kwasy tłuszczowe to oznaczenie grupowe kwasów monokarboksylowych, czyli związków składających się z jednego grupę karboksylową (-COOH) i składają się z różnej długości, ale prawie wyłącznie nierozgałęzionego łańcucha węglowodorowego. Nazwa kwasu tłuszczowego wynika z jednej strony z właściwości chemicznych tej grupy substancji, które ze względu na swoją grupę karboksylową mają odczyn kwasowy. Z drugiej strony nazwa nawiązuje do historii odkrycia tych kwasów alkanokarboksylowych jako składnika naturalnych tłuszczów. Z tego punktu widzenia kwasy tłuszczowe zaliczane są do lipidów.
Ogólne
Kwasy tłuszczowe różnią się liczbą atomów węgla (długością łańcucha) oraz możliwą obecnością, liczbą i położeniem wiązań podwójnych. Kwasy tłuszczowe można podzielić na niższe na podstawie długości ich łańcucha (do siedmiu atomów węgla), średni (osiem do dwunastu atomów węgla) i wyższy (ponad dwanaście atomów węgla) kwasy tłuszczowe. Historyczne nazywanie kwasem tłuszczowym sugeruje, że aby być kwasem tłuszczowym, pojedynczy związek musi być składnikiem tłuszczu. Ale niekoniecznie tak jest. Związki o podobieństwach chemicznych są teraz gromadzone pod tym terminem.
Naturalne kwasy tłuszczowe zwykle składają się z parzystej liczby atomów węgla i są nierozgałęzione. Łańcuch węglowy musi mieć co najmniej cztery atomy węgla, co czyni kwas masłowy najprostszym naturalnym kwasem tłuszczowym. Kwasy tłuszczowe z podwójnymi wiązaniami nazywane są nienasyconymi kwasami tłuszczowymi. Wiązanie podwójne ma zwykle konfigurację cis. Jeśli istnieje kilka wiązań podwójnych, są one zwykle oddzielone CH2 -Grupa oddzielona.
Wiele różnych kwasów tłuszczowych (ponad 400 różnych struktur, ale tylko około 10-12 jest powszechnych) znajduje się w olejach z nasion królestwa roślin. Rzadkie kwasy tłuszczowe, które występują w dużych procentach w nasionach niektórych rodzin roślin, mogą ilustrować zależności rozwojowe (związki, chemotaksonomię, ewolucję; por. np. Welwitschia).
Niezbędne kwasy tłuszczowe to kwasy tłuszczowe, których organizm nie może syntetyzować z innych składników odżywczych. Wszystkie te kwasy tłuszczowe, które mają co najmniej jedno podwójne wiązanie dystalnie (z dala od grupy karboksylowej) od dziewiątego atomu węgla, są niezbędne dla ludzi.
Sole sodowe lub potasowe wyższych kwasów tłuszczowych są znane jako mydła i są stosowane jako środki powierzchniowo czynne.
Stosowane są głównie w przemyśle spożywczym jako surowiec do różnych emulgatorów, ale także jako nośniki, środki antyadhezyjne (np. w gumie do żucia) lub jako powłoka (np. do owoców).W UE klasyfikowane są jako dodatki do żywności z oznaczenie zbiorcze E 570 bez limitu maksymalnego (quantum satis) ogólnie zatwierdzone do żywności.
Nasycone i nienasycone kwasy tłuszczowe
nasycony kwas tłuszczowy jest kwasem tłuszczowym, który nie ma podwójnych wiązań między atomami węgla. Nasycone kwasy tłuszczowe tworzą tak zwaną serię homologiczną o wzorze cząsteczkowym Cn H2n+1 COOH. Nienasycone kwasy tłuszczowe mają podwójne wiązanie i wielonienasycone kwasy tłuszczowe mieć dwa lub więcej podwójnych wiązań między atomami węgla łańcucha. Ponieważ wiązania podwójne w naturalnych kwasach tłuszczowych są przeważnie w konfiguracji cis, istnieje załamanie około 30° w łańcuchu węglowodorowym. Osłabia to oddziaływanie van der Waalsa z innymi cząsteczkami i obniża temperaturę topnienia. Niektóre nienasycone kwasy tłuszczowe są niezbędne (niezbędne do życia) dla człowieka, ponieważ organizm ludzki nie może ich syntetyzować. Należą do nich kwasy tłuszczowe, które zawierają podwójne wiązania w określonych pozycjach, tak zwane kwasy tłuszczowe omega-n . Tutaj n oznacza liczbę i opisuje położenie jednego z wiązań podwójnych. Liczenie omega (ω-), od koniec liczone od łańcucha węglowego, z grupą karboksylową tworzącą początek cząsteczki. Jeśli istnieje kilka wiązań podwójnych, ważna jest tylko pozycja pierwszego wiązania podwójnego. Na ilustracji kwasu linolenowego liczba ω jest pokazana na czerwono. (Zobacz też:Kwasy tłuszczowe Omega-3, Omega-6 i Omega-9). Oprócz nienasyconych kwasów tłuszczowych o konfiguracji cis w naturze występują również kwasy tłuszczowe o konfiguracji trans, tzw. kwasy tłuszczowe trans . Kwasy tłuszczowe trans są również produktem ubocznym produkcji margaryny i podejrzewa się, że mają szkodliwe dla zdrowia właściwości. Jeśli w kwasie tłuszczowym występuje kilka wiązań podwójnych, są one zwykle - analogicznie do kwasu linolenowego pokazanego powyżej po prawej - przez CH2 -Grupa oddzielona od siebie. Istnieją jednak również tak zwane skoniugowane kwasy tłuszczowe , w którym wiązania podwójne są bliżej siebie, czyli sprzężone. Na rysunku kwasu oktadeka-9c,11t-dienowego (po prawej) wiązania podwójne są sprzężone. Ponieważ jedno z wiązań podwójnych jest wiązaniem podwójnym trans, związek ten jest również kwasem tłuszczowym trans. Bakterie w przewodzie pokarmowym przeżuwaczy są często przyczyną powstawania tych kwasów tłuszczowych. Skoniugowane kwasy tłuszczowe znajdują się zatem we wszystkich produktach mlecznych.
Rozgałęzione kwasy monokarboksylowe
Rozgałęzione kwasy karboksylowe zwykle nie są zaliczane do kwasów tłuszczowych, ale znajdują się w niektórych olejkach eterycznych. Ekstrakty waleriany zawierają estry kwasu izowalerianowego.
Kwas fitanowy (kwas 3,7,11,15-tetrametyloheksadekanowy) jest kwasem karboksylowym o rozgałęzionym łańcuchu, który występuje jako produkt rozpadu chlorofilu. Ślady tego związku można znaleźć w wielu produktach spożywczych (np. mleku). Patologiczna niezdolność do rozkładania tego kwasu karboksylowego prowadzi do zespołu Refsum.
Lista kwasów tłuszczowych i krótszych kwasów monokarboksylowych
| nasycone kwasy tłuszczowe i kwasy monokarboksylowe | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Liczba atomów węgla:podwójne wiązania | nazwa trywialna | formuła brutto | Zdarzenia | temperatura topnienia | Nazwa chemiczna | |
| 1:0 | kwas mrówkowy | HCOOH | Powszechne w prawie wszystkich organizmach | 8°C | Kwas metanowy | |
| 2:0 | Kwas octowy | CH3 COOH | ocet (przez utlenianie etanolu) | 16,2°C | kwas etanowy | |
| 3:0 | kwas propionowy | C2 H5 COOH | Produkt pośredni w fermentacji metanowej | -24°C | kwas propionowy | |
| 4:0 | kwas masłowy | C3 H7 COOH | tłuszcz mleczny, pot | -8 °C | kwas butanowy | |
| 5:0 | kwas walerianowy | C4 H9 COOH | Korzeń waleriany, ocet drzewny | -35°C | kwas pentanowy | |
| 6:0 | kwas kapronowy | C5 H11 COOH | Tłuszcz mleczny, wytwarzany podczas fermentacji kwasu masłowego | -4 °C | kwas heksanowy | |
| 7:0 | Kwas enantowy | C6 H13 COOH | jako ester w oleju tatarakowym | -7,5 °C | Kwas heptanowy | |
| 8:0 | Kwas kaprylowy | C7 H15 COOH | tłuszcz mleczny, tłuszcz kokosowy | 17 °C | kwas oktanowy | |
| 9:0 | kwas pelargonowy | C8 H17 COOH | Olejek eteryczny Pelargonium roseum, ser, olej fuzlowy, wino | 12,5°C | kwas nonanowy | |
| 10:0 | Kwas kaprynowy | C9 H19 COOH | Tłuszcze zwierzęce i roślinne | 31°C | kwas dekanowy | |
| 12:0 | kwas laurynowy | C11 H23 COOH | tłuszcz mleczny, tłuszcze roślinne | 43,2°C | Kwas dodekanowy | |
| 14:0 | Kwas mirystynowy | C13 H27 COOH | Tłuszcz mleczny, olej rybny, tłuszcze zwierzęce i roślinne | 53,9°C | Kwas tetradekanowy | |
| 16:0 | kwas palmitynowy | C15 H31 COOH | Tłuszcze zwierzęce i roślinne | 62,8°C | kwas heksadekanowy | |
| 17:0 | Kwas margarowy | C16 H33 COOH | Tłuszcze zwierzęce i roślinne | 61,3°C | Kwas heptadekanowy | |
| 18:0 | Kwas stearynowy | C17 H35 COOH | Tłuszcze zwierzęce i roślinne | 69,6°C | kwas oktadekanowy | |
| 20:0 | kwas arachidowy | C19 H39 COOH | w niewielkich ilościach w nasionach roślin i tłuszczach zwierzęcych | 75,4°C | Kwas eikozanowy/ikozanowy | |
| 22:0 | Kwas behenowy | C21 H43 COOH | w niewielkich ilościach w nasionach roślin i tłuszczach zwierzęcych, w chorobie Gauchera | kwas dokozanowy | ||
| 24:0 | kwas lignocerowy | C23 H47 COOH | niektóre tłuszcze roślinne, część sfingomielin | Kwas tetrakozanowy | ||
| 26:0 | kwas cerotowy | C25 H51 COOH | wosk pszczeli, wosk Carnauba, wosk Montan, pot wełniany | kwas heksakozanowy | ||
| Jednonienasycone kwasy tłuszczowe | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Liczba atomów węgla:podwójne wiązania | nazwa trywialna | formuła brutto | pozycja podwójnych obligacji | Zdarzenia | temperatura topnienia | Nazwa chemiczna |
| 11:1 | Kwas undecylenowy | C10 H19 COOH | 10 | 24,5°C | (10Z kwas )-undeka-10-enowy | |
| 16:1 | kwas palmitolowy | C15 H29 COOH | 9 | Tłuszcz mleczny, tłuszcz magazynowy pochodzenia zwierzęcego, olej rybny, tłuszcz roślinny | (9Z )- kwas heksadeka-9-enowy | |
| 18:1 | kwas oleinowy | C17 H33 COOH | 9 | we wszystkich naturalnych tłuszczach | 16C | (9Z )- kwas oktadeka-9-enowy |
| 18:1 | kwas elaidynowy | C17 H33 COOH | 9 | w tłuszczu przeżuwaczy | 44-51°C | (9E )- kwas oktadeka-9-enowy |
| 18:1 | kwas wakcenowy | C17 H33 COOH | 11 | (11P )- kwas oktadeka-11-enowy | ||
| 20:1 | Kwas Ikozenowy | C19 H37 COOH | 11 | w oleju rzepakowym | 16C | (11Z )- eikoza- kwas 11-enowy |
| 22:1 | Kwas cetoleinowy | C21 H41 COOH | 11 | oleje roślinne | (11Z )- Dokoza- kwas 11-enowy | |
| 22:1 | kwas erukowy | C21 H41 COOH | 13 | olej rzepakowy | (13Z )- Dokoza- kwas 13-enowy | |
| 24:1 | kwas nerwonowy | C23 H47 COOH | 15 | (15Z )- kwas tetrakoza-15-enowy | ||
| Wielonienasycone kwasy tłuszczowe | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Liczba atomów węgla:podwójne wiązania | nazwa trywialna | formuła brutto | pozycja podwójnych obligacji | Zdarzenia | temperatura topnienia | Nazwa chemiczna |
| 18:2 | kwas linolowy | C17 H31 COOH | 9, 12 | Oleje roślinne, zwłaszcza olej szafranowy | −5 °C | (9Z ,12Z )- kwas oktadeka-9,12-dienowy |
| 18:3 | kwas linolenowy | C17 H29 COOH | 9, 12, 15 | niektóre oleje roślinne, zwłaszcza olej lniany | -11°C | (9Z ,12Z ,15Z )- kwas oktadeka-9,12,15-trienowy |
| 20:4 | kwas arachidonowy | C19 H31 COOH | 5, 8, 11, 14 | Tłuszcze zwierzęce, olej rybny | -49,5 °C | (5Z ,8Z ,11Z ,14Z )-Eikosa-5,8,11,14-kwas tetraenowy |
| 20:5 | Kwas tymnodonowy | C19 H29 COOH | 5, 8, 11, 14, 17 | Oleje rybne | −54 °C | (5Z ,8Z ,11Z ,14Z ,17Z )- Eikosa- kwas 5,8,11,14,17-pentaenowy |
| 22:5 | kwas klupanonowy | C21 H33 COOH | 7, 10, 13, 16, 19 | Oleje rybne | (7Z ,10Z ,13Z ,16Z ,19Z )- Dokoza- kwas 7,10,13,16,19-pentaenowy | |
| 22:6 | Kwas cerwonowy | C21 H31 COOH | 4, 7, 10, 13, 16, 19 | Oleje rybne | (4Z ,7Z ,10Z ,13Z ,16Z ,19Z )- Dokoza- kwas 4,7,10,13,16,19-heksaenowy | |
Uwagi:
- Kwas elaidynowy, izomer trans kwasu oleinowego, powstaje podczas utwardzania tłuszczu przy produkcji margaryny poprzez częściowe uwodornienie wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w procesie izomeryzacji. Występuje naturalnie w tłuszczu przeżuwaczy (mleko, masło, łój wołowy), ponieważ ich organizmy w żwaczu mają również enzymy uwodorniające.
- Kwas wakcenowy jest kwasem tłuszczowym trans i znajduje się w produktach mlecznych przeżuwaczy.
- Izomer kwasu linolowego z wiązaniami podwójnymi w pozycjach 9, 12 i 15 (wszystkie w konfiguracji cis) to kwas alfa-linolenowy, izomer z wiązaniami podwójnymi w pozycjach 6, 9 i 12 (wszystkie w konfiguracji cis) jest określany jako kwas gamma-linolenowy.
Metabolizm
Rozkład kwasów tłuszczowych
Kwasy tłuszczowe są przechowywane w tkance tłuszczowej w postaci trójglicerydów. W razie potrzeby, na co wskazują substancje przekaźnikowe adrenalina, noradrenalina, glukagon lub ACTH, zachodzi tam lipoliza.
Wolne kwasy tłuszczowe są następnie transportowane w krwiobiegu do komórek potrzebujących energii, gdzie są najpierw wiązane (aktywowane) z koenzymem A (CoA), zużywając ATP. Ta reakcja kończy się hydrolizą powstałego pirofosforanu na dwa fosforany (Pi ).
Następnie są one wiązane z karnityną przez enzym acylotransferazę karnityny I i transportowane do macierzy mitochondrialnej, gdzie są wiązane z powrotem do CoA przez acylotransferazę karnityny II.
W macierzy mitochondrium zachodzi β-oksydacja kwasów tłuszczowych do acetylo-CoA, który może być dalej wykorzystany w cyklu kwasu cytrynowego do uzyskania ATP. Podczas dłuższych okresów głodu lub niezbilansowanej diety z bardzo małą ilością węglowodanów, np. B. w diecie Atkinsa tłuszcze są metabolizowane do ciał ketonowych.
Oprócz mitochondrialnego utleniania kwasów tłuszczowych, w peroksysomach zachodzi również utylizacja kwasów tłuszczowych. Szczególnie długołańcuchowe kwasy tłuszczowe są tam zwykle skracane, zanim będą mogły być dalej przetwarzane w mitochondriach. Ta funkcja peroksysomalna jest istotna. Niepowodzenie prowadzi do adrenoleukodystrofii.
Synteza kwasów tłuszczowych
W przeciwieństwie do degradacji synteza kwasów tłuszczowych zachodzi w cytozolu. W organizmach wyższych wszystkie niezbędne enzymy są połączone w jeden kompleks enzymatyczny, syntazę kwasów tłuszczowych. Jednak w roślinach zielonych gromadzenie się kwasu tłuszczowego C18 odbywa się głównie w plastydach i dopiero potem jest transportowane do cytozolu.
W tym celu najpierw tworzy się malonylo-CoA z acetylo-CoA przez karboksylację ze zużyciem ATP. Jest on następnie przekształcany w malonylo-ACP, ponieważ, w przeciwieństwie do degradacji, acylowe białko nośnikowe (ACP) służy jako cząsteczka nośnika podczas syntezy zamiast CoA. Kolejna reakcja kondensacji jest w przybliżeniu odwróceniem utleniania kwasów tłuszczowych (β-utlenianie). Istnieje jednak kilka istotnych różnic w szczegółach, które umożliwiają niezależną, ukierunkowaną kontrolę obu procesów.
Znaczenie dla zdrowia
Tłuszcze nasycone dostarczają dużo energii, ale nie są niezbędne. Tłuszcze bogate w średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe są łatwiejsze do strawienia niż te bogate w długołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Kwasy tłuszczowe trans mają niekorzystny wpływ na poziom cholesterolu i ryzyko zawału serca. Kwasy tłuszczowe omega-6 są metabolizowane do prostaglandyn, które sprzyjają stanom zapalnym, a kwasy tłuszczowe omega-3 do przeciwzapalnych.
DGE zaleca pokrycie około 30% zapotrzebowania na energię tłuszczem. 10% powinny być pokryte tłuszczami nasyconymi, 10-13% jednonienasyconymi, a reszta wielonienasyconymi. Aby utrzymać niskie ryzyko sercowo-naczyniowe, stosunek kwasów tłuszczowych omega-6 do omega-3 nie powinien przekraczać 5:1.
- Lipidy
- Synteza kwasów tłuszczowych
- Kwas tłuszczowy omega-3
- Kwas tłuszczowy omega-6
- Kwas tłuszczowy omega-9
Źródła
- ↑ por. Baza danych kwasów tłuszczowych z nasion, https://sofa.bfel.de/
- ↑ Federalne Centrum Badawcze ds. Żywienia i Żywności
Referencje
- W.H. Kunau:Chemia i biochemia nienasyconych kwasów tłuszczowych . Angewandte Chemie 88, 97 (1976)
- J. Ernst, W.S. Sheldrick i J.-H. Fuhrhop:Struktury niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych. Struktura krystaliczna kwasu linolowego i potwierdzenie struktur krystalicznych kwasu linolenowego i arachidonowego . Z. Naturf. 1979, 34b, 706-711
- P. Nuhn, M. Gutheil, B. Dobner:Występowanie, biosynteza i znaczenie rozgałęzionych kwasów tłuszczowych. Fette-Seifen-Anstrichmittel 87, 135 (1985)
