Тема 4. Структура, функции и технологии получения липидов

4.1. Структура и функции липидов

Липиды – гидрофобные соединения, экстрагируемые из биологи-ческого материала такими неполярными ратсворителями, как гексан, бензол, хлороформ и др.

Однако к истинным липидам относят сложные эфиры жирных кислот и трехатомного спирта – глицирина – или высшего алифати-ческого аминоспирта с ненасыщенной углеводородной цепью (C₁₈) – сфингозина.

Существует несколько классификаций липидов.

По степени полярности липиды делятся на неполярные и полярные (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Классификация липидов по степени полярности

Структурные формулы неполярных липидов предствалены на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Структурные формулы неполярных липидов:

1 – триацилглицерины; 2 – N-ацилэтаноламиды; 3 – воски; 4 – церамиды;

5 – эфиры стеринов; 6 – эфиры жирных кислот

Триацилглицерины – сложные эфиры глицерина и высших жир-ных кислот (R₁, R₂ и R₃ – остатки жирных кислот).

N-ацилэтаноламиды – ацилированный высшими жирными кислотами по аминогруппе этаноламин (R – остаток жирной кислоты).

Воски – сложные эфиры высших жирных кислот и высших одно- или многоатомных спиртов (R₁ – остаток жирной кислоты, R₂ – оста­ток спирта).

Церамиды – ацилированный высшими жирными кислотами по аминогруппе сфингозин (R – остаток жирной кислоты).

Эфиры стеринов – ацилированные высшими жирными кисло-тами по гидроксильной группе стерины (R₁ – остаток жирной кислоты, R₂ – углеводородная цепь стерина).

Эфиры жирных кислот – этерифицированные низкомолекуляр-ными спиртами жирные кислоты (R₁ – остаток жирной кислоты, R₂ – остаток низкомолекулярного спирта).

Структурные формулы полярных липидов предствалены на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Структурные формулы полярных липидов:

1 – фосфолипиды; 2 – гликолипиды; 3 – сульфолипиды; 4 – сфинголипиды

Фосфолипиды – сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот, содержащие остаток фосфорной кислоты, который соединен с полярным радикалом (R₁ и R₂ – остатки жирных кислот, R₃ – полярный радикал, чаще всего остаток холина, этаноламина, серина и инозита).

Гликолипиды – соединения, построенные из липидного и угле-водного фрагментов, соединенных ковалентной связью (R₁ и R₂ – остатки жирных кислот).

Сульфолипиды – гликолипиды, содержащие сульфированный углеводный остаток (R₁ и R₂ – остатки жирных кислот).

Жирные кислоты – алифатические монокарбоновые кислоты (С₁₄ – С₂₄).

Сфинголипиды – сложные эфиры высших жирных кислот и сфингозина (R₁ и R₃ – остатки жирных кислот, R₂ – полярный радикал, чаще всего остаток холина, этаноламина, серина и инозита).

По степени ненасыщенности жирных кислот и их положению в триацилгицеринах липиды делятся на растительные масла и животные жиры.

В растительных маслах содержится много полиненасыщенных жирных кислот, благодаря чему они являются жидкими. Причем нена-сыщенные жирные кислоты в маслах располагаются в положениях С₁ и С₃, а насыщенные – в положении С₂ глицерина. В животных жирах ненасыщенных жирных кислот меньше, которые локализуются в по-ложениях С₂ и С₃, а насыщенные – в положении С₁.

Функции липидов:

1) энергетическая: при биологическом окислении 1 г липидов об-разуется 38,9 кДж энергии;

2) структурная: фосфолипиды составляют основу бислоя цито-плазматических мембран, холестерин – регулятор текучести мембран;

3) защитная и теплоизоляционная: накапливаясь в подкожной клетчатке и вокруг некоторых органов (почек, кишечника), жировой слой защищает организм животных и его отдельные органы от механических повреждений. Кроме того, благодаря низкой тепло-проводности слой подкожного жира помогает сохранить тепло, что позволяет, например, многим животным обитать в условиях холод-ного климата. У китов он играет еще и другую роль – способствует плавучести;

4) смазывающая и водоотталкивающая: воск покрывает кожу, шерсть, перья, делает их более эластичными и предохраняет от влаги. Восковой налет имеют листья и плоды многих растений;

5) регуляторная: гормоны (стероиды, эйкозаноиды) и витамины (A, D, E, K), содержащиеся в липидах, регулируют обмен веществ.