GR ĂSI MI

1. GRĂSIMI CHIMIE ORGANICĂ – Curs Anul I -BiologieTitular curs: Conf. dr. Zoiţa BERINDE

2. GRĂSIMILE

3. Definitie Grasimile sunt amestecuri naturale, de compozitie complexa, alcatuite in principal din esteri mixti ai glicerinei, numiti gliceride. Grasimile sunt substanţe organice sintetizate de organismele animale si vegetale. Fac parte din clasa lipidelor. Ele reprezintă substanţe indispensabile alimentaţiei, fiind o sursa de producere a energiei. In plante, grăsimile sunt sintetizate din amidon – produsul de asimilaţie al CO2 de către plante. Grasimile sunt introduse in organismul animal prin alimentaţie, dar pot fi si sintetizate. Acizii graşi sunt acizi organici cu un număr par de atomi de carbon (in jur de 18). S-a stabilit ca in grăsimi se întâlnesc aproximativ 20 de acizi graşi. Frecvent se găsesc acizii stearic, palmitic, oleic.

4. Compozitia gliceridelor In gliceridele naturale din grasimi, glicerina este esterificata cu acizi care au urmatoarele caracteristici: -numar mare de atomi de carbon, C4-C24; -catena liniara, lipsita de ramificatii; -numar par de atomi de carbon; -o singura grupare carboxil(minocarboxilici) -caracter saturat sau nesaturat. In studiile efectuate s-au identificat circatreizeci de acizimonocarboxilici. Dintre acestiafrecventa cea mai mare o au: CH3 – (CH2)14 – COOH acidul palmitic (5-10%) CH3 – (CH2)16 – COOH acidul stearic (10-25%) ca acizi monocarboxilici saturati, si CH3 – (CH2)7 – CH=CH – (CH2)7 – COOH acidul oleic (10-15%) dintre aciziisaturati.

5. In gliceridele naturale cele trei grupari hidroxil ale glicerinei sunt intotdeauna esterificate de doi sau chiar trei acizi diferiti: CH2 – O CO – (CH2)14 – CH3 -rest palmitic l CH2 – O CO – (CH2)14 – CH3 -rest palmitic l CH2 – O CO – (CH2)16 – CH3 -rest stearic dipalmito-stearina CH2 – O CO – (CH2)16 – CH3 -rest stearic l CH2 – O CO – (CH2)7 – CH=CH – (CH2)7 – CH3 -rest oleic l CH2 – O CO – (CH2)7 – CH=CH – (CH2)7 – CH3 -rest oleic dioleo-stearina

6. Clasificarea grasimilor Grasimile se clasifica, după originea lor, in: Grăsimi animale, de obicei solide Grasimile solide contin de obicei acizi nesaturati, avand numai legaturi simple intre atomii de C ex : acidul palmitic CH3-(CH2)14-COOH Grăsimi vegetale, in general lichide Grasimile lichide contin de obicei acizi nesaturati, avand legaturi duble intre atomii de C ex : acidul oleic CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)-COOH

8. Propietati fizice si chimice • Grasimile sunt amestecuri complexe de diferite gliceride; nu au puncte de topire nete, ci se topesc sau se congeleaza in anumite intervale de temperatura. • Grasimile sunt substante insolubile in apa, cu care emulsioneaza. Sunt solubile in solventi organici (eter, benzen, acetona, cloroform). • Prin pastrare indelungata, grasimile se altereaza datorita procesului de rancezire, care consta in degradarea grasimilor. Se formeaza o serie de compusi organici cu numar mic de atomi de carbon, care dau gust neplacut si miros urat grasimilor. • Unele uleiuri lichide sunt sicative. Sub actiunea oxigenului din aer formeaza pelicule dure, aderente, transparente, insolubile, rezistente la intemperii. Aceasta propietate sta la baza obtinerii lacirulor si vopselelor.

9. Hidrogenarea grasimilor lichide se desfasoara in prezenta unui catalizator. Grasimile solide care se obtin sunt folosite pentru fabricarea sapunului, a lumanarilor, iar in stare curata si rafinata sunt folosite la prepararea produselor alimentare (margarina). • O proprietate deosebit de importanta a grasimilor este hidroliza (reactia cu apa), in urma careia se obtin acizi grasi si glicerina. In practica se lucreaza in mediul alcalin – solutie de hidroxid de sodiu; se obtin astfel, alaturi de glicerina, saruride sodiu ale acizilor grasi, respectiv sapunul. Datorita acestui fapt, reactia de hidroliza a grasimilor in mediu bazic se mai numeste saponificare. • CH2 – O – CO – (CH2)14 – CH3 CH2 - OH • l 3NaOH l • CH – O – CO – (CH2)16 – CH3 CH2 – OH+2CH3 - (CH2)14 - COONa • l l palmitat de sodiu • CH2 – O – CO – (CH2)14 – CH3 CH2 – OH+CH3 – (CH2)16 - COONa • dipalmito-stearina stearat de sodiu

10. Prelucrarea grasimilor In natura grasimile apar in semintele unor plante, in unele fructe, in tesutul adipos animal sau in parti anatomice ale organismului animal. Din sursele vegetale se extrag grasimi lichide (uleiuri vegetale), iar din cele animale grasimi solide ca unt, untura, seu (fiind posibile si unele inversari – untul de cocos, uleiul de peste etc.). Uleiurile vegetale se obtin prin presarea semintelor sau fructelor sau, mai eficient, prin extractia cu solventi. Grasimile animale se obtin prin topirea tesutului animal respectiv sau prin centrifugare. Dupa extragere, grasimile destinate consumului alimentar sunt supuse rafinarii, in scopul eliminarii unor componente sau a unor insusiri nedorite ( acizi liberi, fosfatide, culoarea inchisa, miros neplacut etc.)

11. Uleiul de masline contine circa 80% acid oleic din totalul acizilor. Ceara da albine este un amestec de esteri ai acizilor cu catena liniara (C24-C34) cu alcooli primari liniari(C24-C34). In ceara de albine se mai gasesc acizi grasi liberi, Precum si alcani cu catene neramificate cu 25, 27, 29, 31 atomi de carbon.

12. Istoria sapunului(extindere) Intr-un vas de lut care dateaza din anul 2800 inaintea erei noastre, in Mesopotamia s-a gasit un material asemanator sapunului. Inscriptiile de pe vas indica faptul ca grasimile au fost fierte cu cenusa. O legenda romana spune ca pe muntele Sopo din Italia erau sacrifivate animale iar ploaia a amestecat grasimile cu cenusa de pe malul apei. Vazand ca le usureaza munca, femeile au inceput sa foloseasca acest amestec. In sec. al II-lea, e.n., un medic grec a recomandat sapunul pentru spalare iar in sec. al XV-lea se incepe producerea sapunului la Venetia. In sec. al XVIII-lea se raspandeste in intreaga Europa si in sec. al XIX-lea, fabricarea sapunului devine una din cele mai importante ramuri ale indusriei.

14. Materia grasa in plante In plante materia grasa se concentreaza numai in anumite parti cum sunt semintele, fructele, samburii, jucand rolul unei substante de rezerva, pe care planta o utilizeaza in timpul dezvoltarii ei, drept sursa de energie.Grasimile prezinta avantajul ca  puterea lor calorica este foarte ridicata si sunt lipsite de apa de cristalizare.             Cele mai multe plante naturale au seminte oleaginoase. La cele de cultura predomina cele cu seminte amidonoase. Acumulari de grasimi de rezerva se produc si in tulpinile unor copaci. La germinatie, rezervele de grasimi sunt practic complet epuizate. Se produce o hidroliza a grasimilor la acizi grasi si glicerina, sub actiunea lipazelor vegetale prezente in toate semintele si in alte organe ale plantei.

15. Continutul de substanta de rezerva in semintele oleaginoase si amidonoase

16. Grasimile din regnul animal In organismul animal, sintetizarea grasimilor propriise face in urma transformarii altor componente ale alimentelor. Formarea grasimilor din glucide si proteine este legata de ciclul lui Krebs.             De remarcat este importanta pentru aceste transformaria unor substante care ocupa un loc central: acidul piruvic, acetilcoenzima A si substantele care constituie unele etape ale ciclului Krebs, precum si coenzimele procesului redox, care de asemenea au rolul  unor substante active. Acesti metaboliti, care sunt comuni in metabolismul mai multor clase de substante, formeaza pentru organism asa-numitul “fond metabolic comun”.             Grasimile din tesuturile animale contin in structurile lor acizi grasi cu un numar pereche de atomi de carbon cuprins intre 4 si 24. Posibilitatile organismului de a sintetiza acesti acizi, sunt foare diferite de la tesut la tesut si de specie la specie. Comun penrtu toate speciile si toate tesuturile este faptul aratat mai sus, ca biosinteza porneste de la aceiasi substanta simpla care este acetilul coenzima A denumit acid acetic activat si care    poate provenii din glucide, din aminoacizi, din alcool etilic si din acizi grasi. Dupa felul cum este folosit acetilul conezima A se poate realiza sinteza de acizi grasi, deci grasimi sau producere de energie prin oxidare  pana la CO2 si H2O in ciclul citric.

17. Trecerea spre o cale  sau alta depinde de starea generala a organismului si de factorii de mentinere a homeostazei generale. Intr-un regim normal , acetil coenzima A pentru  sinteza  de acizi grasi provine 30% din glucide.Dupa sintetizarea acizilor grasi, pentru formarea lipidelor propriu-zise, acestia trebuie sa se esterificecu glicerina, obtinuta in ciclul Krebs din glucide.Procesul de esterificare are loc dupa o prealabila fosforilare a glicerinei. Cea mai mare parte din grasimea animalelor se gaseste sub forma de tesuturi adipoase subcutante, tesuturi adipoase asezate pe membranele  peritoneale care sustin stomacul si intestinele si grasimea depusa la suprafata organelor interne.Aceasta sursa o constituie principala sursa de lipide pentru organism, functionand in acelasi timp ca termoregulator.In functie de  starea de ingrasare a animalului in carne se gaseste asa numita “grasime de marmorare” dintre muschi, si cea de perselare in interiorul muschiului. O cantitate mica de grasime se gaseste chiar in interiorul fibrei Grasimile crude din diferite parti ale corpului difera in ceea ce priveste consistenta, culoarea, compozitia chimica. In general grasimile de acoperire au un punct  de topire mai scazut, dacat grasimea acumulata in interiorul organismului.

18. La animalele din zone calde grasimea are consistenta mai tare dacat la cele dintr-un climat temperat – rece. Grasimea de bovine este de culoare galbena, determinata de pigmentii carotenoici . Intensitatea culorii depinde de continutul de caroten. Pana la 1mg caroten /kg  grasimea este alb-galbuie, intre 2-3 mg caroten/kg  este galbena iar peste 5 mg caroten /kg este galben intens. Femelele au grasimea mai intens colorata decat masculii. Efect hotarator in compozitia grasimii il are hrana.Cand hrana are putina grasime se formeaza grasime prin sinteza din glucide  si proteine si in consecinta bogata in acizi grasi saturati si monosaturati. Aceasta deoarece organismul animal este in stare sa sintetizeze din glucide si proteine numai acizi grasi   saturati si monosaturati, ceilalti acizi grasi polinesaturati putand fi sintetizati numai daca alimentele digerate contin acizi grasi cel putin nesaturati.   

19. Importanta fiziologica Grasimile sunt componenteindispensabilealimentatiei umane; unui adult ii sunt necesare aproximativ 100g de grasimi zilnic. Daca aceasta cantitate se depaseste, se pot produce depuneri de grasimi pe peretii interiori ai vaselor sangvine, provocandu-se astfel aparitia unor boli cardiovasculare.

21. Generalitati Grasimile se folosesc la fabricarea sapunurilor, a lacurilor si a vopselelor pe baza de uleiuri sicative, a unsorilor consistente etc.Cantitatile de grasimi necesare obtinerii sapunurilor sunt limitate, fapt ce a determinat gasirea unor produse de sinteza cu propietati asemanatoare acestora din urma. Sapunul menajer, de exemplu, este solubil in apa si se obtine prin tratarea grasimilor cu hidroxid de sodiu sau cu hidroxid de potasiu, la care se adauga unele ingrediente. Grasimile sunt o sursa de energie si in general, furnizarea energiei este mai constanta. In plus, o data supuse procesului de digestie, o anumita cantitate de grasimi va fi depozitata in “depozitele de grasimi” din organism, situate sub piele si in jurul unor organe importante, cum ar fi rinichii, inima si ficatul.

22. Aceste depozite apara organismul impotriva frigului si protejeaza oasele si organele interne impotriva ranilor. Contrar unor teorii la moda, o anumita cantitate de grasime este esentiala pentru pastrarea sanatatii. Aproape toate alimentele contin grasimi, cu exceptia majoritatii fructelor si legumelor. Produsele animale (carne, untura, produse lactate) contin asa-numitele grasimi saturate. Nucile, pestele gras, uleiurile vegetale si unele margarini usoare contin grasimi nesaturate. Dieticienii recomanda un consum mai mare de grasimi nesaturate decat de grasimi saturate, cele din urma incurajand colesterolul, substanta produsa pe cale naturala in ficat, dar prezenta si in unele alimente. Un anumit nivel al colesterolului este esential sanatatii organismului; dar se pare ca ficatul este capabil sa produca intreaga cantitate de colesterol necesara, nefiind nevoie sa includem in alimentatie aceasta substanta. Persoanele care au un nivel ridicat de colesterol in organism sunt sfatuite sa reduca consumul acestuia. Deoarece grasimile furnizeaza o energie mai consistenta decat carbohidratii, procentajul lor in alimentatia zilnica trabuie sa fie mai mic. Nu se poate spune care este cantitatea ideala de grasime din alimentatie: clima rece sau activitatea intensa accentueaza nevoia de grasimi. In general, cel putin15% din caloriile zilnice trebuie sa provina din grasimi, iar media ar fi 20-30%.