No iuni introductive Lipidele constituie o important clas de compu i naturali, r spndite n toate organismele vegetale i animale. O caracteristic general a lipidelor este solubilitatea lor n diferi i solven i organici i insolubilitatea lor n ap . Cu toate c lipidele sunt substan e cu ele au o caracteristic structural comun de vedere chimic sunt esteri Lipidele se g sesc n natur att predominant ca substan e de rezerv n legume structur variat , i anume din punct n stare liber , semin e, fructe,

Lipidele se g sesc i asociate cu proteinele i glucidele sub form de lipoproteine, respectiv glicolipide, care se g sesc n 1 cantitate mai mare n membrane, mitocondrii, nucleu, etc

No iuni introductive Majoritatea covr itoare a lipidelor sunt esteri naturali ai alcoolilor cu acizi gra i La formarea lor particip sau ciclic sau un poliol nesatura i

un alcool monohidroxilat aciclic i acizi organici satura i i

Alcoolul i acidul sunt lega i ntre ei prin leg turi esterice n constitu ia anumitor lipide intr (aminoalcooli, aminoacizi)

i alte substan e

La unele plante, numite plante oleaginoase, lipidele se acumuleaz n cantitate mare n semin e (floarea-soarelui, rapi , bumbac, in, dovleac, soia) sau n fructe (m sline, c tin , migdale) fiind utilizate pentru extragerea uleiurilor 2 vegetale la scar industrial .

Rolul lipidelor n organism rol structural rol energetic rol de solven i i vehiculan i rol protector rol de sus inere a unor organe interne rol de barier hidric rol n alimenta ia ra ional a oamenilor3

Rolul lipidelor n organism Lipidele au n organismele vegetale un rol structural, fiind constituen i de baz , indispensabili, ai tuturor celulelor i esuturilor vegetale, participnd la toate procesele vitale din organism. n organismele vegetale i animale, lipidele au, de asemenea, un rol energetic foarte important. Ele reprezint pentru organism rezerve (depozite) concentrate de energie. Dac prin degradare glucidele furnizeaz 4,1 kcal/g, prin oxidarea unui gram de lipide se ob in n medie 9,3 kcal., deci dublu fa de glucide i protide. Lipidele ndeplinesc, de asemenea, rol de solven i i vehiculan i ai unor componente biologic importante, liposolubile, 4 cum sunt vitaminele A, D, K, E, F, carotenoide, steroli.

Rolul lipidelor n organism Lipidele au rol protector (termic, mecanic, hidric), iar la animale i un rol de sus inere a unor organe interne (rinichi, splin , inim , etc.). Lipidele intr n constitu ia nveli urilor i a membranelor protectoare de la suprafa a organismelor vegetale, reprezentnd o barier hidric la suprafa a fructelor, a legumelor, semin elor, frunzelor, etc., a pielii, mpiedicnd p trunderea i evaporarea apei. Datorit valorii lor energetice ridicate, ct i datorit faptului c n lipide se dizolv diferite substan e, biologic active (vitamine, acizi gra i nesatura i, carotenoide), lipidele au un rol nsemnat n alimenta ia ra ional a oamenilor.5

Clasificarea lipidelor1. Dup rolul biologic ce-l ndeplinesc n organism, lipidele se pot grupa n: lipide de rezerv lipide de constitu ie

2. Dup familii:

structura lor, lipidele se mpart n dou

mari

lipide simple (neutre) formate numai din C, H i O

lipide complexe (polare) care con in n molecul lng C, H, O i N, P sau S

pe6

Clasificarea lipidelorLa rndul lor, att lipidele simple, ct i cele complexe, se clasific dup natura alcoolilor, a acizilor i a altor substan e care intr n constitu ia lor. Lipidele simple dup natura alcoolului sunt mp r ite n: gliceride care sunt esteri ai glicerolului cu acizii gra i ceride care sunt esteri ai monoalcoolilor superiori cu acizii gra i steride care sunt esteri ai sterolilor cu acizii gra i etolide care sunt esteri ai hidroxiacizilor cu acizii gra i7

Clasificarea lipidelorLipidele complexe se mpart n 2 mari grupe: glicerolipide (fosfatide) sfingolipide n func ie de prezen a sau absen a n molecul a N, P sau S lipidele complexe se mpart n urm toarele subgrupe: Glicerofosfolipide (con in P) acizi fosfatidici, inozitofosfatide; Gliceroaminofosfolipide (con in N i P) lecitine, cefaline; Glicerosulfolipide (nu con in N i P, dar con in S); Sfingofosfolipide (con in N i P) sfingomielina; Sfingoglicolipide cerebrozide; (nu con in P, dar con in N) cerebrine 8 i

Unit

ile structurale ale lipidelor

acizii gra i alcoolii -Acizii gra i sunt acizi organici ce intr n constitu ia lipidelor -Din punct de vedere chimic, acizii gra i sunt compu i ce con in n molecul : o grupare carboxilic

(-COOH) - saturat - nesaturat sau ciclic9

o caten

carbonic

n principal linear , i mai rar ramificat

Unit

ile structurale ale lipidelor

- Cei mai r spndi i acizi gra i din organismele vegetale sunt cei cu 12-20 atomi de carbon n molecul , satura i i nesatura i - Acizii gra i sunt componentele principale ale lipidelor, care determin propriet ile i deosebirile dintre lipidele acelua i grup - n func ie de prezen a altor grup ri func ionale pe lng cea carboxilic , acizii gra i pot fi: hidroxiacizi epoxiacizi

aldo- sau ceto-acizi

acizi cu inele ciclice

10

- sunt cei mai r spndi i acizi gra i din natur - formula general a unui acid gras saturat este

CH3-(CH2)n-COOH

- pot con ine num r par sau impar de atomi de carbon - pot fi cu caten linear sau ramificat

- cei care predomin la majoritatea covr itoare la plante sunt cei lineari i cu num r par de atomi de carbon11

Principalii acizi gra i satura i din organismele vegetale sunt: acidul butiric cu 4 atomi de carbon n molecul ; acidul capronic cu 6 atomi de carbon n molecul ; acidul caprilic cu 8 atomi de carbon n molecul ; acidul caprinic cu 10 atomi de carbon n molecul ; acidul lauric cu 12 atomi de carbon n molecul ; acidul miristic cu 14 atomi de carbon n molecul ; acidul palmitic cu 16 atomi de carbon n molecul ; acidul stearic cu 18 atomi de carbon n molecul ;

acidul arahic cu 20 atomi de carbon n molecul ;

12

Exemple de acizi gra i satura i cu caten ramificat : acidul izobutiric cu 4 atomi de carbon n molecul ; acidul izomiristic cu 14 atomi de carbon n molecul ;

Exemple de acizi gra i satura i cu caten num r impar de atomi de carbon:

ramificat

i

acidul izovalerianic cu 5 atomi de carbon n molecul ;

Dintre acizii satura i men iona i mai sus, n plantele superioare predomin , cantitativ: acizii lauric, miristic, 13 palmitic i stearic.

- se g sesc cu preponderen n organismele vegetale i animale adaptate s tr iasc la temperaturi sc zute i a celor la care temperatura corpului este variabil , n func ie de condi iile de mediu - pot s con in n molecula lor leg turi duble sau triple

- cei mai importan i i mai r spndi i sunt acizii nesatura i cu 1-3 duble leg turi - dup num rul dublelor leg turi pe care le con in se pot clasifica n: acizi monoetenici14 acizi polietenici (di-, tri-, tetra-, penta- etenici)

Principalii acizi gra i nesatura i sunt:oleic cu 18 atomi de carbon n molecul , dubla acidul leg tur aflndu-se la C9; simbol 18:1; acidul linoleic cu 18 atomi de carbon n molecul ; 2 duble leg turi; dublele leg turi aflndu-se la C9 i C12; simbol 18:2; acidul linolenic cu 18 atomi de carbon n molecul ; 3 duble leg turi; dublele leg turi aflndu-se la C9, C12 i C15; simbol 18:3; acidul arahidonic cu 20 atomi de carbon n molecul ; 4 duble leg turi; dublele leg turi aflndu-se la C5, C8, C11 i C14; simbol 20:4. acidul tariric - cu 18 atomi de carbon n molecul ; 1 tripl 15 leg tur la C5.

Reprezentarea acizilor gra i nesatura i cu duble leg turi se face printr-o caten n zig-zag, cu men ionarea dublei leg turi.9

COOH12 9

acid oleic acid linoleic acid linolenic

COOH15 12 9

COOH

Unii dintre acizii gra i polietenici sunt acizi gra i esen iali (AGE), acizi pe care animalele nu-i pot sintetiza, fiind nevoite s -i procure prin hran . 16

Acizii gra i esen iali au un rol important, deoarece intr n constitu ia vitaminei F, avnd, de asemenea un rol esen ial n alimenta ia omului i a animalelor. Acizii gra i esen iali particip la formarea membranelor celulare i contribuie, n organismele animale, la formarea prostaglandinelor, hormoni ce m resc contrac ia mu chilor. Dintre acizii nesatura i men iona i mai sus, n plantele superioare se g sesc mai frecvent, acizii oleic, linoleic, linolenic i arahidonic.17

Con in n molecul pe lng gruparea carboxilic i una sau mai multe grup ri hidroxilice, pe catene saturate sau nesaturate. Dintre ace tia mai r spndi i sunt: acidul ienuperic (hidroxipalmitic) care se g se te n r conifere acidul ricinoleic uleiul de ricin ini de

i acidul dihidroxistearic care se g sesc n

acidul cerebronic care se g se te n sistemul nervos18

Izomeria acizilor gra i- se refer la forma catenei carbonice liniar sau ramificat a dublei leg turi - se refer la pozi ia dublei leg turi din catena 2. Izomerie de pozi ie carbonic a pozi iei grup rii hidroxilice care se refer la pozi ia grup rilor OH pe catena carbonic n cazul hidroxiacizilor

1. Izomerie de caten

3. Izomerie geometric 4. Izomerie optic

- se refer leg turi (izomerie cis-trans)

la configura ia dublelor

la prezen a atomilor de carbon asimetrici; ace tia pot fi dextrogiri (+) i levogiri (-) 19 dup sensul de rotire a planului luminii polarizate.

- se refer

Izomeria acizilor gra i1. Izomerie de caten- se refer carbonice liniar sau ramificat la forma catenei

Exemplu: acidul n-butiric i acidul izobutiric (acid 2-metil-propionic) a dublei leg turi - se refer la H3C C COOH pozi ia dublei leg turi din catena H2 H2 H carbonic Exemplu: acidul oleic (ce con ine 18 atomi acid C cu dubla leg tur la de izobutiric acid n-butiric (acid 2-metil-propionic) C9) se g se te n natur sub forma a 14 izomeri (dubla leg tur se 10 9 poate g si la C6, la C11, etc.). COOH

2. IzomerieCde pozi ie H3C C COOH

CH3

COOH7 12 11

6 COOH20

izomeri ai acidului oleic

Izomeria acizilor gra i2. Izomerie de pozi iea pozi iei grup rii hidroxilice care se refer la pozi ia grup rilor OH pe catena carbonic n cazul hidroxiacizilor

Exemplu: acidul hidroxibutiric se g se te sub forma a 2 izomeri ( - i -hidroxibutiric). H H 3. Izomerie geometricC - COOH se refer la configura ia dublelor H3C C COOH H3C C C H2 H2 leg turi (izomerie cis-trans) OH OH Exemplu: acidul oleic (2 izomeri - cis-trans)H3C HOOC (CH2)7 (CH2)7 H C CH H3C (CH2)7 H C C H (CH2)7 COOH

acid oleic (cis)

acid elaidic (trans)

Att n organismele vegetale, ct i n cele animale, predomin izomerii cis

21

Izomeria acizilor gra i3. Izomerie geometric- se refer leg turi (izomerie cis-trans) la configura ia dublelor

Exemplu: acidul linoleic (4 izomeri cis-trans)H innd cont c (CH2)4 linoleic posed C 2 duble leg turi (la C9 i C12) putem acidul CH H3C H3 (CH2)4 C H avea: 12 C C C HC C CH H H2 - un izomer 9-cis, 12-cis, H2 12 (CH2)7 COOH 9 C - un izomer 9-cis, 12-trans, 9-trans, 9 C (CH2)7 COOH H H - un altul 9-trans, 12-cis, Acid linoleic (9-cis, 12-cis) Acid linoleic (9-trans, 12-trans) - un al patrulea 9-trans, 12-trans. H3C (CH2)412

H C C H CH2 (CH2)7

H C CH9

H3C

(CH2)4

H C CH 12

HC CH2 HOOC (CH2)7 CH9

HOOC

Acid linoleic (9-cis, 12-trans)

Acid linoleic (9-trans, 12-cis)

22

Izomeria acizilor gra ila prezen a atomilor de carbon asimetrici; ace tia pot fi dextrogiri (+) i levogiri (-) dup sensul de rotire a planului luminii polarizate.

4. Izomerie optic

- se refer

- Acizii gra i formeaz pu ini izomeri optici.Exemplu: acidul ricinoleic C12 este determinat de prezen a grup rii hidroxilice carbon asimetric

H3C

H (CH2)5 C C C C 12 H2 H H OH acid ricinoleic

9

(CH2)7

COOH

23

Propriet

ile acizilor gra ii fizice i chimice

1. Propriet 2. Propriet

a) Disocierea - n ioni de H+ i ionul carboxilic COOb) Reac ia de substitu ie cu Cl2 sau Br2 c) Reac ia de adi ie d) Reac ia de oxidareo de hidrogen o de halogeni o autooxidare o oxidare energic

e) Reac ia de decarboxilare f) Reac ia de esterificare

g) Reac ia cu metale alcaline i alcalino-p mntoase

24

Propriet

ile acizilor gra ii fizice

1. Propriet

- acizii gra i satura i sunt substan e solide la temperatura obi nuit , cu excep ia acizilor butiric, capronic care sunt lichizi; - acizii gra i nesatura i sunt lichizi la temperatura camerei, cu excep ia acidul erucic care este solid; - punctele de topire cresc o dat carbonice; cu cre terea catenei

- dublele leg turi din molecul mic oreaz punctele de topire; - solubilitatea n ap a acizilor gra i scade o dat cu cre terea catenei carbonice.25

Propriet

ile acizilor gra ii chimice

2. Propriet

a) Disocierea - n ioni de H+ i ionul carboxilic COO Acizii gra i existen i n organism n stare liber i mai ales cei cu caten carbonic mai scurt , se disociaz n ioni de hidrogen H+ i anionul carboxilic COO-, disocierea maxim producndu-se la pH-ul optim al celulelor. Dup gradul de disociere, acizii gra i sunt acizi slabi.

26