Masti

UVOD

Masti su organski molekuli nerastvoreni u vodi. Rastvaraju se u nepolarnim rastvaračima kao što su: hloroform, etar, aceton, benzen i dr. Masti imaju više značajnih bioloških funkcija. One se nalaze kao strukturni sastojci ćelijske membrane i ćelijskih organela. Derivati masti se nalaze kao sastojci sistema za transport elektrona u mitohondrijama. Igraju ulogu izolatora (potkožno masno tkivo), a kao zaštitni omotač nalaze se i oko nekih organa (bubrezi). Takođe imaju važnu ulogu u deponovanju energije, ćelijskom prepoznavanju i tkivnom imunitetu. Nezasićene masne kiseline sa dve ili više dvostrukih veza (linolna, linoleinska i arahidonska) su esecijalne masne kiseline, koje imaju određene biološke funkcije i moraju se unositi hranom. Određeni steroidi, koji se takođe svrstavaju u masti, imaju hormonsku aktivnost. Lipidi se mogu naći vezani sa drugim biomolekulima kao što su šećeri (glikolipidi) ili proteinima (lipoproteini).
Za sada ne postoji opšte prihvaćen sistem klasifikovanja masti. Iz praktičnih razloga mogu se podeliti na:
– Trigliceride (triacilgliceroli, neutralne masti)
– Fosfogliceride (fosfolipidi, glicerofosfatidi)
– Sfingolipide
– Voskove
– Glikolipide (sfingolipidi koji sadrže ugljene hidrate)
– Terpene
– Steroide
– Lipoproteinske kiseline
Prema poreklu lipidi se dele na biljne i životinjske. Prema hemijskom sastavu (mogućnosti osapunjenja) dele se na osapunjive i neosapunjive. Osapunjivi lipidi sadrže ostatak bar jedne masne kiseline, koja se pri alkalnoj hidrolizi oslobađa u vidu alkalne soli, odnosno sapuna. U ovu grupu spadaju: neutralne masti (triacilgliceridi), fosfogliceridi, sfingolipidi i voskovi. Neosapunjivi lipidi se često zovu zajedničkim imenom i izoprenoidi, a obuhvataju: steroide (steroli, žučne kiseline i steroidni hormoni) i terpene.

OSOBINE I ULOGE MASTI

Lipidi u hrani imaju jedinstvena fizička i hemijska svojstva. NJihov sastav, kristalna struktura, temperatura topljenja, sposobnost asociranja (vezivanja) molekula vode i drugih nelipidnih molekula su od velikog značaja za funkcionalna svojstva većine namirnica. Svojstvo lipida je stvaranje micela i dvosloja u kontaktu sa vodom. Lipidi s jednim bočnim lancem stvaraju micele dok lipidi s dva bočna lanca stvaraju dvosloje.
Lipidi se u svim živim ćelijama javljaju kao strukturna komponenta. Neki su linearni alifatični molekuli, dok drugi imaju prstenastu strukturu.
Neki su aromatični, dok drugi nisu.

Neki lipidi imaju delimično polarni karakter, dok su drugi nepolarni.
Uopšteno, njihova osnovna struktura je nepolarna ili hidrofobna, što znači da ne postoji dobra intereakcija sa polarnim rastvaračima kao što je voda. Neke grupe lipida mogu imati deo strukture koji je polaran ili hidrofilni i pokazuje dobru tendenciju da se rastvaraju u polarnim rastvaračima kao što je voda. Ova pojava ih čini amfolitima (poseduju oba svojstva hidrofilno i hidrofobno). U slučaju holesterola hidrofilna komponenta je -OH (hidroksilna) grupa. U slučaju fosfolipida polarne grupe su veće i više polarizovane.

FIZIČKE OSOBINE MASTI

Masti imaju široku primenu u prehrambenoj industriji, a hrani, čiji su sastojak, daju odgovarajuću konzistenciju, topljivost i plastičnost. Pri tome, od njihovog sastava, količine i osobina zavisi tehnološki postupak koji se koristi u proizvodnji namirnica. Zbog toga se proučavanju fizičkih karakteristika masnih kiselina poklanja velika pažnja.
Tačka topljenja masnih kiselina raste sa porastom dužine ugljovodoničnog lanca i stepenom zasićenosti. Obrnuto tome menja im se rastvorljivost. Na temperaturama višim od tačke topljenja, mešaju se sa mnogim organskim rastvaračima: etrima, estrima, ketonima i raznim drugim ugljovodonicima.
U vodi su masne kiseline sa dugim ugljovodoničnim lancima gotovo nerastvorne. Za njih je karakteristično obrazovanje micele sa negativno naelektrisanim COOˉ krajem okrenutim ka vodi, a nepolarnim nizom ugljovodonika ka unutrašnjosti. Na taj način micele dobijaju negativno naelektrisanje, međusobno se odbijaju i tako formiraju suspenziju.
Viskozitet opada sa povećanjem nezasićenosti molekula, a raste sa povećanjem molekulske mase. Zato su ulja, koja sadrže masne kiseline male molekulske mase, manje viskozna od onih koja sadrže masne kiseline velike molekulske mase.
Indeks prelamanja svetlosti raste sa porastom dužine lanca, broja dvostrukih veza i konjugacije. U praksi se upotrebljava za identifikaciju i određivanje čistoće masti i ulja.
Još jedna bitna karakteristika je dielektrična konstanta, koja takođe raste sa porastom broja dvostrukih veza, a opada sa porastom temperature. Koristi se za kontrolu proizvoda, koji pored masti sadrže i veću količinu vlage, jer ova veličina zavisi od načina formiranja emulzije i odnosa tečne i masne faze u njoj.

HEMIJSKE OSOBINE MASTI

Masne kiseline reaguju isto kao i sve druge ugljovodonične kiseline, što znači da su podložne esterifikaciji i oksido-redukciji. U esterifikaciji se umesto glicerola mogu koristiti i neki drugi jednovalentni ili polivalentni alkoholi. Redukcijom masnih kiselina dobijaju se masni alkoholi.
Oksidaciji masne kiseline podležu i na sobnim temperaturama.

Pri tome se razlažu na ketone, aldehide i manje količine epoksida i alkohola. Katalizatori ovih reakcija su teški metali čak i u vrlo malim koncetracijama. Zbog toga se masti i ulja štite dodatkom različitih antioksidanasa, kao što je, na primer, askorbinska kiselina. Na povišenom pritisku i uz metalne katalizatore, masne kiseline reaguju sa vodonikom i prelaze u alifatične alkohole, a tretiranjem amonijakom ili aminima dobijaju se amidi.
Reaktivnost nezasićenih masnih kiselina zavisi od položaja i broja dvostrukih veza. Što su nezasićene veze bliže jedna drugoj, molekuli su reaktivniji. Za ovu grupu kiselina karakteristične je adicija, najčešće hidrogenacija, koja se koristi za prevođenja biljnih ulja u masti. Značajne su još i izomerizacija, polimerizacija, sulfonovanje, sulfatovanje i druge reakcije.
Masne kiseline kratkih lanaca disosuju u vodi dajući jako kiselu sredinu. Kiseline dužih lanaca ne pokazuju velike promene u pKa vrednosti. Ipak, povećavanjem dužine lanca naglo se smanjuje rastvorljivost masnih kiselina u vodi, pa je smanjen i njihov uticaj na pH. Značaj njihovih pKa vrednosti je samo u određivanju tipa reakcije u kojoj će kiseline učestvovati.

TRIGLICERIDI (NEUTRALNE MASTI)

Triacilgliceridi su estri alkohola glicerola sa tri masne kiseline, koje mogu biti iste ili različite. Ako su sve tri kiseline iste, onda su to prosti triacilgliceroli (tripalmitoglicerol, trioleilglicerol). Međutim u prirodi se najčešće nalaze različite masne kiseline i takvi triliceridi se nazivaju mešoviti i mogu sadržati kako zasićene, tako i nezasićene masne kiseline. Trigliceridi se često nazivaju neutralnim mastima, pošto im molekuli nemaju električnog naboja. Naziv triacilglicerid se tradicionalno koristi, mada je prikladniji naziv triacilglicerol. Oni trigliceridi koji su u tečnom stanju na sobnoj temperaturi nazivaju se ulja i karakterišu se visokim sadržajem nezasićenih i nižih masnih kiselina. Digliceridi i monoglieridi se mogu naći u prirodi, ali u mnogo manjim količinama. Većina životinjskih masti su triglicedidi, koji sadrže zasićene i nezasićene masne kiseline. Pošto preovlađuju zasićene masne kiseline, ove masti su čvrste na sobnoj temperaturi. . Većina životinjskih masti su triglicedidi, koji sadrže zasićene i nezasićene masne kiseline. Pošto preovlađuju zasićene masne kiseline, ove masti su čvrste na sobnoj temperaturi.
KLASIFIKACIJA, HEMIJSKA STRUKTURA I NEKE OSOBINE LIPIDA
Prosti lipidi su supstance čiji se molekuli sastoje samo od ostataka masnih kiselina i alkohola (najčešće glicerola). Ovde spadaju masti i ulja (trigliceridi) i voskovi.
Složeni lipidi uključuju derivate fosforne kiseline (fosfolipidi) i lipide koji sadrže ostatke ugljenih hidrata (glikolipidi). Ovde spadaju i steroidi.

Ako se životinjska ili biljna tkiva tretiraju organskim rastvaračima, deo će se rastvoriti. Komponente rastvora se nazivaju lipidi. Lipidna frakcija sadrži supstance različitih tipova.Masne kiseline spadaju u alifatične karboksilne kiseline. Iz lipida je izolovano više od 70 raznih masnih kiselina. Dele se na zasićene i nezasićene. Prirodne masne kiseline sadrže paran broj C atoma, a niz nije razgranat, već je normalan. Ispod su nabrojane neke od najvažnijih masnih kiselina (masne se zovu zato što se nalaze u mastima):
Zasićene masne kiseline
Trivijalni naziv Strukturna formula
buterna CH3(CH2)2COOH
kapronska
CH3(CH2)4COOH
kaprilna
CH3(CH2)6COOH
kaprinska
CH3(CH2)8COOH
laurinska
CH3(CH2)10COOH
miristinska
CH3(CH2)12COOH
palmitinska
CH3(CH2)14COOH
stearinska
CH3(CH2)16COOH
arahinska
CH3(CH2)18COOH
begenska
CH3(CH2)20COOH
lignocerinska
CH3(CH2)22COOH
Nezasićene masne kiseline
Trivijalni naziv Strukturna formula
krotonska
CH3 – CH = CH – COOH
palmatooleinska
CH3 – (CH2)5 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
oleinska
CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
eruka
CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)11 – COOH
nervonska
CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)13 – COOH
linolna
CH3 – (CH2)4 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
linoleinska
CH3 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
arahidonska
CH3 – (CH2)4 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)3 – COOH
klupadonska
CH3 – CH2 – CH = CH – (CH2)2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)2 – CH = CH – (CH2)2 – CH = CH – (CH2)2 – COOH