28 ΕΝΟΤΗΤΑ I ΤΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΡΟΣ Α΄ ΤΑ MΑΚΡΟΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΤΑ ΛΙΠΟΕΙΔΗ ΣΤΗΝ ΦΥΣΗ 1.1. Γενικά περί λιποειδών. Τα λιποειδή αποτελούν μια ετερογενή ομάδα χημικών ενώσεων που συνιστάται από διαφορετικές τάξεις ενώσεων που βρίσκονται ευρύτατα διαδεδομένες στη φύση, με τα ακόλουθα κοινά χαρακτηριστικά: (1) είναι αδιάλυτες στο νερό, (2) είναι διαλυτές σε οργανικούς διαλύτες όπως π.χ. χλωροφόρμιο, αιθέρας ή βενζόλιο, (3) είναι παρούσες ή προέρχονται από ζωντανούς οργανισμούς και (4) περιέχουν στο μόριό τους μακρές αλυσίδες ομάδων υδρογονανθράκων. Οι χαρακτηριστικές ιδιότητες των μακρών αλυσίδων ατόμων C είναι ότι είναι υδρόφοβες και λιπόφιλες, δηλαδή αδιάλυτες στο νερό και διαλυτές σε “λιπαρούς” διαλύτες και είναι ακριβώς αυτές που χαρακτηρίζουν ένα μόριο ως “λιπαρό” (fatty). Οι διαλύτες μπορεί να είναι πολικοί π.χ. MeOH, μερικώς πολικοί π.χ.CHCl 3 , μη πολικοί π.χ. P.Et ή μίγματα αυτών. Τα λιποειδή βρίσκονται στη φύση στις κυτταρικές μεμβράνες και στους φυτικούς και ζωικούς ιστούς. Ο κυριότερος ρόλος των λιποειδών στο κύτταρο είναι ότι μαζί με τις πρωτεΐνες αποτελούν τα δύο κύρια συστατικά των βιολογικών μεμβρανών (40% περίπου λιποειδή και 60% περίπου πρωτεΐνες) που όπως είναι γνωστό είναι οι οργανωμένες εκείνες δομές που ξεχωρίζουν τα κύτταρα από το περιβάλλον ενώ συγχρόνως επιτρέπουν την επικοινωνία με αυτό. Μία άλλη σπουδαία λειτουργία των λιποειδών είναι η συμμετοχή τους στην εναποθήκευση και στη μεταφορά ενέργειας των κυττάρων. Οι δε λιποπρωτεΐνες συμμετέχουν στον έλεγχο διαπερατότητας των διαφόρων ουσιών διαμέσου των κυτταρικών μεμβρανών. Τέλος τα γλυκερίδια αποτελούν το κύριο συστατικό του λιπώδους ιστού των ζώων, του λίπους, το οποίο χρησιμοποιούν σαν “δυναμική αποθήκη” ενέργειας για τις ανάγκες του οργανισμού.
20
Embed
ΕΝΟΤΗΤΑ I ΤΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ...28 ΕΝΟΤΗΤΑ I ΤΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΡΟΣ Α΄ ΤΑ MΑΚΡΟΣΥΣΤΑΤΙΚΑ
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
28
ΕΝΟΤΗΤΑ I
ΤΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ
ΜΕΡΟΣ Α΄
ΤΑ MΑΚΡΟΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο
ΤΑ ΛΙΠΟΕΙΔΗ ΣΤΗΝ ΦΥΣΗ
1.1. Γενικά περί λιποειδών.
Τα λιποειδή αποτελούν μια ετερογενή ομάδα χημικών ενώσεων που
συνιστάται από διαφορετικές τάξεις ενώσεων που βρίσκονται ευρύτατα
διαδεδομένες στη φύση, με τα ακόλουθα κοινά χαρακτηριστικά: (1) είναι αδιάλυτες
στο νερό, (2) είναι διαλυτές σε οργανικούς διαλύτες όπως π.χ. χλωροφόρμιο,
αιθέρας ή βενζόλιο, (3) είναι παρούσες ή προέρχονται από ζωντανούς
οργανισμούς και (4) περιέχουν στο μόριό τους μακρές αλυσίδες ομάδων
υδρογονανθράκων.
Οι χαρακτηριστικές ιδιότητες των μακρών αλυσίδων ατόμων C είναι ότι είναι
υδρόφοβες και λιπόφιλες, δηλαδή αδιάλυτες στο νερό και διαλυτές σε “λιπαρούς”
διαλύτες και είναι ακριβώς αυτές που χαρακτηρίζουν ένα μόριο ως “λιπαρό” (fatty).
Οι διαλύτες μπορεί να είναι πολικοί π.χ. MeOH, μερικώς πολικοί π.χ.CHCl3, μη
πολικοί π.χ. P.Et ή μίγματα αυτών.
Τα λιποειδή βρίσκονται στη φύση στις κυτταρικές μεμβράνες και στους
φυτικούς και ζωικούς ιστούς.
Ο κυριότερος ρόλος των λιποειδών στο κύτταρο είναι ότι μαζί με τις
πρωτεΐνες αποτελούν τα δύο κύρια συστατικά των βιολογικών μεμβρανών (40%
περίπου λιποειδή και 60% περίπου πρωτεΐνες) που όπως είναι γνωστό είναι οι
οργανωμένες εκείνες δομές που ξεχωρίζουν τα κύτταρα από το περιβάλλον ενώ
συγχρόνως επιτρέπουν την επικοινωνία με αυτό.
Μία άλλη σπουδαία λειτουργία των λιποειδών είναι η συμμετοχή τους στην
εναποθήκευση και στη μεταφορά ενέργειας των κυττάρων. Οι δε λιποπρωτεΐνες
συμμετέχουν στον έλεγχο διαπερατότητας των διαφόρων ουσιών διαμέσου των
κυτταρικών μεμβρανών.
Τέλος τα γλυκερίδια αποτελούν το κύριο συστατικό του λιπώδους ιστού των
ζώων, του λίπους, το οποίο χρησιμοποιούν σαν “δυναμική αποθήκη” ενέργειας
για τις ανάγκες του οργανισμού.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο: ΤΑ ΛΙΠΟΕΙΔΗ ΣΤΗ ΦΥΣΗ 29
1.2. Διατάξεις των λιποειδικών σχηματισμών
Χαρακτηριστικό των λιποειδών που συμμετέχουν στον σχηματισμό
μεμβρανών είναι ότι είναι πολικά (ή αμφίφιλα, amphiphilic) και έτσι αναγκάζονται
να είναι διατεταγμένα σε διπλοστοιβάδες με τις υδρόφοβες ομάδες προς τα μέσα
και τις υδρόφιλες προς τα έξω. Οι πρωτεΐνες είναι η διαμεμβρανικές ή
επιφανειακές και βρίσκονται τόσο στην εξωτερική όσο και στην εσωτερική
επιφάνεια της μεμβράνης. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό - ρευστό μωσαϊκό
μοντέλο, fluid mosaic model - που είναι σήμερα παραδεκτό οι μεμβράνες δεν είναι
στατικοί σχηματισμοί αλλά δυναμικοί και τα λιποειδή και οι πρωτεΐνες βρίσκονται
σε σχετική κίνηση (Σχήματα 1.1 και 1.2).
Σχήμα 1.1: Διάφορες διατάξεις εναιωρημάτων λιποειδών στο νερό
Γενικά τα λιπίδια όταν έλθουν σε επαφή με το νερό με το οποίο δεν
αναμιγνύονται, μπορούν να διαταχθούν με τρεις διαφορετικούς τρόπους, όπως:
(Σχήμα 14.1).
εναιώρηση των φάσεων χωρίς μοριακή τάξη
εναιώρηση των φάσεων υπό σχηματισμό μηκυλλίων (micelles)
εναιώρηση των φάσεων υπό σχηματισμό “ελασμάτων” (lamella)
Με τον πρώτο τρόπο αναιωρούνται οι υδρογονάνθρακες (π.χ. ορυκτέλαια,
παραφινέλαια) και τα ελαιώδη τριγλυκερίδια με το νερό.
Με τον δεύτερο τρόπο εναιωρούνται π.χ. οι γανγκλιοζίτες κ.ά. Τα μόριά του
περιβάλλουν το λίπος με το λιπόφιλο μέρος τους (Σχήμα 1.1). Τα μηκύλλια
σχηματίζουν σωλήνες, σφαίρες ή δισκοειδείς ελλείψεις.
30 ΤΡΟΦΟΓΝΩΣΙΑ: Ν.Κ. ΑΝΔΡΙΚΟΠΟΥΛΟΣ
Με τον τρίτο τρόπο εναιωρούνται συνήθως τα φωσφολιποειδή π.χ. λεκιθίνη
κ.ά. Τα ελάσματα έχουν δομή σάντουιτς δηλ, μιας διπλοστοιβάδας που τα
υδρόφοβα μέρη της κάθε στοιβάδας διατάσσονται προς τα μέσα και εφάπτονται
ενώ τα υδρόφιλα μέρη βρίσκονται προς τα έξω. Τέτοια δομή διπλοστοιβάδας
3) Πολυόλες, με χαρακτηριστικούς αντιπροσώπους τις φθιοκερόλες του
τύπου C34H70O3 και C36H74Ο3 :
Η φθιοκερόλη : 3-μεθυξυ-4-μεθυλο-9,11-τριακονια τριενο-διόλη.
Στις αλκοόλες κατατάσσονται, λόγω του υδροξυλίου που περιέχουν, οι
στερόλες(παρ. 18.4.1) και οι λιποδιαλυτές βιταμίνες Α (παρ. 19.2.1), οι βιταμίνες
D (παρ. 19.2.2) και η βιταμίνη Ε (τοκοφερόλες) (παρ. 19.2.3).
1.5.3. Αμιναλκοόλες
Στις αμιναλκοόλες περιλαμβάνονται διάφορα μέλη που είναι συστατικό των
σφινγκολιποειδών.
Π.χ. 1) Ησφινγκοσίνη ή 4-σφινγκενίνη :2-αμινο-4 (trans)-δεκαοκτεν-1, 3-διόλη. 2) Η διϋδρο-σφινγκοσίνη ή σφινγκανίνη 2-αμινο-δεκαοκτανο-1, 3-διόλη 3) Η φυτοσφινγκοσίνη : 4-υδροξυ-σφινγκανίνη 4) Η δεϋδρο-φυτοσφινγκοσίνη : 4-υδροξυ-σφινγκενίνη
1.5.4. Αλδεΰδες
Στις αλδεΰδες περιλαμβάνονται μέλη που συναντώνται είτε ελεύθερα είτε υπό
την μορφή βινυλ-αιθερικών αναλόγων των γλυκεριδίων και των φωσφατιδίων
Πχ. 1) Κανονικές κορεσμένες ή ακόρεστες, ανάλογες των λιπαρών οξέων της παρ.
9.2 κυρίως με C12 – C20.
2) Κυκλοπροπανικές λιπαρές αλδεΰδες (σε βακτήρια)
3)Ισοπρενοειδείς αλδεΰδες (τερπενοειδείς) μερικές από τις οποίες συνιστούν μέλη των πτητικών συστατικών της οσμής ή του αρώματος μερικών φυτών ή δρουν σα φερορμόνες των εντόμων, όπως η γερανιάλη, η νεράλη (ανάλογες της γερανιόλης και νερόλης) κ.ά.
1.5.5. Κετόνες
Στις κετόνες περιλαμβάνονται μέλη που συναντώνται συνήθως ελεύθερα
στην φύση :
Πχ. 1) Κανονικές κορεσμένες ή ακόρεστες ανάλογες των λιπαρών οξέων της παρ.
9.2 κυρίως με C12 - C20.
2) Ακόρεστες συμμετρικές (σε βακτήρια) 3) Φερομόνες οι οποίες είναι σεξουαλικές ορμόνες διαφόρων εντόμων και
γίνονται αντιληπτές από το ένα φύλλο στο άλλο με την οσμή, όπως : Η 4-μεθυλο-επταν-3-ονη
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο: ΤΑ ΛΙΠΟΕΙΔΗ ΣΤΗ ΦΥΣΗ 35
Η 2-μεθυλο-επταν-4-ονη
Η 2-μεθυλο-2-επτεν-6-ονη Η σιβετόνη : 1-κυκλο-δεκαεπτεν-10-ονη Η μουσκόνη : 1-μεθυλο-κυκλο-δεκαεπταν-3-ονη
1.5.6. Κινόνες
Στις κινόνες περιλαμβάνονται διάφορα μέλη που έχουν ως μητρικές ενώσεις
την ναφθοκινόνη και την βενζοκινόνη σημαντικότερα από τα οποία είναι οι
βιταμίνες Κ(παρ. 19.2.4), το συνένζυμο Qn (παρ. 21.3.3) (2,3-διμεθοξυ-5-
μεθυλο-6-πολυπρενυλο-1,4-βενζοκινόνη) και η πλαστοκινόνη (PQn)2,3-
διμεθυλο-6-πολυ-πρενυλο-1,4-βενζοκινόνη).
1.5.7. Λιπαρά οξέα
Στα λιπαρά οξέα περιλαμβάνονται διάφορες ομόλογες σειρές. Στην φύση
βρίσκονται κυρίως εστεροποιημένα στους κηρούς, στα γλυκερίδια, στα
φωσφατίδια κ.ά.
Πχ. 1)Κανονικά κορεσμένα και ακόρεστα με κυριότερα μέλη αυτά που
αναφέρονται στην παρ. 9.2 κυρίως με C12- C20.
2) Ισοπρενοειδή οργ. οξέα που βρίσκονται σε βακτήρια.
Το φυτανικό οξύ(C20H40O2) : 3,7,11,15-τετραμεθυλο-δεκαεξανοϊκόοξύ. Το
φυτενικό οξύ: 2-φυτενικό οξύ.
3) Ισακυκλικά οξέα που βρίσκονται στα φυτά
Το γκορλικό οξύ 13-(2'-κυκλοπεντενυλο)-6-δεκατριενοϊκό οξύ.
4) Υδροξυοξέα, όπως τα α-υδροξυοξέαπου είναι συστατικάτων κερεβροζιτών
(παρ. 14.8.2), όπως τα β-υδροξυοξέα που είναι συστατικά των
λιποπολυσακχαριτών, των ζυμών καιτων κυτταρικών τοιχωμάτων των
αρνητικών κατά Gram μικροοργανισμών ενώ τα D-β-υδροξυοξέα είναι
ενδιάμεσα προϊόντα στην βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων και τα L-β-
υδροξυ-οξέα είναι ενδιάμεσα προϊόντα στην πορεία της β-οξείδωσης των
λιπαρών οξέων και τέλος τα ω-υδροξυ-οξέα είναι ενδιάμεσα στην ω-
οξείδωσης των οξέων από βακτήρια και άλλους μικροοργανισμούς.
5) Κετονοξέα των τύπων α-, β- και (ω-1) όπως το: 9-κετο-2-δεκενοϊκόοξύ που
είναι φερομόνη εντόμων.
6) Δικαρβοξυλικά οξέα με πλέον ενδιαφέρον το αδιπικό οξύ (παρ. 9.3)
Στα Υδροξυ-κετο-οξέα υπάγονται και οι προσταγλανδίνες (παρ. 20.4)
1.6. Ουδέτερα σύνθετα λιποειδή: (Εστέρες FA)
Στους εστέρες οργ. οξέων περιλαμβάνονται οι τάξεις:
1) Εστέρες στερολών με κυριότερους τους εστέρες της χοληστερόλης κυρίως με ανώτερα λιπαρά οξέα παρ. 9.2 με C12 - C20
2) Εστέρες των βιταμινών A,D και Ε κυρίως με ανώτερα λιπαρά οξέα της
παρ. 9.2 με C12 - C20
3) τους κηρούς που εξετάζονται στην (παρ. 14.14)
4) στα γλυκερίδια και στους γλυκερικαιθέρες που εξετάζονται στις (παρ. 14.4 & 14.6)
36 ΤΡΟΦΟΓΝΩΣΙΑ: Ν.Κ. ΑΝΔΡΙΚΟΠΟΥΛΟΣ
5) εστέρες λιπαρών οξέων με αμινοξέα Π.χ. (1) το σερραταμικό οξύ: Ν-(D-3-υδροξυ-δεκανοϋλο)-L-σερίνη
(2) η σιολιπίνη Α: εστέρες Ν-ακυλο-L-λυσίνης (3) η σιολιπίνη Β: εστέρες Ν-ακυλο-L-ορνιθίνης του τύπου:
όπου R=C11-C17
1.6.1. Κήροι
Οι κηροί είναι εστέρες ανώτερων αλκοολών με ανώτερα λιπαρά οξέα και
βρίσκονται στην επιφάνεια του δέρματος των ζώων, στην επιδερμίδα των φύλλων
και στα βακτήρια Mycobacteria και Corynebacteria. Συμμετέχουν στην σύνθεση
της κηρύθρας των μελισσών. Διακρίνονται σε απλούς και σύνθετους.
1ον)οι απλοί κηροί, είναι μονοεστέρες των κανονικών λιπαρών οξέων με κανονικές
λιπαρές αλκοόλες, του τύπου :
CH3(CH2)xCO-OCH2(CH2)yCH3 (x,y=8-18 ή μεγαλύτερο)
Πχ. 1) ο λαυρικός παλμιτο-εστέρας: δωδεκυλο-δεδεκανο-εστέρας
2) ο κετυλικός παλμιτο-εστέρας: δεκαεξυλο-δεκαεξανο-εστέρας
3) ο μυριστικός στεαρο-εστέρας: δεκατετρυλο-δεκαοκτανοεστέρας
4) ο στεαρικός στεαρο-εστέρας : δεκαοκτυλο-δεκαοκτανο-εστέρας
2ον) οι σύνθετοι κηροί, είναι διεστέρες ή πολυεστέρες λιπαρών οξέων με λιπαρές
αλκοόλες όπου το ένα ή και τα δύο μέλη είναι σύνθετα.
Πχ. 1) τα “κερίδια”: στο βακτήριο Mycobacteriumtuberculosis, του τύπου :