Lipidy

Lipidy

1 Charakteristika
Lipidy  (z gréckeho slova lipos = tuk) sú estery vyšších karboxylových kyselín a alkoholov ( ich derivátov). Inak ich nazývané aj tuky. Zaraďujú sa medzi prírodné makromolekulové latky. Sú to produkty rastlín a živočíchov. K rastlinným lipidom patria rastlinné oleje (slnečnicový, ľanový olej) a medzi živočíšne zaraďujeme maslo, rybí tuk, alebo bravčovú masť. Majú vysokú energetickú hodnotu. Patria do skupiny nepolárnych molekúl biogénneho pôvodu.

1.1  Význam
Pre človeka a živočíchov slúžia ako zdroj energie. Ukladajú sa do tukových tkanív ako zásobné látky, z ktorých telo čerpá v období nedostatku prijímania potravy. Tiež tvoria vrstvu termoizolácie, ktorá chráni organizmus pred stratou telesného tepla ako aj pred mechanickým poškodením. Ďalej chránia vnútorné orgány a sú prítomné pri stavbe bunkových membrán. Zúčastňujú sa i na stavbe nervových buniek, a to tak, že obaľujú nervové vlákna. Na grafe č. 1 si môžeme všimnúť podiel lipidov, ktoré sa podieľajú na stavbe bunky. Taktiež zabezpečujú v organizmu prostredie, ktoré umožňuje rozpúšťanie látok nepolárneho charakteru (vitamíny – okrem B a C, hormóny, liečivá a farbivá). Táto vlastnosť vyplýva z toho, že lipidy sú hydrofóbne.

1.2 Štruktúra lipidov
Súčasťou štruktúry lipidov sú mastné kyseliny. Sú to vyššie karboxylové kyseliny s dlhým bočným reťazcom (desať a viac atómov uhlíka). V molekule môžu mať nasýtené aj nenasýtené väzby. V lipidoch sa nachádzajú kyseliny s párnym počtom atómov uhlíka a s priamym, nerozvetveným reťazcom. Atómy uhlíka sú nahradené hydroxylovou skupinou. Najčastejšie sú zastúpené:

Názov	Vzorec
Kyselina palmitová (hexadekánová)	CH3 – (CH2)14 – COOH
Kyselina stearová (oktadekánová)	CH3 – (CH2)16 – COOH
Kyselina olejová (cis - 9 - oktadecénová)	CH3 – (CH2)7 – CH = CH – CH2 - COOH
Kyselina linolová (cis, cis – 9, 12 – oktadekadiénová)	CH3 – (CH2)4 – CH = CH – CH2 – CH =  = CH – (CH2)7 – COOH

 
Tabuľka č.1: Najčastejšie zastúpené vyššie karboxylové kyseliny v lipidoch
 
1.3 Vlastnosti lipidov
Ich vlastnosti sú ovplyvňované vyššími mastnými kyselinami.  Lipidy s nasýtenými mastnými kyselinami majú väčšiu teplotu topenia a väčšiu stabilitu. Dôvodom je hlavne  neprítomnosť dvojitých väzieb v molekulách mastných kyselín a teda nižšia reaktivita daných molekúl. Pri lipidoch obsahujúcich v molekulách nenasýtené vyššie mastné kyseliny sa zvyšuje reaktivita molekuly v mieste dvojitej väzby a tým sa znižuje stabilita a teplota topenia. Vplyv má aj poloha dvojitej väzby - čím je dvojitá väzba bližšie ku karboxylovej skupine, tým majú lipidy nižšiu teplotu topenia a sú menej stabilné. Čisté lipidy môžu mať tuhé alebo kvapalné skupenstvo (nenasýtené väzby).

Lipidy sú bezfarebné látky bez chuti a zápachu. Sú hydrofóbne, čo znamená, že sú málo rozpustné, alebo nerozpustné vo vode. Sú rozpustné v organických rozpúšťadlách ako napr. benzén, toluén. Pri suspenzií vo vodnom prostredí môžu tvoriť koloidy alebo micely, prechod medzi homogénnym a heterogénnym roztokom. Organizmus si ich nevie sám syntetizovať, preto ich musíme prijímať ako zložku potravy. Takéto látky nazývame esenciálne. Preto obsah nenasýtených karboxylových kyselín rastlinných tukov (olejov) je meradlom ich biologickej hodnoty. Sú potrebné pri metabolizme nasýtených mastných kyselín.

1.3.1 Žltnutie a starnutie tukov
Žltnutie a starnutie tukov je negatívnou vlastnosťou lipidov. Vzniká pôsobením mikroorganizmov, najmä v teplom a vlhkom prostredí. Nastáva oxidácia vzdušným kyslíkom, pri ktorej dvojité väzby v nenasýtených mastných kyselinách oxidujú, štiepia sa na kratšie uhľovodíkové reťazce. Takýmto spôsobom vznikajú aldehydy, ketóny a nižšie karboxylové kyseliny. Sprievodným javom aldehydov a ketónov je nepríjemný zápach. Pri rozklade sa znehodnocujú vitamíny rozpustné v tukoch.

Žltnutiu tukov predídeme stužovaním tukov. Reakcia prebieha pod tlakom, pôsobením vodíka za prítomnosti niklu ako katalyzátora. Nastane adícia vodíka (viaže sa na atómy C, ktoré sa spájajú dvojitou väzbou), pri ktorej sa nenasýtené väzby zmenia na nasýtené. Nasýtením dvojitých väzieb vodíkom sa z olejov stávajú tuhé látky  (tuky), pričom sa ale stráca ich pôvodná biologická hodnota. Táto reakcia sa nazýva katalytická hydrogenácia. Ďalší spôsob ako predídeme  žltnutiu tukov je pridanie antioxidantov – vitamínov A, E a C.
 
1.3.2 Vysychanie olejov
  Oleje s obsahom nenasýtených karboxylových kyselín s niekoľkými dvojitými väzbami sa pôsobením vzduchu menia na tuhú pružnú látku. Tento dej nazývame vysychanie olejov a je spôsobený polymerizáciou a oxidáciou molekúl. Oleje polymerizujú a navzájom sa zosieťujú do násobných väzieb. Toto zoskupovanie prebieha prostredníctvom kyslíkových mostíkov. Vysychanie môžeme urýchliť pridaním katalyzátorov – sikatívov (vysušovadiel) ako sú napr. oxidy mangánu a chrómu. Takto znehodnotené oleje sa používajú na výrobu fermeží (látky, ktoré slúžia na natieranie kovu alebo dreva).

1.4  Hydrolýza lipidov
Hydrolýzou tukov môžeme dosiahnuť rozpad molekuly lipidu na jednotlivé zložky. „Hydrolýzu možno uskutočniť pomocou silných minerálnych kyselín aj alkalických hydroxidov. Pôsobením hydroxidu sodného alebo draselného na acylglyceroly vznikajú mydlá. Preto sa alkalická hydrolýza nazýva zmydelňovanie. Mydlá sú soli vyšších karboxylových kyselín. Sodné mydla sú tuhé a používajú sa ako pracie alebo čistiace prostriedky. Draselné mydlá sú mazľavé a používajú sa na prípravu dezinfekčných prostriedkov.“ ( Čiranský, J., Krištofová, V., Kopřiva, J., Pecháň, I. Chémia pre 3. Ročník gymnázií. Bratislava: Slovenské pedagogické nakladateľstvo, 1992. 242s. ISBN 80 – 08 – 01412 – 1) Hydrolýza môže byť zásaditá alebo kyslá.
 
1.5 Delenie lipidov
1.  Podľa konzistencie
· Tuhé – tuky (loj, masť)
· Kvapalné – oleje (slnečnicový, makový, ľanový...)

2.  Podľa pôvodu
· Živočíšne (bravčová masť...)
· Rastlinné (slnečnicový olej...)
3.  Podľa štruktúry

A)  Jednoduché (podľa alkoholovej zložky)
· Acylglyceroly (mastná kyselina + glycerol)
· Vosky (mastná kyselina + alkohol)

B)  Zložené
· Fosfolipidy (mastná kyselina + alkohol + H3PO4)
· Glykolipidy (mastná kyselina + alkohol + sacharid)
· Lipoproteíny (mastná kyselina + alkohol + bielkovina)

C)  Izoprenoidné
· Terpény a steroidy
· Cholesterol
· Žlčové kyseliny
· Karotenoidy