Триглицериды
Любой эфир глицерина, имеющий все три гидроксильные группы, этерифицированные жирными кислотами
Виды жиров в пище
Компоненты
Искусственные жиры
Пример ненасыщенного жирного триглицерида (C 55 H 98 O 6 ). Левая часть: глицерин ; правая часть, сверху вниз: пальмитиновая кислота , олеиновая кислота , альфа-линоленовая кислота .

Триглицерид (от три- и глицерид ; также ТГ , триацилглицерол , ТАГ или триацилглицерид ) — это сложный эфир, полученный из глицерина и трех жирных кислот . [1] Триглицериды являются основными составляющими жира в организме человека и других позвоночных, а также растительного жира . [2] Они также присутствуют в крови, обеспечивая двунаправленный перенос жировой ткани и глюкозы крови из печени, и являются основным компонентом масел кожи человека . [3]

Существует много типов триглицеридов. Одна конкретная классификация фокусируется на насыщенных и ненасыщенных типах. Насыщенные жиры не имеют групп C=C; ненасыщенные жиры имеют одну или несколько групп C=C. Ненасыщенные жиры, как правило, имеют более низкую температуру плавления , чем насыщенные аналоги; в результате они часто являются жидкими при комнатной температуре.

Химическая структура

Пример природного смешанного триглицерида с остатками трех различных жирных кислот. Первый остаток жирной кислоты насыщен ( выделен синим ), второй остаток жирной кислоты содержит одну двойную связь в углеродной цепи ( выделен зеленым ). Третий остаток жирной кислоты (остаток полиненасыщенной жирной кислоты, выделен красным ) содержит три двойные связи в углеродной цепи. Все показанные двойные связи углерод-углерод являются цис- изомерами.

Три заместителя жирных кислот могут быть одинаковыми, но обычно они различны. Известно множество триглицеридов, поскольку известно множество жирных кислот . Длина цепей групп жирных кислот различается в природных триглицеридах. Триглицериды, содержащие 16, 18 или 20 атомов углерода , определяются как длинноцепочечные триглицериды , в то время как триглицериды со средней цепью содержат более короткие жирные кислоты. Животные синтезируют четные жирные кислоты, но бактерии обладают способностью синтезировать нечетные и разветвленные жирные кислоты. В результате жир жвачных животных содержит нечетные жирные кислоты, такие как 15, из-за действия бактерий в рубце . Многие жирные кислоты являются ненасыщенными; некоторые являются полиненасыщенными (например, полученные из линолевой кислоты ). [4]

Большинство натуральных жиров содержат сложную смесь отдельных триглицеридов. Из-за своей гетерогенности они плавятся в широком диапазоне температур. Масло какао необычно тем, что оно состоит всего из нескольких триглицеридов, полученных из пальмитиновой , олеиновой и стеариновой кислот в 1-, 2- и 3-положениях глицерина соответственно. [4]

Простейшие триглицериды — это те, в которых три жирные кислоты идентичны. Их названия указывают на жирную кислоту: стеарин, полученный из стеариновой кислоты, триолеин, полученный из олеиновой кислоты , пальмитин, полученный из пальмитиновой кислоты и т. д. Эти соединения могут быть получены в трех кристаллических формах ( полиморфах ): α, β и β′, причем три формы различаются по своим температурам плавления. [4] [5]

Триглицерид, содержащий различные жирные кислоты, известен как смешанный триглицерид . [6] Они более распространены в природе.

Если первая и третья жирные кислоты в глицерине различаются, то смешанный триглицерид является хиральным . [7]

Физические свойства

Триглицериды бесцветны, хотя деградированные образцы могут казаться желтоватыми. Стеарин, простой, насыщенный, симметричный триглицерид, является твердым веществом при температуре, близкой к комнатной, но большинство примеров являются маслами. Их плотность составляет около 0,-0,9 г/см 3 . [ необходима цитата ]

Биосинтез

Триглицериды - это триэфиры , полученные в результате реакции конденсации глицерина с тремя жирными кислотами . Их образование можно обобщить следующим общим уравнением:

CH(OH)(CH2OH ) 2 + RCOOH + R'COOH + R"COOH → RC(O)OCH2 − CH(OC( O )R')−CH2C ( O)OR" + 3H2O

В природе образование триглицеридов не является случайным; скорее, определенные жирные кислоты селективно конденсируются с гидроксильными функциональными группами глицерина. Животные жиры обычно имеют остатки ненасыщенных жирных кислот на атомах углерода 1 и 3. Яркими примерами неслучайных жиров являются масло какао (упомянутое выше) и сало , которое содержит около 20% триглицеридов с пальмитиновой кислотой на углероде 2 и олеиновой кислотой на углеродах 1 и 3. [4] Ранним шагом в биосинтезе является образование глицерол-1-фосфата : [4]

СН( ОН )( СН2ОН ) 2 + Н2РО−4 → HOCH 2 −CH(OH)−CH 2 −OPO 3 H − + H 2 O

Три атома кислорода в этом фосфатном эфире дифференцируются, создавая условия для региоспецифического образования триглицеридов, поскольку диол селективно реагирует с производными кофермента А жирных кислот, RC(O)S–CoA:

HOCH2 − CH(OH)−CH2 − OPO3H− + RC (O)S−CoA + R'C(O)S−CoA → RC(O)O−CH2− CH ( −OC (O)R')−CH2 − OPO3H− + 2HS −CoA

Затем связь фосфатного эфира гидролизуется, освобождая место для введения третьего эфира жирной кислоты:

RC(O)O−CH 2 −CH(−OC(O)R')−CH 2 −OPO 3 H − + H 2 O → RC(O)O−CH 2 −CH(−OC(O)R' )−CH 2 OH + H 2 PO−4
RC(O)O−CH2 − CH(−OC(O)R')−CH2OH + R"C(O)S−CoA → RC(O)O−CH2 − CH(−OC(O)R')−CH2 − OC(O)R" + HS−CoA

Номенклатура

Распространенные названия жиров

Жиры часто называют по их источнику, например, оливковое масло , рыбий жир , масло ши , курдючный жир . Некоторые имеют свои собственные традиционные названия, например, масло, сало, топленое масло и маргарин . Состав этих натуральных жиров несколько изменчив. Содержание олеиновой кислоты в оливковом масле может варьироваться от 64 до 86%.

Химические названия жирных кислот

Триглицериды затем обычно называются эфирами этих кислот, как в глицерил 1,2-диолеат 3-пальмитат, название для феромона расплода медоносной пчелы. [8] Когда остатки жирных кислот в триглицериде все одинаковы, распространены такие названия, как олеин (для глицерил триолеата) и пальмитин (для глицерил трипальмитата). [ необходима цитата ]

ИЮПАК

В общей химической номенклатуре органических соединений Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) [9] любая органическая структура может быть названа, начиная с ее соответствующего углеводорода , а затем указав различия, чтобы полностью описать ее структуру. Например, для жирных кислот положение и ориентация двойных связей углерод-углерод указываются, считая от карбоксильной функциональной группы . Таким образом, олеиновая кислота официально называется (9 Z )-октадец-9-еновой кислотой, что описывает, что соединение имеет:

  • 18-углеродная цепь («октадец-»), где углерод карбоксила («-овая кислота») обозначен номером 1
  • все связи углерод-углерод являются одинарными, за исключением двойной связи, которая соединяет углерод 9 («9-ен») с углеродом 10
  • цепь соединяется с каждым из атомов углерода двойной связи с одной и той же стороны (отсюда и цис , или «(9 Z )» — где « Z » является сокращением от немецкого слова zusammen , что означает вместе).

Номенклатура ИЮПАК также может обрабатывать разветвленные цепи и производные, в которых атомы водорода заменяются другими химическими группами. Триглицериды принимают формальные названия ИЮПАК в соответствии с правилом, регулирующим наименование эфиров. Например, формальное название пропан-1,2,3-трил 1,2-бис((9 Z )-октадец-9-еноат) 3-(гексадеканоат) применяется к феромону, неформально называемому глицерил 1,2-диолеат-3-пальмитат, [8] а также известному под другими распространенными названиями, включая 1,2-диолеоил-3-пальмитоилглицерол, глицеролдиолеатпальмитат и 3-пальмито-1,2-диолеин.

Код жирных кислот

Специфическая нотация для жирных кислот с неразветвленной цепью, которая столь же точна, как и нотация ИЮПАК, но более проста в анализе, представляет собой код вида "{N}:{D} цис -{CCC} транс -{TTT}", где {N} - число атомов углерода (включая карбоксильный), {D} - число двойных связей, {CCC} - список положений цис - двойных связей, а {TTT} - список положений транс-связей . Один или оба списка цис и транс и их метки опускаются, если нет кратных связей с такой геометрией. Например, коды для стеариновой, олеиновой, элаидиновой и вакценовой кислот - "18:0", "18:1 цис -9", "18:1 транс -9" и "18:1 транс -11" соответственно. Каталповая кислота , (9 E ,11 E ,13 Z )-октадека-9,11,13-триеновая кислота, согласно номенклатуре ИЮПАК имеет код «18:3 цис -13 транс -9,11». [ необходима цитата ]

Насыщенные и ненасыщенные жиры

Для питания человека важная классификация жиров основана на количестве и положении двойных связей в жирных кислотах, входящих в состав. Насыщенный жир имеет преобладание насыщенных жирных кислот , без каких-либо двойных связей, в то время как ненасыщенный жир имеет преимущественно ненасыщенные кислоты с двойными связями. (Названия относятся к тому факту, что каждая двойная связь означает на два атома водорода меньше в химической формуле. Таким образом, насыщенная жирная кислота, не имеющая двойных связей, имеет максимальное количество атомов водорода для данного количества атомов углерода – то есть она «насыщена» атомами водорода.) [10] [11]

Ненасыщенные жирные кислоты далее классифицируются на мононенасыщенные (МНЖК) с одной двойной связью и полиненасыщенные (ПНЖК) с двумя или более. [10] [11] Натуральные жиры обычно содержат несколько различных насыщенных и ненасыщенных кислот, даже в одной и той же молекуле. Например, в большинстве растительных масел остатки насыщенной пальмитиновой (C16:0) и стеариновой (C18:0) кислот обычно присоединены к позициям 1 и 3 (sn1 и sn3) глицеринового концентратора, тогда как среднее положение (sn2) обычно занимает ненасыщенная, такая как олеиновая (C18:1, ω–9) или линолевая (C18:2, ω–6). [12] )

Стеариновая кислота (насыщенная, C18:0)
Пальмитолеиновая кислота (мононенасыщенная, C16:1 цис -9, омега-7)
Олеиновая кислота (мононенасыщенная, C18:1 цис -9, омега-9)
α-Линоленовая кислота (полиненасыщенная, C18:3 цис -9,12,15, омега-3)
γ-Линоленовая кислота (полиненасыщенная, C18:3 цис -6,9,12, омега-6)

Насыщенные жиры обычно имеют более высокую температуру плавления, чем ненасыщенные с той же молекулярной массой, и, таким образом, с большей вероятностью будут твердыми при комнатной температуре. Например, животные жиры, сало и свиное сало , содержат большое количество насыщенных жирных кислот и являются твердыми веществами. Оливковое и льняное масла, с другой стороны, являются ненасыщенными и жидкими. Ненасыщенные жиры склонны к окислению воздухом, что делает их прогорклыми и несъедобными. [ необходима цитата ]

Двойные связи в ненасыщенных жирах могут быть преобразованы в одинарные связи в результате реакции с водородом под действием катализатора. Этот процесс, называемый гидрогенизацией , используется для превращения растительных масел в твердые или полутвердые растительные жиры , такие как маргарин , которые могут заменить жир и масло и (в отличие от ненасыщенных жиров) противостоять прогорканию . При некоторых условиях гидрогенизация может создавать некоторые нежелательные транскислоты из цис- кислот. [13]

В клеточном метаболизме ненасыщенные молекулы жира дают немного меньше энергии (т. е. меньше калорий ), чем эквивалентное количество насыщенного жира. Теплота сгорания насыщенных, моно-, ди- и триненасыщенных 18-углеродных жирных кислот эфиров была измерена как 2859, 2828, 2794 и 2750 ккал/моль соответственно; или, на основе веса, 10,75, 10,71, 10,66 и 10,58 ккал/г – уменьшение примерно на 0,6% для каждой дополнительной двойной связи. [14]

Чем больше степень ненасыщенности в жирной кислоте (т.е. чем больше двойных связей в жирной кислоте), тем более она уязвима к перекисному окислению липидов ( прогорклость ). Антиоксиданты могут защищать ненасыщенные жиры от перекисного окисления липидов.

Коммерческое применение

Хотя наибольший интерес представляют пищевые аспекты полиненасыщенных жирных кислот, эти материалы также имеют непищевое применение.

Льняное масло и родственные масла являются важными компонентами полезных продуктов, используемых в масляных красках и родственных покрытиях. Льняное масло богато ди- и триненасыщенными жирнокислотными компонентами, которые имеют тенденцию затвердевать в присутствии кислорода. Этот процесс затвердевания с выделением тепла свойствен этим так называемым высыхающим маслам . Он вызван процессом полимеризации , который начинается с того, что молекулы кислорода атакуют углеродный остов. Помимо льняного масла, другие масла проявляют свойства высыхания и используются в более специализированных приложениях. К ним относятся тунговое , маковое , перилловое и ореховое масла . Все они « полимеризуются » под воздействием кислорода , образуя твердые пленки, полезные в красках и лаках . [15]

Триглицериды также могут быть расщеплены на метиловые эфиры составляющих их жирных кислот путем переэтерификации :

RCO 2 CH(CH 2 O 2 CR')(CH 2 O 2 CR ) + 3 CH 3 OH → RCO 2 CH 3 + R'CO 2 CH 3 + R CO 2 CH 3 + HOCH(CH 2 OH) 2

Получающиеся метиловые эфиры жирных кислот можно использовать в качестве топлива в дизельных двигателях , отсюда и их название — биодизель .

Окрашивание

Окрашивание жирных кислот, триглицеридов, липопротеинов и других липидов осуществляется с помощью лизохромов (жирорастворимых красителей). Эти красители позволяют классифицировать определенный интересующий жир, окрашивая материал в определенный цвет. Некоторые примеры: Судан IV , Красный масляный O и Судан черный B. [ требуется цитата ]

Интерактивная карта маршрутов

Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы перейти к соответствующим статьям. [§ 1]

  1. ^ Интерактивную карту путей можно редактировать на WikiPathways: «Statin_Pathway_WP430».

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Номенклатура липидов". Комиссия по биохимической номенклатуре IUPAC-IUB (CBN) . Получено 08.03.2007 .
  2. ^ Нельсон, DL; Кокс, MM (2000). Ленингер, Принципы биохимии (3-е изд.). Нью-Йорк: Worth Publishing. ISBN 1-57259-153-6.
  3. ^ Лампе, MA; Берлингейм, AL; Уитни, Дж.; Уильямс, ML; Браун, BE; Ройтман, Э.; Элиас, М. (1983). «Липиды рогового слоя кожи человека: характеристика и региональные вариации». J. Lipid Res . 24 (2): 120–130 . doi : 10.1016/S0022-2275(20)38005-6 . PMID  6833889.
  4. ^ abcde Альфред Томас (2002). "Жиры и жирные масла". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Weinheim: Wiley-VCH . doi :10.1002/14356007.a10_173. ISBN 3527306730.
  5. ^ Charbonnet, GH; Singleton, WS (1947). «Термические свойства жиров и масел». J. Am. Oil Chem. Soc. 24 (5): 140. doi :10.1007/BF02643296. S2CID  101805872.
  6. ^ "Смешанный триглицерид | химическое соединение | Britannica". www.britannica.com . Получено 2023-02-13 .
  7. ^ Лок, CM; Уорд, JP; ван Дорп, DA (1976). «Синтез хиральных глицеридов, начиная с D- и L-серина». Химия и физика липидов . 16 (2): 115– 122. doi :10.1016/0009-3084(76)90003-7. PMID  1269065.
  8. ^ ab N. Koeniger и HJ Veith (1983): "Глицерил-1,2-диолеат-3-пальмитат, феромон расплода медоносной пчелы ( Apis mellifera L.)". Experientia , том 39, страницы 1051–1052 doi :10.1007/BF01989801
  9. ^ Анри А. Фавр; Уоррен Х. Пауэлл; и др. (Международный союз теоретической и прикладной химии) (2014). Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия, 2013 (PDF) . Кембридж, Англия: Королевское химическое общество . ISBN 978-1-84973-306-9. OCLC  865143943.
  10. ^ ab "Незаменимые жирные кислоты". Центр информации о микроэлементах, Университет штата Орегон, Корваллис, штат Орегон. Май 2014 г. Получено 24 мая 2017 г.
  11. ^ ab "Омега-3 жирные кислоты, рыбий жир, альфа-линоленовая кислота". Mayo Clinic. 2017. Получено 24 мая 2017 .
  12. ^ Институт шортенингов и пищевых масел (2006). "Пищевые жиры и масла" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2007-03-26 . Получено 2009-02-19 .
  13. ^ Маршанд, В. (2010). «Трансжиры: что должны знать врачи». Канадское педиатрическое общество . 6 (15): 373– 375. doi :10.1093/pch/15.6.373. PMC 2921725. PMID  21731420 . 
  14. ^ Krisnangkura, Kanit (1991). «Оценка теплоты сгорания триглицеридов и метиловых эфиров жирных кислот». Журнал Американского общества нефтехимиков . 68 : 56–58 . doi :10.1007/BF02660311. S2CID  84433984.
  15. ^ Poth, Ulrich (2001). "Осушающие масла и родственные продукты". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . doi :10.1002/14356007.a09_055. ISBN 978-3-527-30385-4.
  • Снижение уровня триглицеридов (EMedicineHealth.com; октябрь 2020 г.)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Триглицериды&oldid=1256979807"