Жирная кислота
| Виды жиров в еде |
|---|
| Компоненты |
| Изготовленные жиры |
В химии , особенно при биохимии , жирная кислота представляет собой карбоновую кислоту с алифатической цепью, которая является либо насыщенной, либо ненасыщенной . Большинство природных жирных кислот имеют неразветвленную цепь из равномерного количества атомов углерода, от 4 до 28. [ 1 ] Жирные кислоты являются основным компонентом липидов (до 70% по весу) у некоторых видов, таких как микроводоросли [ 2 ] Но в некоторых других организмах не встречаются в их отдельной форме, а вместо этого существуют как три основных класса сложных эфиров : триглицериды , фосфолипиды и холестерильные эфиры . В любой из этих форм жирные кислоты являются важными пищевыми источниками топлива для животных и важными структурными компонентами для клеток .
История
[ редактировать ]Концепция жирной кислоты ( Acide Gras ) была введена в 1813 году Мишелем Юженцем Шевролом , [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Хотя он изначально использовал некоторые варианты терминов: graisse acide и acide huileux («кислотный жир» и «масляная кислота»). [ 6 ]
Типы жирных кислот
[ редактировать ]
Жирные кислоты классифицируются во многих отношениях: по длине, насыщением против ненасыщения, даже по сравнению с нечетным содержанием углерода и линейным и разветвленным.
Длина жирных кислот
[ редактировать ]- Жирные кислоты с короткой цепью (SCFAS) представляют собой жирные кислоты с алифатическими хвостами из пяти или менее углерода (например, баттикальная кислота ). [ 7 ]
- Жирные кислоты средней цепи (MCFA) являются жирными кислотами с алифатическими хвостами от 6 до 12 [ 8 ] углероды, которые могут образовывать триглицериды со средней цепью .
- Жирные кислоты с длинными цепи (LCFA) представляют собой жирные кислоты с алифатическими хвостами от 13 до 21 углерода. [ 9 ]
- Очень длинные цепные жирные кислоты (VLCFA) представляют собой жирные кислоты с алифатическими хвостами из 22 или более углеродов.
Насыщенные жирные кислоты
[ редактировать ]Насыщенные жирные кислоты не имеют двойных связей C = C. У них есть формула CH 3 (Ch 2 ) N COOH, для разных n . Важной насыщенной жирной кислотой является стеариновая кислота ( n = 16), которая при нейтрализовании гидроксидом натрия является наиболее распространенной формой мыла .
| Общее название | Химическая структура | C : D. [ А ] |
|---|---|---|
| Каприловая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 6 COOH | 8:0 |
| Капринная кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 8 COOH | 10:0 |
| Лауриновая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 10 COOH | 12:0 |
| Миристическая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 12 COOH | 14:0 |
| Пальминовая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 14 COOH | 16:0 |
| Стеариновая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 16 COOH | 18:0 |
| Арахидная кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 18 COOH | 20:0 |
| Бешенная кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 20 COOH | 22:0 |
| Лигноцерская кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 22 COOH | 24:0 |
| Церотичная кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 24 COOH | 26:0 |
Ненасыщенные жирные кислоты
[ редактировать ]Ненасыщенные жирные кислоты имеют одну или несколько двойных связей C = C. Двойные связи C = C могут давать либо цис , либо транс -изомеры.
- цис -
- Конфигурация CIS означает , что два атома водорода, прилегающие к двойной связи, торчат на одной и той же стороне цепи. Жесткость двойной связи замораживает его конформацию, и в случае изомера цис заставляет цепь сгибаться и ограничивать конформационную свободу жирной кислоты. Чем больше двойных связей в цепочке в конфигурации CIS , тем меньше у нее гибкости. Когда цепочка имеет много связей CIS , она становится довольно изогнутой в своих наиболее доступных конформациях. Например, олеиновая кислота с одной двойной связью имеет «изгиб» в нем, тогда как линолевая кислота с двумя двойными связями имеет более выраженный изгиб. α-линоленовая кислота , с тремя двойными связями, способствует подключенной форме. Эффект этого заключается в том, что в ограниченных средах, например, когда жирные кислоты являются частью фосфолипида в липидном бислое или триглицеридах в липидных капель, связывания цис ограничивают способность быть близко упакованными и, следовательно, могут влиять на плавление температура мембраны или жира. Ци -ненасыщенные жирные кислоты, однако, увеличивают текучесть клеточной мембраны, тогда как транс ненасыщенные жирные кислоты этого не делают.
- транс
- Транс противоположных -конфигурация, напротив, означает, что смежные два атома водорода лежат на сторонах цепи. В результате они не заставляют цепь сильно сгибаться, а их форма похожа на прямые насыщенные жирные кислоты.
В большинстве естественных ненасыщенных жирных кислот каждая двойная связь имеет три ( N - 3 ), шесть ( N - 6 ) или девять ( N - 9 ) атомов углерода после нее, а все двойные связи имеют конфигурацию CIS. Большинство жирных кислот в транс -конфигурации ( транс -жиров ) не обнаружены в природе и являются результатом обработки человека (например, гидрирование ). Некоторые транс -жирные кислоты также встречаются в молоке и мясе жвачных животных (таких как крупный рогатый скот и овец). Они производятся путем ферментации, в рубце этих животных. Они также встречаются в молочных продуктах из молока жвачных животных, а также могут быть обнаружены в грудном молоке женщин, которые получили их из своего рациона.
Геометрические различия между различными типами ненасыщенных жирных кислот, а также между насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами играют важную роль в биологических процессах и в построении биологических структур (таких как клеточные мембраны).
| Общее название | Химическая структура | Дюймовый х [ B ] | C : D. [ А ] | Iupac [ 10 ] | n - x [ C ] |
|---|---|---|---|---|---|
| Омега -3: | |||||
| Эйкосапентаеновая кислота | CH 3 CH 2 CH = CH 2 CH = CH ch 2 CH = CH 2 CH = CH ch 2 CH = CH (CH 2 ) 3 COOH | CIS , CIS , CIS , CIS , CIS -δ 5 , Д 8 , Д 11 , Д 14 , Д 17 | 20:5 | 20:5(5,8,11,14,17) | n -3 |
| α-линоленовая кислота | CH 3 CH 2 CH = CH 2 CH = CH CH 2 CH = CH (CH 2 ) 7 COOH | CIS , CIS , CIS -Δ 9 , Д 12 , Д 15 | 18:3 | 18:3(9,12,15) | n -3 |
| Докозагексаеновая кислота | CH 3 CH 2 CH = CH 2 CH = CH CH 2 CH ch 2 CH = CH = CH 2 CH = CH CH 2 = CH (CH 2 ) 2 COOH | CIS , CIS , CIS , CIS , CIS , CIS -δ 4 , Д 7 , Д 10 , Д 13 , Д 16 , Д 19 | 22:6 | 22:6(4,7,10,13,16,19) | n -3 |
| Омега -6: | |||||
| Арахидоновая кислота | Ch 3 (ch 2 ) 4 ch = ch ch 2 ch = ch ch 2 ch = ch ch 2 ch = ch (ch 2 ) 3 cooh Нист | CIS , CIS , CIS , CIS -δ 5 Дюймовый 8 , Д 11 , Д 14 | 20:4 | 20:4(5,8,11,14) | n -6 |
| Линолевая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 4 CH = CH 2 CH = CH (Ch 2 ) 7 COOH | CIS , CIS -Δ 9 , Д 12 | 18:2 | 18:2(9,12) | n -6 |
| Линоелайдикальная кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 4 CH = CH 2 CH = CH (Ch 2 ) 7 COOH | Транс - over -δ 9 , Д 12 | 18:2 | 18: 2 (9t, 12t) | n -6 |
| Омега -9: | |||||
| Олеиновая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 7 CH = CH (Ch 2 ) 7 COOH | Cis -d 9 | 18:1 | 18:1(9) | n -9 |
| Элайдская кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 7 CH = CH (Ch 2 ) 7 COOH | Транс -Д 9 | 18:1 | 18: 1 (9t) | n -9 |
| Эрукновая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 7 CH = CH (Ch 2 ) 11 COOH | Cis -d 13 | 22:1 | 22:1(13) | n -9 |
| Омега -5, 7 и 10: | |||||
| Миристолеевая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 3 CH = CH (Ch 2 ) 7 COOH | Cis -d 9 | 14:1 | 14:1(9) | n -5 |
| Пальмитолеяная кислота | D 3 (D 2 ) 5 D = CH (D 2 ) 7 COOH | Cis -d 9 | 16:1 | 16:1(9) | n -7 |
| Ваккеновая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 5 CH = CH (Ch 2 ) 9 COOH | Транс -Д 11 | 18:1 | 18: 1 (11t) | n -7 |
| Сапиеновая кислота | Ch 3 (Ch 2 ) 8 CH = CH (Ch 2 ) 4 COOH | Cis -d 6 | 16:1 | 16:1(6) | n -10 |
Ровно- жирные кислоты с нечетными цепочками
[ редактировать ]Большинство жирных кислот даже привязано, например, стеарическое (C18) и олеиновые (C18), что означает, что они состоят из равномерного количества атомов углерода. Некоторые жирные кислоты имеют нечетное количество атомов углерода; Они называются жирными кислотами с нечетными цепочками (OCFA). Наиболее распространенными OCFA являются производные C15 и C17, пентадекановая кислота и гептадекановая кислота соответственно, которые встречаются в молочных продуктах. [ 11 ] [ 12 ] На молекулярном уровне OCFA биосинтезируются и метаболизируются немного иначе, чем родственники, ровные, родственники.
Разветвление
[ редактировать ]Наиболее распространенные жирные кислоты представляют собой прямые соединения , без дополнительных атомов углерода, связанных в качестве боковых групп с основной углеводородной цепи. Жирные кислоты с разветвленной цепью содержат одну или несколько метильных групп, связанных с углеводородной цепью.
Номенклатура
[ редактировать ]Нумерация атома углерода
[ редактировать ]
Большинство природных жирных кислот имеют неразветвленную цепь атомов углерода, с карбоксильной группой (–coOH) на одном конце и метильной группой (–TH3) на другом конце.
Положение каждого атома углерода в основной цепи жирной кислоты обычно указывает подсчетом 1 на конце −coOH. Число углерода x часто является сокращенным C- x (или иногда C x ), с x = 1, 2, 3 и т. Д. Это схема нумерации, рекомендуемая IUPAC .
Другая конвенция использует буквы греческого алфавита в последовательности, начиная с первого углерода после карбоксильной группы. Таким образом, углерод α ( альфа )-это C-2, углерод ( бета )-C-3 и т. Д.
Хотя жирные кислоты могут иметь разнообразные длины, на этом втором соглашении последний углерод в цепи всегда помечен как ω ( омега ), которая является последней буквой в греческом алфавите. Третье соглашение о нумерации подсчитывает углероды с этого конца, используя этикетки «ω», «ω - 1», «ω - 2». Альтернативно, метка «ω- x » написана «n- x », где «n» предназначен для представления количества углеродов в цепи. [ D ]
В любой схеме нумерации положение двойной связи в цепи жирной кислоты всегда определяется, давая метку углерода, ближайшую к карбоксильному концу. [ D ] Таким образом, в 18 углеродных жирных кислотах двойная связь между C-12 (или ω-6) и C-13 (или ω-5), как говорят, является «в» положении C-12 или ω -6. Наименование IUPAC кислоты, такого как «Octadec-12-enoice Acid» (или более произнесенный вариант «12-октадекановая кислота») всегда основано на нумерке «C».
Нотация Δ X , y , ... Традиционно используется для указания жирной кислоты с двойными связями в позициях x , y , .... (Столичная греческая буква «Δ» ( дельта ) соответствует римской «D», для DOUL BOND). Так, например, 20-углеродная арахидоновая кислота является δ 5,8,11,14 , это означает, что он имеет двойные связи между углеродами 5 и 6, 8 и 9, 11 и 12 и 14 и 15.
В контексте диеты человека и метаболизма жира ненасыщенные жирные кислоты часто классифицируются по положению двойной связи, ближайшей между ω, углеродом (только), даже в случае нескольких двойных связей, таких как незаменимые жирные кислоты . Таким образом, линолевая кислота (18 углеродов, δ 9,12 ), γ-линольная n IC кислота (18-углеродная, Δ 6,9,12 ) и арахидоновая кислота (20-углерод 5,8,11,14 ) все классифицированы как «ω -6» жирные кислоты; это означает, что их формула заканчивается –CH = CH– CH
2 - гл
2 - гл
2 - гл
2 - гл
3 .
Жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода называются жирными кислотами с нечетной цепью , тогда как остальные являются ровными цепными жирными кислотами. Разница имеет отношение к глюконеогенезу .
Наименование жирных кислот
[ редактировать ]В следующей таблице описываются наиболее распространенные системы названия жирных кислот.
| Номенклатура | Примеры | Объяснение |
|---|---|---|
| Тривиальный | Пальмитолеяная кислота | Тривиальные названия (или общие имена ) являются несистематическими историческими названиями, которые являются наиболее частой системой именования, используемых в литературе. Наиболее распространенные жирные кислоты имеют тривиальные названия в дополнение к их систематическим именам (см. Ниже). Эти имена часто не следуют каким -либо шаблону, но они кратко и часто однозначны. |
| Систематический | CIS-9-OCTADEC-9-ENOIC ACID (9 z ) -octadec-9-enoice кислота |
Систематические имена (или IUPAC имена ) происходят из стандартных правил IUPAC для номенклатуры органической химии , опубликованные в 1979 году, [ 13 ] наряду с рекомендацией, опубликованной специально для липидов в 1977 году. [ 14 ] Нумерация атома углерода начинается с карбоксильного конца молекулы. Двойные связи помечены CIS -/ TRANS - нотация или E -/ Z - нотация, где это необходимо. Эта нотация, как правило, является более многословной, чем общая номенклатура, но имеет то преимущество, что он более технически ясен и описатель. |
| Дюймовый х | Cis -d 9 , Cis -d 12 Октадекадиеновая кислота | В Δ х (или дельта -х ) номенклатура , каждая двойная связь обозначена Δ х , где двойная связь начинается у X -й углеродной связи, подсчитывая от карбоксильного конца молекулы. Каждой двойной связи предшествует префикс цис - или транс -транс, указывающий на конфигурацию молекулы вокруг связи. Например, линолевая кислота обозначена " cis -Δ 9 , Cis -d 12 Октадекадиеновая кислота ». Эта номенклатура имеет то преимущество, что является менее многословной, чем систематическая номенклатура, но не более технически ясная или описательная. [ Цитация необходима ] |
| n - x (или ω- x ) |
n -3 (или ω - 3 ) |
n - x ( n минус x ; также ω- x или омега- x ) номенклатура оба предоставляет имена для отдельных соединений и классифицируют их по их вероятным биосинтетическим свойствам у животных. Двойная связь расположена на x тур Углерод -углеродная связь, подсчет от метильного конца молекулы. Например, α-линоленовая кислота классифицируется как n -3 или омега-3 жирную кислоту, и поэтому она, вероятно, будет иметь биосинтетический путь с другими соединениями этого типа. Обозначение ω- x , omega- x или «омега» распространена в популярной питательной литературе, но IUPAC установил ее в пользу нотации N - X в технических документах. [ 13 ] Наиболее часто исследуемые биосинтетические пути жирных кислот составляют n -3 и n -6 . |
| Липидные номера | 18:3 18: 3n3 18: 3, CIS , CIS , CIS -δ 9 , Д 12 , Д 15 18:3(9,12,15) |
Липидные числа принимают форму C : D , [ А ] где C - количество атомов углерода в жирной кислоте, а D - это количество двойных связей в жирной кислоте. Если D больше одного, предполагается, что двойные связи прерываются CH 2 единицы , т.е. , с интервалами 3 атомов углерода вдоль цепи. Например, α-линоленовая кислота представляет собой жирную кислоту 18: 3, и ее три двойные связи расположены в положениях δ 9 , Д 12 и Δ 15 Полем Эта нотация может быть неоднозначной, так как некоторые различные жирные кислоты могут иметь одинаковые C : D. цифры Следовательно, когда существует двусмысленность, эта нотация обычно сочетается с либо Δ х или n - x термин. [ 13 ] Например, хотя α-линоленовая кислота и γ-линоленовая кислота оба составляют 18: 3, они могут быть однозначно описаны как 18: 3N3 и 18: 3N6 жирных кислот соответственно. Для той же цели IUPAC рекомендует использовать список двойных позиций в связи в скобках, добавленных к обозначению C: D. [ 10 ] Например, IUPAC рекомендовал нотации для α- и γ-линоленовой кислоты составляет 18: 3 (9,12,15) и 18: 3 (6,9,12) соответственно. |
Свободные жирные кислоты
[ редактировать ]При циркулировании в плазме (жирные кислоты плазмы), а не в их сложной эфире , жирные кислоты известны как неэтерифицированные жирные кислоты (NEFA) или свободные жирные кислоты (FFA). FFA всегда связаны с транспортным белком , таким как альбумин . [ 15 ]
FFA также образуются из пищевых масел и жиров триглицеридов путем гидролиза, способствуя характерному прогорковому запаху. [ 16 ] Аналогичный процесс происходит в биодизеле с риском коррозии части.
Производство
[ редактировать ]Промышленное
[ редактировать ]Жирные кислоты обычно вырабатываются в промышленности гидролизом триглицеридов с Oleochemicals удалением глицерина (см. ) . Фосфолипиды представляют собой другой источник. Некоторые жирные кислоты продуцируются синтетически путем углекорбоксилирования алкенов. [ 17 ]
Животными
[ редактировать ]У животных жирные кислоты образуются из углеводов преимущественно в печени , жировой ткани и молочных железах во время лактации. [ 18 ]
Углеводы превращаются в пируват путем гликолиза в качестве первого важного шага в превращении углеводов в жирные кислоты. [ 18 ] Затем пируват декарбоксилируется с образованием ацетил-КоА в митохондрионе . Тем не менее, этот ацетил -КоА должен транспортироваться в цитозоль , где происходит синтез жирных кислот. Это не может произойти напрямую. Для получения цитозольного ацетил-КоА цитрат (продуцируемый конденсацией ацетил-КоА с оксалоацетатом ) удаляется из цикла лимонной кислоты и переносится через внутреннюю митохондриальную мембрану в цитозоль. [ 18 ] Там он расщепчен цитратом АТФ в ацетил-КоА и оксалоацетат. Оксалоацетат возвращается в митохондрион как Малат . [ 19 ] Цитозольная ацетил-КоА карбоксилируется ацетил-КоА-карбоксилазой в малонил-КоА , первую совершенную стадию в синтезе жирных кислот. [ 19 ] [ 20 ]
Малонил-КоА затем участвует в повторяющейся серии реакций, которые удлиняют растущую цепь жирных кислот на два углерода за раз. Следовательно, почти все натуральные жирные кислоты имеют равномерное количество атомов углерода. Когда синтез завершается, свободные жирные кислоты почти всегда объединяются с глицерином (три жирных кислоты до одной молекулы глицерина) с образованием триглицеридов , основной формы хранения жирных кислот и, следовательно, энергии у животных. Тем не менее, жирные кислоты также являются важными компонентами фосфолипидов , которые образуют фосфолипидные бислои , из которых строится все мембраны клетки ( клеточная стенка , и мембраны, которые охватывают все органеллы в клетках, такие как ядро, ядро , ядро, цилиндр Митохондрии , эндоплазматическая ретикулума и аппарат Гольджи ). [ 18 ]
«Неуверенные жирные кислоты» или «свободные жирные кислоты», обнаруженные в циркуляции животных, поступают из расщепления (или липолиза ) сохраненных триглицеридов. [ 18 ] [ 21 ] Поскольку они нерастворимы в воде, эти жирные кислоты транспортируются, связанные с плазменным альбумином . Уровни «свободных жирных кислот» в крови ограничены доступностью сайтов связывания альбумина. Они могут быть взяты из крови всеми клетками, имеющими митохондрии (за исключением клеток центральной нервной системы ). Жирные кислоты могут быть разбиты только в митохондриях, с помощью бета-окисления с последующим дальнейшим сжиганием в цикле лимонной кислоты до CO 2 и воды. Клетки в центральной нервной системе, хотя они обладают митохондриями, не могут взять свободные жирные кислоты из крови, так как -мран барьер крови [ Цитация необходима ] За исключением короткоцепочечных жирных кислот и жирных кислот средней цепи . [ 22 ] [ 23 ] Эти клетки должны производить свои собственные жирные кислоты из углеводов, как описано выше, для производства и поддержания фосфолипидов их клеточных мембран и клеток их органеллов. [ 18 ]
Различия между видами животных
[ редактировать ]Исследования клеточных мембран млекопитающих обнаружили , и рептилий что клеточные мембраны млекопитающих состоят из более высокой доли полиненасыщенных жирных кислот ( DHA , омега -3 жирные кислоты ), чем рептилии . [ 24 ] Исследования по составу птиц, жирных кислот, отмечали сходные пропорции с млекопитающими, но с 1/3 меньше омега -3 жирные кислоты по сравнению с омега -6 для данного размера тела. [ 25 ] Этот состав жирных кислот приводит к более жидкой клеточной мембране, но также и той, которая проницаема для различных ионов ( ЧАС + И НА + ), что приводит к тому, что клеточные мембраны, которые являются более дорогостоящими для обслуживания. Эта стоимость технического обслуживания, как утверждается, является одной из ключевых причин высоких показателей метаболизма и сопутствующей теплую крови млекопитающих и птиц. [ 24 ] Однако полинзатурация клеточных мембран также может возникнуть в ответ на хронические холодные температуры. В рыбах все более холодные среды приводят к все более высокому содержанию клеточной мембраны как в мононенасыщенных, так и полиненасыщенных жирных кислотах, чтобы поддерживать большую текучесть мембраны (и функциональность) при более низких температурах . [ 26 ] [ 27 ]
Жирные кислоты в пищевых жирах
[ редактировать ]В следующей таблице приведена состав жирной кислоты, витамина Е и холестерина некоторых распространенных пищевых жиров. [ 28 ] [ 29 ]
| Насыщенный | Мононенасыщен | Полиненасыщен | Холестерин | Витамин E. | |
|---|---|---|---|---|---|
| G/100G | G/100G | G/100G | мг/100 г | мг/100 г | |
| Животные жиры | |||||
| Утиный жир [ 30 ] | 33.2 | 49.3 | 12.9 | 100 | 2.70 |
| Сало [ 30 ] | 40.8 | 43.8 | 9.6 | 93 | 0.60 |
| Сало [ 30 ] | 49.8 | 41.8 | 4.0 | 109 | 2.70 |
| Масло | 54.0 | 19.8 | 2.6 | 230 | 2.00 |
| Овощные жиры | |||||
| Кокосовое масло | 85.2 | 6.6 | 1.7 | 0 | .66 |
| Какао -масло | 60.0 | 32.9 | 3.0 | 0 | 1.8 |
| Пальмовое масло | 81.5 | 11.4 | 1.6 | 0 | 3.80 |
| Пальмовое масло | 45.3 | 41.6 | 8.3 | 0 | 33.12 |
| Хлопковое масло | 25.5 | 21.3 | 48.1 | 0 | 42.77 |
| Пшеничное масло зародышей | 18.8 | 15.9 | 60.7 | 0 | 136.65 |
| Соевое масло | 14.5 | 23.2 | 56.5 | 0 | 16.29 |
| Оливковое масло | 14.0 | 69.7 | 11.2 | 0 | 5.10 |
| Кукурузное масло | 12.7 | 24.7 | 57.8 | 0 | 17.24 |
| Подсолнечное масло | 11.9 | 20.2 | 63.0 | 0 | 49.00 |
| Сафловое масло | 10.2 | 12.6 | 72.1 | 0 | 40.68 |
| Конопляная масло | 10 | 15 | 75 | 0 | 12.34 |
| Канола/рапсовая масло | 5.3 | 64.3 | 24.8 | 0 | 22.21 |
Реакции жирных кислот
[ редактировать ]Жирные кислоты демонстрируют реакции, как и другие карбоновые кислоты, то есть они подвергаются реакциям этерификации и кислотно-основной.
Кислотность
[ редактировать ]Жирные кислоты не показывают большого различия в их кислоте, как указывают их P K A. соответствующий неановая кислота Например, имеет AP K A 4,96, которая лишь немного слабее, чем уксусная кислота (4,76). По мере увеличения длины цепи растворимость жирных кислот в воде уменьшается, так что жирные кислоты с более длинной цепью оказывают минимальное влияние на pH водного раствора. Рядом с нейтральным рН, жирные кислоты существуют на их сопряженных основаниях, то есть олеат и т. Д.
Растворы жирных кислот в этаноле могут быть титрованы раствором гидроксида натрия с использованием фенолфталеина в качестве индикатора. Этот анализ используется для определения содержания свободных жирных кислот в жирах; т.е. доля триглицеридов, которые были гидролизованы .
Нейтрализация жирных кислот, одна форма омыкания (мыло), представляет собой широко практикуемый путь к металлическим мылам . [ 31 ]
Гидрирование и упрочнение
[ редактировать ]Гидрирование ненасыщенных жирных кислот широко практикуется. Типичные условия включают 2,0–3,0 МПа давления H 2 , 150 ° C и никель, поддерживаемые на кремнезме в качестве катализатора. Эта обработка дает насыщенные жирные кислоты. Степень гидрирования обозначена числом йода . Гидрогенизированные жирные кислоты менее склонны к прогорсированию . Поскольку насыщенные жирные кислоты более высокие плавления, чем ненасыщенные предшественники, процесс называется упрочнением. Связанная технология используется для преобразования растительных масел в маргарин . Гидрирование триглицеридов (против жирных кислот) выгодно, потому что карбоновые кислоты разлагают никелевые катализаторы, предоставляя никелевое мыло. Во время частичного гидрирования ненасыщенные жирные кислоты могут быть изомерированы цис -конфигурации от . [ 17 ]
Больше принуждения гидрирования, т.е. с использованием более высоких давлений H 2 и более высоких температур, превращает жирные кислоты в жирные спирты . Тем не менее, жирные спирты легче производить из эфиров жирных кислот .
В реакции VarrentRapp некоторые ненасыщенные жирные кислоты расщепляются в расплавленных щелочках, реакция, которая в какой -то момент времени была имела отношение к разъяснению структуры.
Автоокисление и прогонка
[ редактировать ]Ненасыщенные жирные кислоты и их сложные эфиры подвергаются автоокислению , что включает замену связи СН на связь СО. Процесс требует кислорода (воздуха) и ускоряется присутствием следов металлов, которые служат катализаторами. Вдвойне ненасыщенные жирные кислоты особенно подвержены этой реакции. Растительные масла противостоят этому процессу в небольшой степени, потому что они содержат антиоксиданты, такие как токоферол . Жиры и масла часто обрабатываются хелатирующими агентами, такими как лимонная кислота, для удаления металлических катализаторов.
Озонолиз
[ редактировать ]Ненасыщенные жирные кислоты подвержены деградации озоном. Эта реакция практикуется в производстве азелайской кислоты ((CH 2 ) 7 (CO 2 H) 2 ) из олеиновой кислоты . [ 17 ]
Циркуляция
[ редактировать ]Пищеварение и потребление
[ редактировать ]Жирные кислоты с короткой и средней цепью впитываются непосредственно в кровь через кишечные капилляры и проходят через портальную вену, как и другие поглощенные питательные вещества. Тем не менее, длинноцепочечные жирные кислоты не выпускаются напрямую в кишечные капилляры. Вместо этого они поглощаются жирными стенами кишечника и снова собирают в триглицериды . Триглицериды покрыты холестерином и белком (белковое покрытие) в соединение, называемое хиломикроном .
Изнутри клетки хиломикрон высвобождается в лимфатический капилляр, называемый лактовом , который объединяется в более крупные лимфатические сосуды. Он транспортируется через лимфатическую систему и грудный проток до места рядом с сердцем (где артерии и вены больше). Торакальный проток промахивает хиломикроны в кровоток через левую подключичную вену . В этот момент хиломикроны могут переносить триглицериды в ткани, где они хранятся или метаболизируются для энергии.
Метаболизм
[ редактировать ]Жирные кислоты разбиваются на CO 2 и воду внутриклеточными митохондриями посредством бета-окисления и цикла лимонной кислоты . На последнем этапе ( окислительное фосфорилирование ) реакции с кислородом высвобождают много энергии, захваченные в виде большого количества АТФ . Многие типы клеток могут использовать глюкозу или жирные кислоты для этой цели, но жирные кислоты высвобождают больше энергии на грамм. Жирные кислоты (обеспечиваемые либо проглатыванием, либо основанием на триглицеридах, хранящихся в жирных тканях), распределяются по клеткам, чтобы служить топливом для мышечного сокращения и общего метаболизма.
Основные жирные кислоты
[ редактировать ]Жирные кислоты, которые необходимы для хорошего здоровья, но не могут быть сделаны в достаточном количестве от других субстратов и, следовательно, должны быть получены из пищи, называются незаменимыми жирными кислотами. Существует две серии незаменимых жирных кислот: одна имеет двойную связь в трех атомах углерода от метила; Другой имеет двойную связь в шести атомах углерода от метила. Людям не хватает способности вводить двойные связи в жирных кислотах за пределами углеродов 9 и 10, как считается со стороны карбоновой кислоты. [ 32 ] Две незаменимые жирные кислоты-это линолевая кислота (LA) и альфа-линоленовая кислота (ALA). Эти жирные кислоты широко распространены в растительных маслах. Человеческое организм обладает ограниченной способностью преобразовать ALA в жирные кислоты с более длинной цепью - эйкозапентановую кислоту (EPA) и докозагексаеновую кислоту (DHA), которая также может быть получена из рыбы. Омега -3 и омега -6 жирные кислоты являются биосинтетическими предшественниками эндоканнабиноидов с антиноцицептивными , анксиолитическими и нейрогенными свойствами. [ 33 ]
Распределение
[ редактировать ]Жировые кислоты в крови принимают различные формы на разных стадиях кровообращения. Они проходят через кишечник в хиломикронах , но также существуют в липопротеинах с очень низкой плотностью (LLDL) и липопротеинами низкой плотности (ЛПНП) после обработки в печени. Кроме того, при высвобождении из адипоцитов жирные кислоты в крови существуют в виде свободных жирных кислот .
Предполагается, что смесь жирных кислот, истощенных кожей млекопитающих, вместе с молочной кислотой и пировиновой кислотой , является отличительной и позволяет животным с острым обонянием для дифференциации людей. [ 34 ]
Кожа
[ редактировать ]Корнум слоя - самый внешний слой эпидермиса - состоит из терминально дифференцированных и энуклетрированных корнуоцитов в липидном матрице. [ 35 ] Вместе с холестерином и керамидами свободные жирные кислоты образуют водяным препятствием, который предотвращает испарительную потерю воды . [ 35 ] Как правило, эпидермальная липидная матрица состоит из эквимолярной смеси церамидов (около 50%по весу), холестерина (25%) и свободных жирных кислот (15%). [ 35 ] Насыщенные жирные кислоты 16 и 18 углерода в длину являются доминирующими типами в эпидермисе, [ 35 ] [ 36 ] в то время как ненасыщенные жирные кислоты и насыщенные жирные кислоты различных других длин также присутствуют. [ 35 ] [ 36 ] Относительное изобилие различных жирных кислот в эпидермисе зависит от места тела, которое покрывает кожа. [ 36 ] Существуют также характерные изменения эпидермальных жирных кислот, которые возникают при псориазе , атопическом дерматит и других воспалительных состояниях . [ 35 ] [ 36 ]
Анализ
[ редактировать ]Химический анализ жирных кислот в липидах обычно начинается с стадии интереса , которая разрушает их первоначальные сложные эфиры (триглицериды, воски, фосфолипиды и т. Д.) И превращают их в метиловые эфиры, которые затем разделяются газовой хроматографией. [ 37 ] или анализируется газовой хроматографией и средней инфракрасной спектроскопией .
Разделение ненасыщенных изомеров возможно с помощью ионов серебра, дополненной тонкослойной хроматографией . [ 38 ] Другие методы разделения включают высокоэффективную жидкую хроматографию (с короткими колоннами, упакованными с силикагелем с связанными группами фенилсульфоновой кислоты, атомы водорода, атомы водорода были обменены на ионы серебра). Роль серебра заключается в его способности образовывать комплексы с ненасыщенными соединениями.
Промышленное использование
[ редактировать ]Жирные кислоты в основном используются в производстве мыла , как для косметических целей, так и в случае металлических мыла , в качестве смазков. Жирные кислоты также преобразуются через их метиловые эфиры в жирные спирты и жирные амины , которые являются предшественниками поверхностно -активных веществ, моющих средств и смазочных материалов. [ 17 ] Другие приложения включают в себя их использование в качестве эмульгаторов , текстурирующих агентов, смачивающихся агентов, анти-FOAM-агентов или стабилизирующих агентов. [ 39 ]
Эфиры жирных кислот с более простыми спиртами (такими как метил-, этил-, N-пропил-, изопропил- и бутиловые эфиры) используются в качестве смягчающих веществ в косметике и других продуктах личного ухода и в качестве синтетических смазок. Эфиры жирных кислот с более сложными спиртами, такими как сорбит , этиленгликоль , диэтиленгликоль и полиэтиленгликоль , употребляются в пищевой пище или используются для личного ухода и обработки воды или используются в качестве синтетических смазок или жидкостей для работы металлов.
Смотрите также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в «C: D» является численным символом: общее количество (C) атомов арбона жирной кислоты и количество (D) подвижных ( ненасыщенных ) связей в ней; Если d> 1 предполагается, что двойные связи разделяются одним или несколькими метиленовыми мостами .
- ^ Каждая двойная связь в жирной кислоте обозначена Δx, где двойная связь расположена на xth углерод -углеродной связи, подсчитывая от конца карбоновой кислоты.
- ^ В n минус x (также ω-x или омега-х) номенклатура двойная связь жирной кислоты расположена на xth углерод-углеродной связи, подсчитывая от терминального метилового углерода (обозначенный как n или ω) к карбонильному углероду Полем
- ^ Jump up to: а беременный в Распространенной ошибкой является сказать, что последний углерод - «ω -1».
Другая распространенная ошибка-сказать, что положение связи в омега-нотации-это число углерода, ближайшего к концу.
Для двойных связей эти две ошибки получают компенсацию друг другу; так что «ω -3» жирная кислота действительно имеет двойную связь между 3 -й и 4 -й углеродами с конца, подсчитывая метил как 1.
Тем не менее, для замен и других целей они не имеют: гидроксил "при ω -3" на углерод 15 (4 -е место с конца), а не 16. См., Например, в этой статье. doi : 10.1016/0005-2760 (75) 90089-2
Также обратите внимание, что «-» в омега-нотации является знаком минус, а «ω-3» в принципе должен читать «Омега минус три». Тем не менее, очень распространено (особенно в не научной литературе) писать его «ω-3» (с дефисом/приборной) и читать как «омега-три». См., Например, Карен Дули (2008), омега-три жирные кислоты и диабет .
- ^ Мосс, GP; Смит, Пас; Tavernier, D. (1997). «Компендиум химической терминологии IUPAC» . Чистая и прикладная химия . 67 (8–9). Международный союз чистой и прикладной химии: 1307–1375. doi : 10.1351/pac199567081307 . S2CID 95004254 . Получено 2007-10-31 .
- ^ Чен, Лин (2012). «Производство биодизеля из водорослей масла с высоким содержанием свободных жирных кислот с помощью двухэтапного каталитического преобразования». Технология Bioresource . 111 : 208–214. Bibcode : 2012bitec.111..208c . doi : 10.1016/j.biortech.2012.02.033 . PMID 22401712 .
- ^ Chevreul, Me (1813). «На нескольких жирных веществах, особенно на их комбинациях с щелочками» . Анналы химии . 88 Париж: H. Perronneau: 225–261 - Via Gallica.
- ^ Chevreul, Me (1823). Химические исследования по жирному организму животного происхождения . ПАРИЖ: ЛеВра - через интернет -архив.
- ^ Лерай, Клод (11 ноября 2017 г.). «Хронологическая история липидной науки» . Киберлипидный центр . Архивировано из оригинала 2017-10-06.
- ^ Menten, P., ed. (2013). Словарь химии: этимологический и исторический подход . Брюссель: де Бек. ISBN 978-2-8041-8175-8 .
- ^ Cifuentes, Alejandro, ed. (2013-03-18). «Микробные метаболиты в кишечнике человека». Фудомика: передовая масс -спектрометрия в современной пищевой науке и питании . John Wiley & Sons, 2013. ISBN 978-1-118-16945-2 .
- ^ Рот, Карл С. (2013-12-19). «Дефицит ацил-коа-дегидрогеназы средней цепи» . Medscape .
- ^ Beermann, C.; Jelinek, J.; Рейнекер, Т.; Hauenschild, A.; Boehm, G.; Klör, H.-U. (2003). «Краткосрочные эффекты пищевых жирных кислот средней цепей и N -3 длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот на метаболизм жировых у здоровых добровольцев» . Липиды в здоровье и заболеваниях . 2 : 10. doi : 10.1186/1476-511x-2-10 . PMC 317357 . PMID 14622442 .
- ^ Jump up to: а беременный «Липидная номенклатура IUPAC: Приложение A: названия и символы для более высоких жирных кислот» . www.sbcs.qmul.ac.uk.
- ^ Pfeuffer, Maria; Jaudszus, Anke (2016). «Пентадекановые и гептадекановые кислоты: многогранные жирные кислоты с нечетной цепью» . Достижения в области питания . 7 (4): 730–734. doi : 10.3945/an.115.011387 . PMC 4942867 . PMID 27422507 .
- ^ Смит С. (1994). «Синтаза животных жирных кислот: один ген, один полипептид, семь ферментов» . Журнал FASEB . 8 (15): 1248–1259. doi : 10.1096/fasebj.8.15.8001737 . PMID 8001737 . S2CID 22853095 .
- ^ Jump up to: а беременный в Rigaudy, J.; Klesney, SP (1979). Номенклатура органической химии . Пергамон . ISBN 978-0-08-022369-8 Полем OCLC 5008199 .
- ^ «Номенклатура липидов. Рекомендации, 1976» . Европейский журнал биохимии . 79 (1): 11–21. 1977. DOI : 10.1111/j.1432-1033.1977.tb11778.x .
- ^ Иллюстрированный медицинский словарь Дорланда . Elsevier .
- ^ Мариод, Абдальбазит; Омер, Нуха; Ал, Эль Мугдад; Мохтар, Мохаммед (2014-09-09). «Химические реакции, произошедшие во время жарки глубоких жиров и их продуктов: обзор» . Суданский университет науки и технологий, журнал естественных и медицинских наук . Дополнительный выпуск: 1–17.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Аннекен, Дэвид Дж.; Оба, Сабина; Кристоф, Ральф; Фиг, Георг; Стейнбернер, Удо; Westfechtel, Alfred (2006). «Жирные кислоты». Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Вейнхайм: Wiley-VCH. Doi : 10.1002/14356007.a10_245.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Страйер, Луберт (1995). «Метаболизм жирных кислот». Биохимия (4 -е изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 603–628. ISBN 978-0-7167-2009-6 .
- ^ Jump up to: а беременный Ferre, P.; Foufelle, F. (2007). «Транскрипционный фактор SREBP-1C и гомеостаз липидов: клиническая перспектива». Гормональные исследования . 68 (2): 72–82. doi : 10.1159/000100426 (неактивный 2024-09-11). PMID 17344645 .
Этот процесс графически изложен на стр. 73
{{cite journal}}: CS1 Maint: doi неактивен по состоянию на сентябрь 2024 года ( ссылка ) - ^ Голосовать, Дональд; Голосовать, Джудит Г.; Пратт, Шарлотта В. (2006). Основы биохимии (2 -е изд.). Джон Уилл и сыновья. Стр. 547 , ISBN 978-0-471-21495-3 .
- ^ Zechner, R.; Штраус, JG; Haemmerle, G.; Lass, A.; Циммерманн Р. (2005). «Липолиз: строительный путь». Карт Мнение Липидол . 16 (3): 333–340. doi : 10.1097/01.mol.0000169354.20395.1c . PMID 15891395 . S2CID 35349649 .
- ^ Цудзи А (2005). «Небольшой молекулярный перенос лекарственного средства через барьер крови-хранения через транспортные системы, опосредованные носителем» . Нейрорус . 2 (1): 54–62. doi : 10.1602/neuroRx.2.1.54 . PMC 539320 . PMID 15717057 .
Поглощение вальпроевой кислоты было уменьшено в присутствии жирных кислот со средней цепью, таких как гексаноат, октаноат и деканоат, но не пропионат или бутират, что указывает на то, что вальпроевая кислота попадает в мозг через транспортную систему для жирных кислот средней цепи жирной кислоты. , не короткоцепочечные жирные кислоты. ... Основываясь на этих сообщениях, считается, что вальпроевая кислота транспортируется двунаправленно между кровью и мозгом через BBB с помощью двух различных механизмов, чувствительных к монокарбоновой кислоте и чувствительным к средней цепей, для оттока и поглощения соответственно.
- ^ Vijay N, Morris ME (2014). «Роль монокарбоксилатных транспортеров в доставке лекарств в мозг» . Карт Фарм. Дрес . 20 (10): 1487–98. doi : 10.2174/13816128113199990462 . PMC 4084603 . PMID 23789956 .
Известно, что монокарбоксилатные транспортеры (MCT) опосредуют транспортировку коротко -цепных монокарбоксилатов, таких как лактат, пируват и бутират. ... MCT1 и MCT4 также были связаны с транспортировкой жирных кислот коротких цепей, таких как ацетат и формиата, которые затем метаболизируются в астроцитах [78].
- ^ Jump up to: а беременный Хульберт А.Дж., еще PL (август 1999 г.). «Мембраны в качестве возможных кардиостимуляторов метаболизма». Журнал теоретической биологии . 199 (3): 257–74. Bibcode : 1999jthbi.199..257h . doi : 10.1006/jtbi.1999.0955 . PMID 10433891 .
- ^ Hulbert AJ, Faulks S, Buttemer WA, Else PL (ноябрь 2002 г.). «Ацильная состав мышечных мембран варьируется в зависимости от размера тела у птиц». Журнал экспериментальной биологии . 205 (Pt 22): 3561–9. doi : 10.1242/jeb.205.22.3561 . PMID 12364409 .
- ^ Халберт А.Дж. (июль 2003 г.). «Жизнь, смерть и мембранные бислои» . Журнал экспериментальной биологии . 206 (Pt 14): 2303–11. doi : 10.1242/jeb.00399 . PMID 12796449 .
- ^ Raynard RS, Cossins AR (май 1991). «Гомеовистская адаптация и термическая компенсация натриевого насоса эритроцитов форели». Американский журнал физиологии . 260 (5 Pt 2): R916–24. doi : 10.1152/ajpregu.1991.260.5.r916 . PMID 2035703 . S2CID 24441498 .
- ^ Макканн; Widdowson; Агентство по стандартам продовольствия (1991). «Жиры и масла». Композиция продуктов . Королевское общество химии.
- ^ Алтарь, Тед. «Больше, чем вы хотели знать о жирах/маслах» . Sundance Natural Foods. Архивировано из оригинала 2010-12-05 . Получено 2006-08-31 .
- ^ Jump up to: а беременный в «Национальная база данных по питательным веществам USDA для стандартной ссылки» . Министерство сельского хозяйства США. Архивировано с оригинала 2015-03-03 . Получено 2010-02-17 .
- ^ Шуман, Клаус; Siekmann, Kurt (2000). "Мыло". Энциклопедия промышленной химии Уллмана . Вейнхайм: Wiley-VCH. Doi : 10.1002/14356007.a24_247 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Болсовер, Стивен Р.; и др. (15 февраля 2004 г.). Клеточная биология: короткий курс . Джон Уайли и сыновья. С. 42ff. ISBN 978-0-471-46159-3 .
- ^ Рамсден, Кристофер Э.; Замора, Дейзи; Макрияннис, Александрос ; Вуд, Джодианн Т.; Манн, Дж. Дуглас; Фаурот, Кетура Р.; Macintosh, Beth A.; Маджхрзак-Хонг, Шарон Ф.; Гросс, Джеклин Р. (август 2015). «Индуцированные диетой изменения в N-3 и N-6, полученных на эндоканнабиноидах и снижение боли в головной боли и психологического дистресса» . Журнал боли . 16 (8): 707–716. doi : 10.1016/j.jpain.2015.04.007 . ISSN 1526-5900 . PMC 4522350 . PMID 25958314 .
- ^ «Электронный нос, созданный для обнаружения паров кожи» . Наука ежедневно . 21 июля 2009 г. Получено 2010-05-18 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Нокс, Софи; О'Бойл, Ниам М. (2021). «Липиды кожи в здоровье и заболеваниях: обзор» . Химия и физика липидов . 236 : 105055. DOI : 10.1016/j.chemphyslip.2021.105055 . ISSN 0009-3084 . PMID 33561467 . S2CID 231864420 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Мерлеев, Александр А.; Ле, Стефани Т.; Алексанец, Клэр; и др. (2022-08-22). «Биогеографические и специфичные для заболевания изменения в эпидермальном липидном составе и одноклеточный анализ акральных кератиноцитов» . JCI Insight . 7 (16): E159762. doi : 10.1172/jci.insight.159762 . ISSN 2379-3708 . PMC 9462509 . PMID 35900871 .
- ^ Aizpurua-Olaizola O, Ormazabal M, Vallejo A, Olivares M, Navarro P, Etxebarria N, et al. (Январь 2015). «Оптимизация суперкритической жидкости последовательных экстракций жирных кислот и полифенолов из виноградных отходов Vitis Vinifera». Журнал пищевой науки . 80 (1): E101-7. doi : 10.1111/1750-3841.12715 . PMID 25471637 .
- ^ Breuer, B.; Stuhlfauth, T.; Fock, HP (1987). «Разделение жирных кислот или метиловых эфиров, включая позиционные и геометрические изомеры с помощью хроматографии с аргенцией глинозема». Журнал хроматографической науки . 25 (7): 302–6. doi : 10.1093/chromsci/25.7.302 . PMID 3611285 .
- ^ «Жирные кислоты: строительные блоки для промышленности» (PDF) . aciscience.org . Американский институт уборки. Архивировано (PDF) из оригинала 2018-04-23 . Получено 22 апреля 2018 года .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
