Tłuszcze: struktura, skład chemiczny, funkcja i zastosowanie

Pod ogólnym terminem lipidy (tłuszcze) wszystkie substancje tłuszczopodobne są połączone w nauce. Tłuszcze są związkami organicznymi o różnej strukturze wewnętrznej, ale o podobnych właściwościach. Substancje te są nierozpuszczalne w wodzie. Ale jednocześnie dobrze rozpuszczają się w innych substancjach - chloroformie, benzynie. Tłuszcze są bardzo powszechne w przyrodzie.

Badania tłuszczu

Struktura tłuszczów czyni je nieodzownym materiałem dla każdego żywego organizmu. Założenie, że te substancje mają jeden ukryty kwas, zostało zrobione w XVII wieku przez francuskiego naukowca Claude'a Josepha Joroya. Stwierdził, że procesowi rozkładu kwasu mydlanego towarzyszy wydzielanie tłustej masy. Naukowiec podkreślił, że ta masa nie jest pierwotnym tłuszczem, ponieważ różni się od niej niektórymi właściwościami.

Fakt, że glicerynę zawarła również struktura lipidów, odkrył szwedzki naukowiec Karl Scheele. Całą kompozycję tłuszczy wyznaczył francuski naukowiec Michel Chevrel.

Klasyfikacja

Skład i struktura tłuszczów jest bardzo trudna do zaklasyfikowania, ponieważ ta kategoria obejmuje dużą liczbę substancji różniących się strukturą. Łączą je tylko jedna cecha - hydrofobowość. W związku z procesem hydrolizy biolodzy dzielą lipidy na dwie kategorie - zmywalne i nie do zniesienia.

Pierwsza kategoria obejmuje dużą liczbę tłuszczów steroidowych, które zawierają cholesterol, a także jego pochodne: witaminy steroidowe, hormony i kwasy żółciowe. Lipidy zwane prostymi i złożonymi należą do kategorii umytego tłuszczu. Proste są te, które składają się z alkoholu, a także kwasów tłuszczowych. Ta grupa obejmuje różne typy wosków, estrów cholesterolu i innych substancji. Złożone tłuszcze zawierają, oprócz alkoholu i kwasów tłuszczowych, inne substancje. Ta kategoria obejmuje fosfolipidy, sfingolipidy i inne.

Istnieje inna klasyfikacja. Według niej pierwsza grupa tłuszczów to tłuszcze obojętne, a druga - substancje tłuszczopodobne (lipidy). Obojętne obejmują złożone tłuszcze trójwodorotlenowego alkoholu, takiego jak glicerol lub wiele innych kwasów tłuszczowych, które mają podobną strukturę.

Różnorodność w przyrodzie

Lipoidy to te substancje, które występują w żywych organizmach, niezależnie od ich wewnętrznej struktury. Substancje tłuszczowe można rozpuścić w eterze, chloroformie, benzenie, gorącym alkoholu. W sumie w przyrodzie znaleziono ponad 200 różnych kwasów tłuszczowych. W tym przypadku nie więcej niż 20 typów jest rozpowszechnionych. Są one zawarte zarówno w organizmach zwierzęcych, jak i roślinach. Tłuszcze są jedną z głównych grup substancji. Mają bardzo wysoką wartość energetyczną - 37,7 kJ energii uwalniane jest z jednego grama tłuszczu.

Funkcje

Pod wieloma względami funkcje wykonywane przez tłuszcze zależą od ich rodzaju:

• Zarezerwuj energię. Substancje podskórnej tkanki tłuszczowej są głównym źródłem pożywienia dla żywych stworzeń podczas postu. Zapewniają one również źródło siły dla mięśni prążkowanych, wątroby i nerek.
• Strukturalny. Tłuszcze są częścią błony zewnątrzkomórkowej. Ich głównymi składnikami są cholesterol i glikolipidy.
• Sygnał. Lipidy pełnią różne funkcje receptora i uczestniczą w interakcji między komórkami.
• Ochronny. Tłuszcz podskórny jest również dobrą substancją izolacyjną dla żywych organizmów. Zapewnia również ochronę narządów wewnętrznych.

Struktura tłuszczu

Jedna cząsteczka dowolnego lipidu składa się z pozostałości alkoholu - gliceryny, a także trzech reszt różnych kwasów tłuszczowych. Dlatego tłuszcze są inaczej nazywane trójglicerydami. Gliceryna jest bezbarwną i lepką cieczą, która nie ma zapachu. Jest cięższy od wody i dlatego łatwo miesza się z nią. Temperatura topnienia glicerolu wynosi + 17,9 ° C. Niemal wszystkie kategorie lipidów obejmują kwasy tłuszczowe. Dzięki strukturze chemicznej tłuszcze są złożonymi związkami, które zawierają trójatomową glicerynę, a także kwasy tłuszczowe o wysokiej masie cząsteczkowej.

Właściwości

Lipidy wchodzą w reakcje, które są charakterystyczne dla estrów. Jednak mają pewne charakterystyczne cechy związane z ich wewnętrzną strukturą, a także obecność glicerolu. Pod względem struktury tłuszcze są również podzielone na dwie kategorie - nasycone i nienasycone. Nasycone nie zawierają atomowych wiązań podwójnych, nienasyconych - zawierają. Do pierwszych należą takie substancje, jak kwas stearynowy i palmitynowy. W przypadku nienasyconego oznacza na przykład kwas oleinowy. Oprócz różnych kwasów, struktura tłuszczów zawiera także pewne substancje tłuszczopodobne - fosfatydy i sterole. Są również ważniejsze dla organizmów żywych, ponieważ są zaangażowane w syntezę hormonów.

Większość tłuszczów jest łatwotopliwa - innymi słowy, pozostają ciekłe w temperaturze pokojowej. Natomiast tłuszcze zwierzęce pozostają stałe w temperaturze pokojowej, ponieważ zawierają duże ilości nasycone kwasy tłuszczowe. Na przykład, łój wołowy zawiera następujące substancje - glicerynę, palmitynę i kwas stearynowy. Palmitic topi się w 43 ° C, a stearynowy w 60 ° C

Głównym przedmiotem, w którym studenci studiują strukturę tłuszczów, jest chemia. Dlatego też pożądane jest, aby student znał nie tylko zbiór tych substancji, które są częścią różnych lipidów, ale także zrozumiał ich właściwości. Na przykład, kwasy tłuszczowe są podstawą tłuszcz roślinny. Są to substancje, które biorą swoją nazwę od procesu ich izolacji z lipidów.

Lipidy w ciele

Struktura chemiczna tłuszczów to pozostałości gliceryny, które są dobrze rozpuszczalne w wodzie, a także reszty kwasów tłuszczowych, które, przeciwnie, są nierozpuszczalne w wodzie. Jeśli umieścisz kroplę tłuszczu na powierzchni wody, część gliceryny obróci się w jej kierunku, a kwasy tłuszczowe zostaną umieszczone na górze. Ta orientacja jest bardzo ważna. Warstwa tłuszczu, która jest częścią ścian komórek dowolnego żywego organizmu, zapobiega rozpuszczaniu się komórki w wodzie. Szczególnie ważne są substancje zwane fosfolipidami.

Fosfolipidy w komórkach

Zawierają również kwasy tłuszczowe i glicerynę. Fosfolipidy różnią się od innych grup tłuszczów tym, że zawierają również resztki kwas fosforowy. Fosfolipidy są jednym z najważniejszych składników błon komórkowych. Glikolipidy, substancje zawierające tłuszcze i węglowodany mają również duże znaczenie dla żywego organizmu. Struktura i funkcje tych substancji umożliwiają im wykonywanie różnych funkcji w tkance nerwowej. W szczególności wiele z nich znajduje się w tkance mózgowej. Glikolipidy znajdują się na zewnętrznej części błony komórkowej komórek.

Struktura białek, tłuszczów i węglowodanów

ATP, kwasy nukleinowe a także białka, tłuszcze i węglowodany są organicznymi komórkami. Składają się one z makrocząsteczek - dużych i złożonych struktur cząsteczek, zawierających z kolei mniejsze i proste cząstki. W przyrodzie istnieją trzy rodzaje składników odżywczych - białka, tłuszcze i węglowodany. Ich struktura jest inna. Pomimo tego, że każdy z tych trzech rodzajów substancji odnosi się do związków węgla, ten sam atom węgla może tworzyć różne związki wewnątrzatomowe. Węglowodany są związkami organicznymi, które składają się z węgla, wodoru i tlenu.

Różnice w funkcjach

Nie tylko struktura węglowodanów i tłuszczów, ale także ich funkcje. Węglowodany rozkładają się szybciej niż inne substancje - i dlatego mogą wytwarzać więcej energii. Będąc w ciele w dużych ilościach, węglowodany mogą przekształcić się w tłuszcze. Białka nie nadają się do takiej transformacji. Ich struktura jest znacznie bardziej skomplikowana niż struktura węglowodanów. Struktura węglowodanów i tłuszczów sprawia, że ​​są one głównym źródłem energii dla organizmów żywych. Białka to substancje, które są spożywane jako materiał budowlany dla uszkodzonych komórek w ciele. Nic dziwnego, że są one nazywane "białkami" - słowo "Protos" pochodzi ze starożytnego języka greckiego i tłumaczy się jako "kto jest na pierwszym miejscu".

Białka są liniowymi polimerami zawierającymi kowalencyjnie połączone aminokwasy. Do chwili obecnej są one podzielone na dwie kategorie: włóknistą i kulistą. W strukturze białka odróżnić strukturę pierwotną i wtórną.

Skład i struktura tłuszczów sprawiają, że są one niezbędne dla zdrowia każdego żywego organizmu. W chorobach i utracie apetytu zdeponowany tłuszcz działa jako dodatkowe źródło pożywienia. Jest to jedno z głównych źródeł energii. Jednak nadmierne spożywanie tłustych pokarmów może zaburzać wchłanianie białka, magnezu i wapnia.

Fat aplikacji

Ludzie od dawna nauczyli się używać tych substancji nie tylko do żywienia, ale także w życiu codziennym. Tłuszcze były używane do osprzętu w epoce prehistorycznej, były smarowane przez płozy, za pomocą których statki były opuszczane do wody.

Substancje te są szeroko stosowane w nowoczesnym przemyśle. Około jedna trzecia wszystkich produkowanych tłuszczów ma cel techniczny. Reszta jest przeznaczona do spożycia przez ludzi. W dużej ilości lipidów stosowanych w przemyśle perfumeryjnym, kosmetycznym, przemyśle mydlarskim. Żywność jest spożywana głównie z olejami roślinnymi - są one zwykle zawarte w różnych produktach spożywczych, takich jak majonez, czekolada i żywność w puszkach. W przemyśle przemysłowym lipidy są wykorzystywane do produkcji różnego rodzaju farb, leków. Olej rybny dodaje się również do oleju lnianego.

Tłuszcz techniczny jest zwykle uzyskiwany z odpadów surowców spożywczych i służy do produkcji mydła, artykułów gospodarstwa domowego. Jest również ekstrahowany z tłuszczu podskórnego różnych zwierząt morskich. W przemyśle farmaceutycznym stosuje się go do produkcji witaminy A. Szczególnie obfituje w wątrobę dorsza, brzoskwiń i moreli.