لیپید ها
لیپیدها گروه ناهمگونی از ترکیبات شامل چربیها، روغنها، استروییدها، مومها و ترکیبات مشابه هستند که بیشتر از جهت خواص فیزیکی با هم نسبت دارند تا خواص شیمیایی. خواص مشترک آنها عبارتند از : 1) نسبتاً نامحلول در آب و 2) محلول در حلالهای غیرقطبی نظیر اتر و کلر و فرم. لیپیدها نه فقط به دلیل انرژی زیادشان، بلکه به علت ویتامینهای محلول در چربی و اسیدهای چرب ضروری که در چربی غذاهای طبیعی وجود دارد نیز از اجزای مهم غذایی هستند.
چربی در بافت چربی ذخیره می شود، که در بافتهای زیرپوستی و اطراف اعضای خاص، نقش عایق حرارتی دارد. لیپیدهای غیرقطبی نیز در اعصاب میلین دار حکم عایق الکتریکی را دارند و امکان گسترش سریع امواج دپلاریزاسیون را فراهم می سازند. ترکیبات چربی و پروتئین (لیپوپروتئینها) از اجزای مهم سلول هستند، هم در غشای سلول و هم در میتوکندریها وجود دارند، و به عنوان وسیله ای برای انتقال لیپیدها در خون نیز به کار می روند.
چربیها و روغنها
چربیهای حیوانی و روغن های گیاهی (تری گلیسریدها)، از جمله ترکیبات طبیعی به شمار می آیند.
از نظر شیمیایی، چربیها و روغنها تری استرگلیسرول (گلیسرین) می باشند، یعنی تری استر حاصل از گلیسرول و اسید کربوکسیلیک بلند زنجیر. بر اثر آبکافت چربیها و روغنها در محلول آبی هیدروکسید سدیم، گلیسرول و نمک سدیم سه اسید چرب حاصل می شود.
چنانچه محلول به اندازه کافی قلیایی باشد، اسیدهای چرب حاصل، کاملاً به نمک اسیدهای چرب ، یعنی صابون (یک ماده پاک کننده) تبدیل می شوند.
اسیدهای چرب حاصل از آبکافت تری گلیسریدها (چربیها) عموماً راست زنجیرند و بین 12 تا 20 اتم کربن دارند. این زنجیر ممکن است اشباع شده (بدون پیوندهای دوگانه کربن – کربن) یا اشباع نشده (دارای پیوندهای دو گانه کربن – کربن) باشند. سه اسید چرب موجود در یک چربی ممکن است متفاوت باشند. در جدول 3-2 تعدادی از اسیدهای چرب مهم نام برده شده اند و ساختار آنها نوشته شده است. همچنین، در جدول 3-3 درصد اسیدهای چرب موجود در منابع مختلف نشان داده شده است.
جدول 3-2 نشان می دهد که دمای ذوب اسیدهای اشباع نشده عموماً پایینتر از دمای ذوب اسیدهای اشباع شده است. همین ترتیب در مورد تری گلیسریدهای حیوانی و گیاهی نیز مشاهده می شود، یعنی غالباً چربیهای حیوانی جامد و روغنهای گیاهی مایع اند. از سوی دیگر، می دانیم که در روغنهای گیاهی درصد اسیدهای چرب اشباع نشده بیشتر است (جدول 3-3). علت مایع بودن روغنهای گیاهی و جامد بودن چربیهای حیوانی این است که چربیهای اشباع شده شکل یکنواخت و منظمی دارند به طوری که می توانند در یک شکل بلوری متراکم شوند. اما پیوندهای دوگانه کربن – کربن در روغنهای اشباع نشده گیاهی پیچ و خمهایی را به زنجیر هیدروکربنی تحمیل می کنند به طوری که تشکیل شبکه بلوری و حالت جامد دشوار می گردد. این نکته، در شکل 3-3 با استفاده از مدلهای مولکولی نشان داده شده است.
پیوندهای دو گانه موجود در روغنهای گیاهی را می توان با هیدروژن دار کردن کاتالیزوری کاهید و آنها را به چربیهای اشباع شده جامد یا نیمه جامد تبدیل کرد.
مارگارین و روغنهای نباتی جامد دیگر که در پخت و پز مصرف می شوند، به همین شیوه تولید می گردند.
روغنهای خوراکی مایع، به دلیل اشباع نشدگی و واکنش پذیر بودن، بر اثر فرایندهای سوخت و سازی مختلف، به مولکولهای کوچکتری تبدیل می شوند و در نتیجه، از نظر غذایی مطلوبترند. اما این روغنها این عیب را دارند که به همان دلیل اشباع نشدگی، فساد پذیرترند. روغنهای اشباع شده، اگر چه پردوامترند و کمتر در معرض فساد و بدبو شدن هستند، اما مصرف آنها غالباً سبب افزایش چربی خون می شود.
نقش چربیها
لیپیدها یا چربیها همان عناصر ساختاری کربوهیدراتها از قبیل کربن، هیدروژن و اکسیژن را دارا هستند، با این تفاوت که نسبت هیدروژن به اکسیژن در چربیها خیلی بیشتر از کربوهیدراتهاست. برای مثال ساختار شیمیایی تری پالمیتین (تری پالمیتوئیل گلیسرول) C15H98O6 است . بیشتر چربیها را می توان در یکی از سه نوع زیر جا داد : چربیهای ساده، چربیهای مرکب و مشتقات چربیها. از چربیها در غذاهای با منشأ گیاهی و هم با منشأ حیوانی وجود دارند و دارای حل پذیری ضعیفی در آب هستند. چربیها بزرگترین منبع تأمین انرژی در بدن در کارهای زیستی مانند انقباض ماهیچه اند. ذخایر چربی در بافتهای چربی موجب حفاظت اندامها از سرما و همچنین حفاظت اندامهای حیاتی می شوند. چربیها از عناصر مهم ساختاری غشاهای زیستی اند. چربیهای مواد غذایی نیز حامل ویتامینهای محلول در چربی مانند ویتامین های A، D ،E و K هستند.
ساختمان چربیها
منشأ چربیها : چربیهای بدن دارای دو منشأ داخلی و خارجی می باشند. منشأ خارجی چربیها مواد غذایی هستند که به طور عمده تری گلیسیریدهای مختلف می باشند. چربیهای با منشأ داخلی در بافت چربی، روده، کلیه و کبد بیوسنتز می شوند.
تقسیم بندی چربیها
1- لیپید های ساده : استراسیدهای چرب با الکلهای مختلف می باشند؛ شامل :
الف – چربیها : استراسیدهای چرب با گلیسیرین بوده که بدون هیدروفوب می باشند، مانند تری گلیسیرید ها
ب – مومها : استراسیدهای چرب با الکلهای مونوهیدرویک با وزن مولکولی بالا می باشند.
2- لیپیدهای پیش ساز و مشتقات آنها : شامل اسیدهای چرب، گلیسرول، استروئیدها، پروستاگلاندیها، الکلهای دیگر ، آلدئیدهای چرب، اجسام کتونی ویتامینهای محلول در چربی و هورمونها می باشند.
3- لیپیدهای کمپلکس : استر اسیدهای چرب بوده که علاوه بر الکل و اسید چرب گروههای دیگری نیز دارند، شامل :
الف) فسفولیپیدها : این ترکیبات علاوه بر اسید چرب و الکل دارای ریشه اسید فسفریک نیز می باشند، شامل :
* گلیسروفسفولیپیدها : الکل این ترکیبات گلیسرول است.
** اسفنگوفسفولیپیدها : الکل این ترکیبات اسفنگوزین است.
ب – گلیکولیپیدها (گلیکواسفنگولیپیدها) : حاوی اسید چرب، اسفنگوزین و کربوهیدرات می باشند.
ج – سایر لیپیدهای کمپلکس : مانند لیپوپروتئین ها ، آمینولیپیدها و ...
اسیل گلیسرولها (گلیسریدها) : کلسترول و استرهای کلسترول چون فاقد بار الکتریکی هستند، «لیپیدهای خنثی» نامیده می شوند.
خواص انواع چربیها
1- چربیهای خنثی (آسیل گلیسرولها)
گلیسرول (گلیسرین): این الکل بیش از سایر الکل ها در ساختمان لیپیدها دیده می شود. گلیسرول دارای دو عامل الکلی نوع اول و یک نوع عامل الکلی نوع دوم است.
کربن های گلیسرول را طبق فرمول با علامت و نشان می دهند. گلیسرول مایعی است سنگین و شیرین که در آب و اتانل محلول می باشد ولی در مایعات آلی مانند (اتر، کلروفرم و بنزن) بسیار کم محلول است. گلیسرول در محلول قلیائیهای ضعیف در حضور املاح آهن اکسید شده و به مخلوطی از گلیسرآلدئید، دی هیدروکسی استن، اسید گلیسریک و اسید مزوگسالیک تبدیل می شود. گلیسرول در مجاورت اجسام آبگیر به آکرولئین (آلدئید اکریلیک) که دارای بوی زننده ای است مبدل می گردد.
ترکیب اسید چرب و گلیسرول را آسیل گلیسرول یا گلیسرید می نامند . برحسب آنکه یک، دو و یا سه اسید چرب با عوامل الکلی گلیسرول ترکیب شده باشد به ترتیب منو، دی و تری گلیسرید (تری اسیل گلیسرول) به دست می آید.
منو آسیل گلیسرول بر حسب آنکه استخلاف در روی کربن آلفا یا بتا انجام شده باشد ممکن است از نوع آلفا و یا بتا باشد. استرهای نوع آلفا دارای کربن ناقرینه بوده و بر روی نور پلاریزه مؤثرند.