Maščobe: struktura, kemična sestava, funkcija in uporaba

Pod splošnim izrazom lipidi (maščobe) so v znanosti združene vse maščobne snovi. Masti so organske spojine z različno notranjo strukturo, vendar podobne lastnosti. Te snovi so netopne v vodi. Hkrati pa se dobro raztopijo tudi v drugih snoveh - kloroformu, bencinu. Maščobe so zelo pogoste pri divjih živalih.

Debele študije

Struktura maščob je nepogrešljiv material za vse žive organizme. Domnevo, da imajo te snovi eno skrito kislino, je v 17. stoletju naredil francoski znanstvenik Claude Joseph Joroy. Ugotovil je, da proces razgradnje mila kisline spremlja sproščanje oljne mase. Znanstvenik je poudaril, da ta masa ni prvotna maščoba, saj se v nekaterih lastnostih razlikuje od nje.

Dejstvo, da je glicerin vključen tudi v strukturo lipidov, je najprej odkril švedski znanstvenik Karl Scheele. Celotno sestavo maščob je določil francoski znanstvenik Michel Chevrel.

Razvrstitev

Sestavo in strukturo maščob je zelo težko razvrstiti, saj ta kategorija vključuje veliko število snovi, ki se razlikujejo po svoji strukturi. Združuje jih le ena značilnost - hidrofobnost. V zvezi s procesom hidrolize, biologi delijo lipide na dve kategoriji - pralna in neopečljiva.

Prva kategorija vključuje veliko število steroidnih maščob, ki vključujejo holesterol, kot tudi njegove derivate: steroidne vitamine, hormone in žolčne kisline. Lipidi, imenovani enostavni in kompleksni, spadajo v kategorijo opranih maščob. Enostavne so tiste, ki vsebujejo alkohol in maščobne kisline. Ta skupina vključuje različne vrste voskov, estrov holesterola in drugih snovi. Kompleksne maščobe vsebujejo poleg alkohola in maščobnih kislin tudi druge snovi. Ta kategorija vključuje fosfolipide, sfingolipide in druge.

Obstaja še ena razvrstitev. V skladu z njo, prva skupina maščob so nevtralne maščobe, drugi - maščobe podobne snovi (lipidi). Nevtralne vključujejo kompleksne maščobe trihidroksalnega alkohola, kot je glicerol, ali številne druge maščobne kisline, ki imajo podobno strukturo.

Raznolikost v naravi

Lipoidi so tiste snovi, ki jih najdemo v živih organizmih, ne glede na njihovo notranjo strukturo. Maščobne snovi lahko raztopimo v etru, kloroformu, benzenu in vročem alkoholu. V naravi je bilo najdenih več kot 200 različnih maščobnih kislin. V tem primeru ni razširjenih več kot 20 vrst. Vsebujejo jih tako v živalskih organizmih kot v rastlinah. Maščobe so ena od glavnih skupin snovi. Imajo zelo visoko energetsko vrednost - 37,7 kJ energije se sprosti iz enega grama maščobe.

Funkcije

V mnogih pogledih so funkcije, ki jih izvajajo maščobe, odvisne od njihove vrste:

• Rezervna energija. Snovi podkožne maščobe so glavni vir prehrane živih bitij med postom. Prav tako so vir energije za progaste mišice, jetra in ledvice.
• Strukturno. Maščobe so del zunajcelične membrane. Njihove glavne sestavine so holesterol in glikolipidi.
• Signal. Lipidi izvajajo različne receptorske funkcije in so vključeni v interakcijo med celicami.
• Zaščitna. Podkožna maščoba je tudi dobra izolacijska snov za žive organizme. Prav tako zagotavlja zaščito za notranje organe.

Struktura maščob

Ena molekula katerega koli lipida je sestavljena iz ostanka alkohola - glicerina, kot tudi treh ostankov različnih maščobnih kislin. Zato se maščobe imenujejo tudi trigliceridi. Glicerin je brezbarvna in viskozna tekočina brez vonja. Težja je od vode, zato se z njo enostavno meša. Tališče glicerola je + 17,9 ^o C. Skoraj vse kategorije lipidov vključujejo maščobne kisline. Po kemijski strukturi so maščobe kompleksne spojine, ki vključujejo triatomski glicerin, pa tudi maščobne kisline z visoko molekulsko maso.

Lastnosti

Lipidi vstopajo v kakršnekoli reakcije, ki so značilne za estre. Vendar pa imajo nekatere značilnosti, povezane z njihovo notranjo strukturo, kot tudi prisotnost glicerola. Po strukturi so maščobe razdeljene v dve kategoriji - nasičene in nenasičene. Nasičene ne vsebujejo atomskih dvojnih vezi, nenasičenih - vsebujejo. Prvemu spadajo snovi kot stearinska in palmitinska kislina. Za nenasičeno je npr. Oleinska kislina. V strukturi maščob so poleg različnih kislin tudi nekatere maščobne snovi - fosfatidi in steroli. Prav tako so pomembnejše za žive organizme, saj sodelujejo pri sintezi hormonov.

Večina maščob je taljiva - z drugimi besedami, ostanejo tekoča pri sobni temperaturi. Nasprotno, živalske maščobe ostanejo trdne pri sobni temperaturi, ker vsebujejo velike količine nasičenih maščobnih kislin. Na primer, goveji loj vsebuje naslednje snovi - glicerin, palmitik in stearinske kisline. Palmitic se topi pri 43 ° C in stearinski pri 60 ° C.

Glavna tema, v kateri študenti raziskujejo strukturo maščob, je kemija. Zato je za študenta zaželeno, da pozna ne le tiste snovi, ki so del različnih lipidov, ampak tudi razumevanje njihovih lastnosti. Na primer, maščobne kisline so osnova rastlinska maščoba. To so snovi, ki dobijo svoje ime iz procesa njihove izolacije iz lipidov.

Lipidi v telesu

Kemična struktura maščob je ostanki glicerina, ki so zelo topni v vodi, kot tudi ostanki maščobnih kislin, ki so, nasprotno, v vodi netopni. Če položite kapljico maščobe na površino vode, se bo del glicerina obrnil v smeri in maščobne kisline se bodo nahajale na vrhu. Ta usmeritev je zelo pomembna. Plast maščobe, ki je del celičnih sten vsakega živega organizma, preprečuje, da bi se celica raztopila v vodi. Še posebej pomembne so snovi, imenovane fosfolipidi.

Fosfolipidi v celicah

Vsebujejo tudi maščobne kisline in glicerin. Fosfolipidi se od drugih skupin maščob razlikujejo po tem, da vsebujejo tudi ostanke fosforna kislina. Fosfolipidi so eden najpomembnejših sestavin celičnih membran. Za živ organizem so zelo pomembni tudi glikolipidi - snovi, ki vsebujejo maščobe in ogljikove hidrate. Struktura in funkcije teh snovi omogočajo opravljanje različnih funkcij v živčnem tkivu. Zlasti veliko število teh se nahaja v možganskem tkivu. Glikolipidi se nahajajo na zunanjem delu plazemske membrane celic.

Struktura beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov

ATP, nukleinske kisline kot tudi beljakovine, maščobe in ogljikovi hidrati so organske celice. Sestavljeni so iz makromolekul - velikih in kompleksnih v strukturi molekul, ki vsebujejo manjše in preproste delce. V naravi so tri vrste hranil - beljakovine, maščobe in ogljikovi hidrati. Struktura, ki jo imajo, je drugačna. Kljub dejstvu, da se vsaka od teh treh vrst snovi nanaša na ogljikove spojine, lahko isti atom ogljika tvori različne intra-atomske spojine. Ogljikovi hidrati so organske spojine, ki so sestavljene iz ogljika, vodika in kisika.

Razlike v funkcijah

Ne samo struktura ogljikovih hidratov in maščob, ampak tudi njihove funkcije. Ogljikovi hidrati se razgradijo hitreje kot druge snovi - zato lahko tvorijo več energije. Ker so ogljikovi hidrati v telesu v velikih količinah, se lahko spremenijo v maščobe. Beljakovine niso primerne za takšno transformacijo. Njihova struktura je veliko bolj zapletena kot struktura ogljikovih hidratov. Struktura ogljikovih hidratov in maščob je glavni vir energije za žive organizme. Beljakovine so snovi, ki se porabijo kot gradbeni material za poškodovane celice v telesu. Ni čudno, da se imenujejo "beljakovine" - beseda "Protos" izvira iz starogrškega jezika in se prevaja kot "kdo je na prvem mestu".

Proteini so linearni polimeri, ki vsebujejo kovalentno povezane aminokisline. Do danes so razdeljeni v dve kategoriji: fibrilarna in globularna. V strukturi beljakovin ločimo primarno strukturo in sekundarno.

Sestava in struktura maščob sta nepogrešljiva za zdravje vseh živih organizmov. Pri boleznih in izgubi apetita je deponirana maščoba dodaten vir prehrane. Je eden glavnih virov energije. Vendar pa lahko prekomerno uživanje maščobnih živil zmanjša absorpcijo beljakovin, magnezija in kalcija.

Uporaba maščobe

Ljudje se že dolgo naučijo uporabljati te snovi ne samo za prehrano, ampak tudi v vsakdanjem življenju. Maščobe so v prazgodovinskem obdobju uporabljali za vpenjanje, mazali so jih tekači, s pomočjo katerih so ladje spuščali v vodo.

Te snovi se pogosto uporabljajo v sodobni industriji. Približno tretjina vse proizvedene maščobe ima tehnični namen. Ostali so namenjeni za prehrano ljudi. V veliko število lipidov, ki se uporabljajo v parfumski industriji, kozmetiki, industriji mila. Hrana se v glavnem zaužije z rastlinskimi olji - običajno so vključeni v različne prehrambene izdelke, kot so majoneza, čokolada in konzervirana hrana. V industrijski industriji se lipidi uporabljajo za proizvodnjo različnih vrst barv, zdravil. Tudi ribjega olja dodamo lanenemu olju.

Tehnična maščoba se običajno pridobiva iz odpadkov živilskih surovin in se uporablja za proizvodnjo mila, gospodinjskih izdelkov. Izvleče se tudi iz podkožne maščobe različnih morskih živali. V farmacevtski industriji se uporablja za proizvodnjo vitamina A. Še posebej je to bogato v jetrih rib, orehov iz marelic in breskev.