graşi sunt acizi organici cu un număr par de atomi de
carbon (in jur de 18). S-a stabilit ca in grăsimi se întâlnesc
aproximativ 20 de acizi graşi. Frecvent se găsesc acizii stearic,
palmitic, oleic.
Compozitia gliceridelor
In gliceridele naturale din grasimi, glicerina este esterificata cu acizi care au urmatoarele
caracteristici:
-numar mare de atomi de carbon, C4-C24;
-catena liniara, lipsita de ramificatii;
-numar par de atomi de carbon;
-o singura grupare carboxil(minocarboxilici)
-caracter saturat sau nesaturat.
In studiile efectuate s-au identificat circa treizeci de acizi monocarboxilici. Dintre acestia
frecventa cea mai mare o au:
CH3 – (CH2)14 – COOH
acidul palmitic
(5-10%)
CH3 – (CH2)16 – COOH
acidul stearic
(10-25%)
ca acizi monocarboxilici saturati, si
CH3 – (CH2)7 – CH=CH – (CH2)7 – COOH acidul oleic
(10-15%) dintre acizii
saturati.
In gliceridele naturale cele trei grupari hidroxil ale glicerinei sunt intotdeauna
esterificate de doi sau chiar trei acizi diferiti:
CH2 – O CO – (CH2)14 – CH3
-rest palmitic
l
CH2 – O CO – (CH2)14 – CH3
-rest palmitic
l
CH2 – O CO – (CH2)16 – CH3
-rest stearic
dipalmito-stearina
CH2 – O CO – (CH2)16 – CH3
-rest stearic
l
CH2 – O CO – (CH2)7 – CH=CH – (CH2)7 – CH3
-rest oleic
l
CH2 – O CO – (CH2)7 – CH=CH – (CH2)7 – CH3
dioleo-stearina
-rest oleic
Clasificarea grasimilor
Grasimile se clasifica, după originea lor, in:
Grăsimi animale, de
Grăsimi vegetale, in
obicei solide
general lichide
Grasimile solide contin de
obicei acizi nesaturati, avand
numai legaturi simple intre
atomii de C
Grasimile lichide contin de
obicei acizi nesaturati, avand
legaturi duble intre atomii
de C
ex : acidul palmitic
ex : acidul oleic
CH3-(CH2)14-COOH
CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)-COOH
Propietati fizice si chimice
• Grasimile sunt amestecuri complexe de diferite gliceride; nu au puncte de
topire nete, ci se topesc sau se congeleaza in anumite intervale de temperatura.
•Grasimile sunt substante insolubile in apa, cu care emulsioneaza. Sunt solubile
in solventi organici (eter, benzen, acetona, cloroform).
•Prin pastrare indelungata, grasimile se altereaza datorita procesului de
rancezire, care consta in degradarea grasimilor. Se formeaza o serie de
compusi organici cu numar mic de atomi de carbon, care dau gust neplacut si
miros urat grasimilor.
• Unele uleiuri lichide sunt sicative. Sub actiunea oxigenului din aer formeaza
pelicule dure, aderente, transparente, insolubile, rezistente la intemperii.
Aceasta propietate sta la baza obtinerii lacirulor si vopselelor.
•Hidrogenarea grasimilor lichide se desfasoara in prezenta unui catalizator.
Grasimile solide care se obtin sunt folosite pentru fabricarea sapunului, a
lumanarilor, iar in stare curata si rafinata sunt folosite la prepararea produselor
alimentare (margarina).
•O proprietate deosebit de importanta a grasimilor este hidroliza (reactia cu
apa), in urma careia se obtin acizi grasi si glicerina. In practica se lucreaza in
mediul alcalin – solutie de hidroxid de sodiu; se obtin astfel, alaturi de glicerina,
saruri de sodiu ale acizilor grasi, respectiv sapunul. Datorita acestui fapt, reactia
de hidroliza a grasimilor in mediu bazic se mai numeste saponificare.
CH2 – O – CO – (CH2)14 – CH3
l
CH2 - OH
3NaOH
CH – O – CO – (CH2)16 – CH3
l
l
CH2 – OH+2CH3 - (CH2)14 - COONa
l
CH2 – O – CO – (CH2)14 – CH3
dipalmito-stearina
palmitat de sodiu
CH2 – OH+CH3 – (CH2)16 - COONa
stearat de sodiu
Prelucrarea grasimilor
In natura grasimile apar in semintele unor plante, in unele
fructe, in tesutul adipos animal sau in parti anatomice ale
organismului animal.
Din sursele vegetale se extrag grasimi lichide (uleiuri vegetale),
iar din cele animale grasimi solide ca unt, untura, seu (fiind posibile
si unele inversari – untul de cocos, uleiul de peste etc.).
Uleiurile vegetale se obtin prin presarea semintelor sau
fructelor sau, mai eficient, prin extractia cu solventi. Grasimile
animale se obtin prin topirea tesutului animal respectiv sau prin
centrifugare.
Dupa extragere, grasimile destinate consumului alimentar sunt
supuse rafinarii, in scopul eliminarii unor componente sau a unor
insusiri nedorite ( acizi liberi, fosfatide, culoarea inchisa, miros
neplacut etc.)
Uleiul de masline contine
circa 80% acid
oleic din totalul acizilor.
Ceara da albine este un
amestec de esteri ai
acizilor cu catena liniara
(C24-C34) cu alcooli
primari liniari(C24-C34).
In ceara de albine se mai
gasesc acizi grasi liberi,
Precum si alcani cu catene
neramificate cu 25, 27,
29, 31 atomi de carbon.
Istoria sapunului
(extindere)
Intr-un vas de lut care dateaza din anul 2800 inaintea erei noastre,
in Mesopotamia s-a gasit un material asemanator sapunului.
Inscriptiile de pe vas indica faptul ca grasimile au fost fierte cu
cenusa. O legenda romana spune ca pe muntele Sopo din Italia
erau sacrifivate animale iar ploaia a amestecat grasimile cu cenusa
de pe malul apei. Vazand ca le usureaza munca, femeile au inceput
sa foloseasca acest amestec.
In sec. al II-lea, e.n., un medic grec a recomandat sapunul pentru
spalare iar in sec. al XV-lea se incepe producerea sapunului la
Venetia. In sec. al XVIII-lea se raspandeste in intreaga Europa si in
sec. al XIX-lea, fabricarea sapunului devine una din cele mai
importante ramuri ale indusriei.
Materia grasa in plante
In plante materia grasa se concentreaza numai in anumite parti
cum sunt semintele, fructele, samburii, jucand rolul unei substante de
rezerva, pe care planta o utilizeaza in timpul dezvoltarii ei, drept sursa
de energie.Grasimile prezinta avantajul ca puterea lor calorica este
foarte ridicata si sunt lipsite de apa de cristalizare.
Cele mai multe plante naturale au seminte oleaginoase. La cele
de cultura predomina cele cu seminte amidonoase. Acumulari de
grasimi de rezerva se produc si in tulpinile unor copaci. La germinatie,
rezervele de grasimi sunt practic complet epuizate. Se produce o
hidroliza a grasimilor la acizi grasi si glicerina, sub actiunea lipazelor
vegetale prezente in toate semintele si in alte organe ale plantei.
Continutul de substanta de rezerva in semintele oleaginoase si amidonoase
Seminte
Specia vegetala
Grasimi
Glucide
Oleaginoase
Floarea soarelui
45-55
10
Nuci de cocos
65
12
Ricin
60-65
15
Boabe grau
1.8
69
Boabe mazare
1.9
53
Boabe orez
1.3
77
Amidonoase
Grasimile din regnul animal
In organismul animal, sintetizarea grasimilor proprii se face in urma
transformarii altor componente ale alimentelor. Formarea grasimilor din glucide si
proteine este legata de ciclul lui Krebs.
De remarcat este importanta pentru aceste transformari a unor substante
care ocupa un loc central: acidul piruvic, acetilcoenzima A si substantele care
constituie unele etape ale ciclului Krebs, precum si coenzimele procesului redox,
care de asemenea au rolul unor substante active. Acesti metaboliti, care sunt
comuni in metabolismul mai multor clase de substante, formeaza pentru organism
asa-numitul “fond metabolic comun”.
Grasimile din tesuturile animale contin in structurile lor acizi grasi cu un
numar pereche de atomi de carbon cuprins intre 4 si 24. Posibilitatile organismului
de a sintetiza acesti acizi, sunt foare diferite de la tesut la tesut si de specie la
specie. Comun penrtu toate speciile si toate tesuturile este faptul aratat mai sus, ca
biosinteza porneste de la aceiasi substanta simpla care este acetilul coenzima A
denumit acid acetic activat si care poate provenii din glucide, din aminoacizi, din
alcool etilic si din acizi grasi. Dupa felul cum este folosit acetilul conezima A se
poate realiza sinteza de acizi grasi, deci grasimi sau producere de energie prin
oxidare pana la CO2 si H2O in ciclul citric.
Trecerea spre o cale sau alta depinde de starea generala a
organismului si de factorii de mentinere a homeostazei generale. Intr-un regim
normal , acetil coenzima A pentru sinteza de acizi grasi provine 30% din
glucide.Dupa sintetizarea acizilor grasi, pentru formarea lipidelor propriu-zise,
acestia trebuie sa se esterifice cu glicerina, obtinuta in ciclul Krebs din glucide.
Procesul de esterificare are loc dupa o prealabila fosforilare a glicerinei. Cea
mai mare parte din grasimea animalelor se gaseste sub forma de tesuturi
adipoase subcutante, tesuturi adipoase asezate pe membranele peritoneale
care sustin stomacul si intestinele si grasimea depusa la suprafata organelor
interne. Aceasta sursa o constituie principala sursa de lipide pentru organism,
functionand in acelasi timp ca termoregulator. In functie de starea de ingrasare
a animalului in carne se gaseste asa numita “grasime de marmorare” dintre
muschi, si cea de perselare in interiorul muschiului. O cantitate mica de grasime
se gaseste chiar in interiorul fibrei
Grasimile crude din diferite parti ale corpului difera in ceea ce priveste
consistenta, culoarea, compozitia chimica. In general grasimile de acoperire au
un punct de topire mai scazut, dacat grasimea acumulata in interiorul
organismului.
La animalele din zone calde grasimea are consistenta mai tare dacat
la cele dintr-un climat temperat – rece. Grasimea de bovine este de culoare
galbena, determinata de pigmentii carotenoici . Intensitatea culorii depinde de
continutul de caroten. Pana la 1mg caroten /kg grasimea este alb-galbuie,
intre 2-3 mg caroten/kg este galbena iar peste 5 mg caroten /kg este galben
intens. Femelele au grasimea mai intens colorata decat masculii. Efect
hotarator in compozitia grasimii il are hrana.Cand hrana are putina grasime se
formeaza grasime prin sinteza din glucide si proteine si in consecinta bogata
in acizi grasi saturati si monosaturati. Aceasta deoarece organismul animal
este in stare sa sintetizeze din glucide si proteine numai acizi grasi saturati si
monosaturati, ceilalti acizi grasi polinesaturati putand fi sintetizati numai daca
alimentele digerate contin acizi grasi cel putin nesaturati.
Importanta fiziologica
Grasimile sunt componente indispensabile
alimentatiei umane; unui adult ii sunt necesare
aproximativ 100g de grasimi zilnic. Daca
aceasta cantitate se depaseste, se pot produce
depuneri de grasimi pe peretii interiori ai vaselor
sangvine, provocandu-se astfel aparitia unor boli
cardiovasculare.
Generalitati
Grasimile se folosesc la fabricarea sapunurilor, a lacurilor si a vopselelor pe
baza de uleiuri sicative, a unsorilor consistente etc.Cantitatile de grasimi necesare
obtinerii sapunurilor sunt limitate, fapt ce a determinat gasirea unor produse de
sinteza cu propietati asemanatoare acestora din urma.
Sapunul menajer, de exemplu, este solubil in apa si se obtine prin tratarea
grasimilor cu hidroxid de sodiu sau cu hidroxid de potasiu, la care se adauga unele
ingrediente.
Grasimile sunt o sursa de energie si in general, furnizarea energiei este mai
constanta. In plus, o data supuse procesului de digestie, o anumita cantitate de
grasimi va fi depozitata in “depozitele de grasimi” din organism, situate sub piele si in
jurul unor organe importante, cum ar fi rinichii, inima si ficatul.
Aceste depozite apara organismul impotriva frigului si protejeaza oasele
si organele interne impotriva ranilor. Contrar unor teorii la moda, o anumita
cantitate de grasime este esentiala pentru pastrarea sanatatii.
Aproape toate alimentele contin grasimi, cu exceptia majoritatii fructelor
si legumelor. Produsele animale (carne, untura, produse lactate) contin asanumitele grasimi saturate. Nucile, pestele gras, uleiurile vegetale si unele
margarini usoare contin grasimi nesaturate. Dieticienii recomanda un consum mai
mare de grasimi nesaturate decat de grasimi saturate, cele din urma incurajand
colesterolul, substanta produsa pe cale naturala in ficat, dar prezenta si in unele
alimente.
Un anumit nivel al colesterolului este esential sanatatii organismului; dar
se pare ca ficatul este capabil sa produca intreaga cantitate de colesterol
necesara, nefiind nevoie sa includem in alimentatie aceasta substanta.
Persoanele care au un nivel ridicat de colesterol in organism sunt sfatuite sa
reduca consumul acestuia.
Deoarece grasimile furnizeaza o energie mai consistenta decat
carbohidratii, procentajul lor in alimentatia zilnica trabuie sa fie mai mic. Nu se
poate spune care este cantitatea ideala de grasime din alimentatie: clima rece
sau activitatea intensa accentueaza nevoia de grasimi. In general, cel putin15%
din caloriile zilnice trebuie sa provina din grasimi, iar media ar fi 20-30%.