Жирные кислоты

В природе обнаружено свыше 200 жирных кислот, однако более 100 различных жирных кислот идентифицированы в липидах микроорганизмов, растений и животных.

Жирные кислоты – алифатические карбоновые кислоты - в организме могут находиться как в свободном состоянии, либо выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов (рисунок 2).

Все жирные кислоты, входящие в состав жиров, делят на две группы: насыщенные и ненасыщенные, содержащие ненасыщенные жирные кислоты, имеющие две и более двойных связи называют полиненасыщенными.

Природные жирные кислоты весьма разнообразны, однако имеют ряд общих черт:

- это монокарбоновые кислоты, содержащие линейные углеводородные цепи;

- почти все они содержат четное число атомов углерода от 14 до 22, чаще всего встречаются с 16 или 18 атомами углерода;

- содержание ненасыщенных жирных кислот в липидах, как правило, выше, чем насыщенных. Двойные связи почти всех природных жирных кислот имеют цис-конфигурацию;

Рисунок 2 – Основная структура и номенклатура жирных кислот

- высшие жирные кислоты практически нерастворимы в воде, но их натриевые или калиевые соли, называемые мылами, образуют в воде мицеллы, стабилизируемые за счет гидрофобных взаимодействий. Мыла обладают свойствами поверхностно-активных веществ.

Жирные кислоты отличаются:

- длиной их углеводородного хвоста, степенью их ненасыщенности и положением двойных связей в цепях жирных кислот;

- физическими свойствами. Обычно насыщенные жирные кислоты при температуре 22°С имеют твердую консистенцию, тогда как ненасыщенные представляют собой масла. Ненасыщенные жирные кислоты имеют более низкую температуру плавления;

- структурной конфигурацией. В насыщенных жирных кислотах углеводородный хвост, в принципе может принимать бесчисленное множество конфигураций вследствие полной свободы вращения вокруг одинарной связи; однако, наиболее вероятной является вытянутая форма, поскольку она энергетически наиболее выгодна. В ненасыщенных кислотах наблюдается иная картина: невозможность вращения вокруг двойной связи (или связей) обусловливает жесткий изгиб углеводородной цепи. В природных жирных кислотах двойная связь, находясь в цис-конфигурации, дает изгиб цепи под углом приблизительно 30°. В жирных кислотах с несколькими двойными связями цис-конфигурация придает углеродной цепи изогнутый и укороченный вид.

– химическими свойствами. Полиненасыщенные жирные кислоты быстро окисляются на открытом воздухе. Кислород реагирует с двойными связями с образованием пероксидов и свободных радикалов. Ненасыщенные жирные кислоты участвуют в реакциях присоединения по двойным связям, к ним легко присоединяются галогены.

В таблице 1 приведены некоторые наиболее важные природные жирные кислоты.

В высших растениях присутствуют в основном пальмитиновая кислота и две ненасыщенные кислоты - олеиновая и линолевая.

Таблица 1 – Основные карбоновые кислоты, входящие в состав масел и жиров

Стеариновая кислота в растениях почти не встречается, а содержится в значительном количестве (25% и более) в некоторых твердых животных жирах (жир баранов и быков) и маслах тропических растений (кокосовое масло). Лауриновой кислоты много в лавровом листе, миристиновой – в масле мускатного ореха, арахиновой и бегеновой – в арахисовом и соевом маслах. Полиненасыщенные жирные кислоты - линоленовая и линолевая - составляют главную часть льняного, конопляного, подсолнечного, хлопкового и некоторых других растительных масел. Доля ненасыщенных жирных кислот в составе растительных жиров очень высока (до 90%), а из предельных лишь пальмитиновая кислота содержится в них в количестве 10-15%.

В организме человека и животных не могут синтезироваться такие важные кислоты, как линолевая, линоленовая и арахидоновая, и должны поступать в организм с пищей. Эти три кислоты получили название незаменимых жирных кислот. Комплекс этих кислот получил название витамина F. При длительном отсутствии в пище у животных наблюдается отставание в росте, сухость и шелушение кожи, выпадение шерсти. Описаны случаи недостаточности незаменимых жирных кислот и у человека. Так, у детей грудного возраста, получающих искусственное питание с незначительным содержанием жиров, может развиться чешуйчатый дерматит.

Механизм действия витамина F неизвестен, но установлено, что он участвует в регуляции обмена липидов; способствует выведению из организма холестерина, предупреждая и ослабляя атеросклероз; также оказывает благотворное влияние на стенки кровеносных сосудов, повышая их эластичность; являются (в частности арахидоновая кислота) предшественником гормонов - простагландинов, оказывающих влияние на обмен веществ, в частности, ряд простагландинов влияет на деятельность гладких мышц сосудов, в связи с чем их используют для лечения гипертонии, облегчения родов и т. д. Растительные масла не содержат арахидоновой кислоты. Она присутствует в продуктах животного происхождения (яйца, сердце, почки и т. д.) Ежедневно человеку необходимо потреблять в среднем 20-25 г растительного масла и 55-60 г животного.

Масла некоторых растений содержат значительное количество специфических жирных кислот, характерных именно для данных растений. В маслах из семян крестоцветных растений - рапса и горчицы содержится от 42 до 55 % ненасыщенной эруковой кислоты:

СН₃-(СН₂)₇-СН=СН-(СН₂)₁₁-СООН

Масло клещевины содержит рицинолевую кислоту - оксикислоту, имеющую гидроксильную группу у 12-го углеродного атома:

СН₃-(СН₂)₅-СН-СН₂-СН=СН -(СН₂)₇-СООН

|

ОН