Lipidy

Charakteristika a klasifikace lipidů. Chemické složení. Výskyt, možnosti získání, vlastnosti, význam. Charakteristika, rozdělení, výskyt a význam terpenů a steroidů. Vosky.

• přírodní látky
• nepolární (převážně nepolární vazby C) > rozpustné jen v nepolárních rozpouštědlech (organická) > nerozpustné ve vodě
• funkce: zásobní (energie), ochranná (obalení tukem), výstavbová (součást biologických membrán), váží vitamíny rozpustné v tucích (A, D, E, K)

rozdělení lipidů

1. jednoduché:     Acylglyceroly (tuky a oleje)
   •  
2. složené:              Fosfolipidy (součástí biologických membrán)
   •  
3. isoprenoidy       Terpenoidy (silice, vitamín A, karotenoidy, kaučuk)

Steroidy (cholesterol, pohlavní hormony, kortikoidní hormony)

Jednoduché lipidy

Acylglyceroly

• estery vyšších mastných kyselin (palmitová, stearová, olejová, můžou být i kombinované) a glycerolu
• k. olejová (v olivovém oleji) kapalná > tuky kapalné

               nej. triacylglyceroly

• organická rozpouštědla těkavá > snadno se odpaří > získávání tuků extrakcí

zdroje tuků a olejů

• rostlinné: semena rostlin (rostlinná zásobárna energie), slunečnice, řepka olejka, olivy, mák, ořechy, len, avokádo, tropické ovoce (ochrana proti odpařování vody)
• živočišné: podkožní tuk (škvařením), z mléka (odstřeďováním)
• margaríny: ztužováním tuků (+H, hydrogenace)

                               - CH = CH -   +   H₂    >(P,T,kat.)>    - CH₂ - CH₂ -    (uspořádání do krystalické struktury)

• tuky/oleje: tuky vznikají ztužováním olejů > zánik dvojné vazby

Reakce Acylglycerolů

• hydrolýza (opak k esterifikaci) > vzniká glycerol a vyšší mastná kyselina
• zmýdelnatění (alkalický hydrolýza) > reakce s hydroxidem alkalického kovu > vzniká glycerol a sůl

Vosky

• tuhé, ve vodě nerozpustné látky (odolné oxidaci i hydrolýze)
• estery vyšších mastných kyselin a vyšších alkoholů (cetylalkohol C₁₆H₃₃OH)
• funkce: ochranná (odpuzuje vodu na listech rostlin, peří, srst), stavební (včely), vorvaňovina (– z vorvaních lebek, kosmetika)

Složené lipidy

Fosfolipidy

• zbytek kyseliny fosforečné
• součástí biologických membrán (například buněčné stěny)
• polární i nepolární složka
• tvoří lipidové dvojvrstvy:  staví se k sobě nepolární částí, nepropustné pro ionty a polární látky, transport membránových bílkovin

Lecithin

• v mozku, nervech, játrech, v čokoládě, lentilkách, v žloutcích
• jako emulgátor – umožňuje míchat polární a nepolární složky

Glykolipidy

• další ze složených lipidů

Isoprenoidy

• přírodní látky
• vznikají v rostlinných a živočišných organismech
• izoprenová jednotka: 2-methylbuta-1,3-dien

Terpeny

• převážně v rostlinné říši
• uhlovodíky, nebo kyslíkaté deriváty uhlovodíků
• mentol (součástí mátové silice) viz. obrázek
• kafr
• betakaroten (provitamin vitaminu A > z něj si tělo vytváří vitamín A – v barevném ovoci a zelenině)
• vitamín A (živočišné produkty)
• kaučuk (přírodní i syntetický, polymerní) >

Steroidy

• základní jednotka steran: viz. obrázek
• cholesterol: přirozeně v organismech (stěny cév), živočišné       

tuky, mléko, vejce (není v čistém sádle)

• vitamín D: tělo si ho vytváří ze slunečního záření (kosti, zuby)                 
• pohlavní hormony: testosteron (mužský – vývoj druhotných pohlavních znaků), estradiol (ženská obdoba testosteronu), progesteron (ženy – těhotenství), mestranol (HA – obdoba progesteronu)

Biologické funkce tuků

• tepelná izolace tkání a orgánů
• ochranná funkce (tukové pouzdro – ledviny)
• energetická funkce (oxidace glyceridů)
• nepolární rozpouštědla (vitamíny, hormony, barviva…)

Ztužené tuky

ztužování tuků (katalytická hydrogenace)

• adice, odstranění = (tekutost)
• oleje > tuky (nepodléhají žluknutí, ani vysychání)
• x zápach, lépe skladovatelné
• potravinářství
• nenasycené k. k. – esenciální

„Vysychání“ a žluknutí tuků

žluknutí: rozklad tuků (oxidace)

• působením mikroorganismů
• nejsnáze oleje > biochemický proces
• zápach: uvolnění nižších mastných kyselin
• vnik: aldehydy/ketony/karboxylové kyseliny
• znehodnocení vitamínů, produkty jedovaté

vysychání olejů (polymerace)

• nenasycené mastné kyseliny s více dvojnými vazbami (kyselina linolová, kyselina linolenová) > lněný, sójový
• rozetřený do tenké vrstvy > reaguje se vzdušným kyslíkem > polymerní oxidace
• souvislý povlak (film) – kyslíkové můstky
• laky, olejové barvy
• sikativa (urychlení, oxidy Mn, Cr), pigmenty

Vyšší mastné kyseliny

• karboxylové kyseliny (COOH, kyslíkaté deriváty uhlovodíků)
• vyšší monokarboxylové: voskovitý charakter, omezeně rozpustné ve vodě, kapalné – vodíkové můstky
• dikarboxylové:nižší rozpustné ve vodě
• palmitová (hexadekanová), stearová (oktadekanová), olejová (oktadeka-9-enová)
• laurová (dodekanová), myristová (tetradekanová), linolová (oktadeka-9,12-dienová)
• kyselina palmitová (C₁₅H₃₁COOH) – pevná látka, palmový olej, deriváty k výrobě napalmu
• kyselina stearová (C₁₇H₃₅COOH) – pevná látka, soli stearany, mýdlo a prací prostředky
• kyselina olejová (C₁₇H₃COOH) – nenasycená > kapalná
• palmitová + stearová > stearin (svíčky, krémy), estery s glycerolem v tucích, alkalická hydrolýza > soli (mýdla)

Výroba mýdla a jeho čistící účinky.

zmýdelnatění (alkalická hydrolýza) - saponifikace

• NaOH, KOH > výroba mýdel
• mýdla: sodné/draselné soli mastných kyselin
• sodná mýdla: tuhá – prací/čistící prostředky
• draselná mýdla: mazlavá – dezinfekční prostředky
• acylglycerol + hydroxid > glycerol + sůl
• alkalické soli mají zároveň hydrofobní i ve vodě rozpustnou část, a tak jsou schopné rozpouštět tuky ve vodě

Chemická podstata přírodního kaučuku

• výskyt: koloidní roztok latex, tropické rostliny
• latex > vysušení k. mravenčí
• získávání: kaučukovník
• elasticita (x guataperča – trans izomer)
• zahřívání + S = vulkanizace (+ změkčovadla, plnidla, pigmenty, antioxidanty) > pryž (pneumatiky)
• ebonit = tvrdá pryž (více síry)
• Jde o polymerizovaný 2-methylbut-1,3-dien, odvozený od isoprenu
• Příliš dlouhé řetězce se v místě dvojných vazeb lámou působením kyslíku - zvýšení pružnosti

Polymerace.

• podmínka polymerace – násobná vazba
• monomery > polymer
• iniciátory > aby reakce proběhla

Metabolismus lipidů

• zásobní funkce: druhotná po sacharidech (sacharidy vyčerpány jako první)
• rozklad na acetylkoenzym A

> možnost přeměny na sacharidy

> citrátový cyklus, dýchací řetězec > CO₂ + H₂O + ATP

• tuky > mastné kyseliny + glycerol
• mitochondrie > oxidace mastných kyselin (anaerobní proces) = β-oxidace
• odbourávání mastných kyselin se také nazývá Lyhenova spirála
• 1 molekula kyseliny palmitové = 129 ATP
• syntéza mastných kyselin > cytoplasma > acylglyceroly > tukové tkáně