Липиды. Жиры и жирные масла.

Липиды образуют один из 4-х главных классов соединений, обнаруженных в живых тканях. Три других класса - это углеводы, белки и нуклеиновые кислоты. В современной биохимии растений к классу липидов относят соединения, отве­чающие 3 критериям:

1. Они присутствуют в живых тканях.

2. Они растворимы в органических растворителях и нерастворимы в воде.

3. Структура этих соединений характеризуется наличием остатка жирных кислот.

Все липиды подразделяются на 2 больших класса - «нейтральные» и «поля­рные». Нейтральные липиды легче растворяются в неполярных углеводородных растворителях, таких как петролейный эфир и бензол, тогда как полярные липи­ды значительно легче растворяются в полярных растворителях, таких как этанол. Нейтральные липиды можно в свою очередь подразделить на ацилглицеролы (называемые также глицеридами) и воска; ацилглицеролы - это эфиры жирных кислот и глицерина, тогда как воска - это главным образом эфиры жирных кис­лот и моногидроксиспиртов с длинной углеводородной цепью. Полярные липи­ды подразделяются на фосфолипиды - диэфиры ортофосфорной кислоты и гли-колипиды, содержащие один или более моносахаридных остатков, но не содержа­щие ортофосфорную кислоту.

Среди липидов триглицериды накапливаются как запасные вещества в семе­нах растений и (или) в мякоти плодов и помимо их очевидной ценности для рас­тения имеют огромное хозяйственной (в том числе и медицинское) значение. Воска, фосфолипиды и гликолипиды выполняют структурные функции. Воска со­держатся в кутикулярном слое, покрывающем клетки эпидермиса и предотвраща­ющем как избыточное поступление воды внутрь растения, так нее вытекание из растения. Поскольку фосфолипиды и гликолипиды - это структурные компонен­ты мембран, они распределяются по всему растению.

I. Структура липидов и их распространение.

1. Жирные кислоты.

В растительном мире идентифицировано свыше 200 различных жирных кис­лот. Большинство этих жирных кислот можно назвать «необычными», так как они встречаются только у нескольких видов растений. Из оставшихся широкораспространенных жирных кислот, небольшая часть содержится в растениях в очень больших количествах и входит в состав большинства липидов; эти жирные кис­лоты называют главными. Остальные широко распространенные жирные кисло­ты встречаются в гораздо меньших количествах и м.б. названы второстепенными.

1) Главные жирные кислоты.

Главные жирные кислоты - это насыщенные или ненасыщенные монокарбоновые кислоты с неразветвленной углеродной цепью с четным числом углерод­ных атомов. Ненасыщенные жирные кислоты имеют двойные связи в цис-конфигурации, а у полиненасыщенных кислот двойные связи организованы в систему, где между двойными связями находятся метиленовые группы.

Пальмитиновая, олеиновая и линолевая кислоты часто преобладают, но вооб­ще насыщенных жирных кислот в растениях содержится меньше, чем ненасыще­нных. 2) Второстепенные жирные кислоты.

Второстепенные жирные кислоты можно подразделить на 2 главные подгруп­пы:

1. насыщенные и цис-9 мононенасыщенные кислоты

2. полиненасыщенные кислоты.

Насыщенные кислоты обычно короче (С₆, С₈, С₁₀) или длиннее (С₂₀-С₃₀), чем главные жирные кислоты. Из цис-9 ненасыщенных кислот наиболее распростра­нена пальмитоолеиновая (16:1, 9 цис) и миристоолеиновая (14:1, 9 цис). Большая часть второстепенных полиненасыщенных кислот принадлежит к одному из трех биосинтетических семейств жирных кислот, так называемых ω-9, ω-6, ω-3. В этих обозначениях используется строго биохимический, (а не химический) метод нумерации молекул жирной кислоты. Углеродная цепь нумеруется, начиная от метильного или ω-конца, а не от карбоксильного. Таким образом, атом С-1 это метильный или ω-атом. Следовательно ω-9 жирная кислота имеет двойную связь между 9 и 10 углеродными атомами при нумерации молекулы с ω-конца. Из ω-9 жирных кислот эруковая кислота (22:1, 13 цис) присутствует в масле из семян ра­стений, относящихся к семейству Cruciferaceae и Tropaeolaceae (особенно в масле из семян рапса), ω-6 жирные кислоты - например γ-линоленовая кислота (18:3, 6 цис, 9 цис, 12 цис) была найдена у растении из семейств Boraginaceae н Onagraceae). Арахидоновая кислота (20:4, 5 цис, 8 цис, 11 цис, 14 цис) была обнаружена в водорослях, мхах и папоротниках. ω-3 жирные кислоты особенно характерны для низших представителей растительного мира и жиров морских животных. Они чаще всего имеют длину цепи С₁₆-С₂₂ с 3-6 двойными связями, между ко­торыми расположены метиленовые группы.

2. Жиры. Жирные масла.

Жиры - это эфиры жирных кислот и глицерина. Они являются главными сос­тавными частями природных жиров и масел. Следует отметить, что в данном кон­тексте единственное различие между жиром и маслом заключается в том, что при комнатной температуре жир - это твердое вещество, а масло жидкое. Это зависит от преобладания в жире остатков насыщенных жирных кислот, а в масле - ненасьщенных. Помимо глицеринов природные жиры и масла содержат незначитель­ное количество других липидов.

Жиры очень распространены в природе. В растениях они составляют непре­менную часть семян. Семена некоторых растений, содержащих особенно много жиров, принято называть масличными (подсолнечник, хлопчатник, соя, лен и др.) они служат сырьем для промышленного получения растительных жиров. В семе­нах многих других растений содержание жира значительно меньше, но нет не од­ного растения, в семенах которого не содержалось хотя бы нескольких % жира. Много жира содержится в плодах некоторых растений (например, плоды различ­ных видов пальм, оливкового дерева). Заметные количества жира осенью находят в коре некоторых деревьев (например, березы).

Жирное масло в семенах многих растений распределяется между отдельными частями ядра семени более или менее равномерно (семена подсолнечника). В се­менах других растений жирное масло практически концентрируется в зародыше их (злаки). Содержание масла в оболочке семени невелико, чаще всего 1-2 %

У животных и рыб жир концентрируется в подкожных жировых тканях или в тканях, окружающих внутренние органы, особенно отличающиеся активным уча­стием в жизнедеятельности организма (сердце, почки, кишечник и др.) Жиром богата печень некоторых животных и рыб.

У огромного большинства природных глицеридов все три гидроксильные группы этерифицированы жирными кислотами. Тер­мин «триглицерид» используется как синоним термина «жир». Моноглицериды и деглицериды, у которых соответственно этерифицированы одна или две гидроксигруппы глицерина не встречаются у живых организмов в заметном количестве, хотя они представляют собой важные промежуточные продукты обмена веществ. Триглицерид называют «простым», если все остатки жирных кислот в молекуле одинаковы, и «смешанным», если два или более из этих остатков различны. При­родные жиры и масла состоят главным образом из смешанных триглицеридов. Теоретически каждая из трех гидроксильных групп может быть этерифицирована любой жирной кислотой. Отсюда следует возможность существования огромного количества раз личных триглицеридов. На практике, однако, эта возможность ог­раничивается наличием в данной ткани относительно небольшого числа главных жирных кислот.