Триглицерид ( ТГ , триацилглицерин , ТАГ или триацилглицерид ) представляет собой сложный эфир , полученный из глицерина и трех жирных кислот ( из три- и глицерида ). [1] Триглицериды являются основными компонентами жировых отложений у людей и других позвоночных, а также растительного жира . [2] Они также присутствуют в крови, обеспечивая двунаправленный перенос жирового жира и глюкозы в крови из печени, и являются основным компонентом масел кожи человека . [3]
Существует множество типов триглицеридов. Одна конкретная классификация фокусируется на насыщенных и ненасыщенных типах. Насыщенные жиры не имеют групп C=C; ненасыщенные жиры содержат одну или несколько групп C=C. Ненасыщенные жиры, как правило, имеют более низкую температуру плавления , чем насыщенные аналоги; в результате они часто являются жидкими при комнатной температуре.
Три заместителя жирных кислот могут быть одинаковыми, но обычно они разные. Многие триглицериды известны, поскольку известны многие жирные кислоты , а их комбинации еще более многочисленны. Длины цепей жирных кислот в встречающихся в природе триглицеридах различаются, но большинство из них содержат 16, 18 или 20 атомов углерода , что определяется как триглицериды с длинной цепью , тогда как триглицериды со средней длиной цепи содержат более короткие жирные кислоты. Животные синтезируют четные жирные кислоты, но бактерии обладают способностью синтезировать жирные кислоты с нечетной и разветвленной цепью. В результате жир жвачных животных содержит нечетные жирные кислоты, например 15, из-за действия бактерий в рубце . Многие жирные кислоты являются ненасыщенными; некоторые из них являются полиненасыщенными (например, полученные из линолевой кислоты ). [4]
Большинство натуральных жиров содержат сложную смесь отдельных триглицеридов. Из-за своей неоднородности они плавятся в широком диапазоне температур. Масло какао необычно тем, что оно состоит всего из нескольких триглицеридов, полученных из пальмитиновой , олеиновой и стеариновой кислот в 1-, 2- и 3-положениях глицерина соответственно. [4]
Простейшими триглицеридами являются те, в которых три жирные кислоты идентичны. Их названия указывают на жирную кислоту: стеарин , полученный из стеариновой кислоты, триолеин , полученный из олеиновой кислоты , пальмитин , полученный из пальмитиновой кислоты и т. д. Эти соединения могут быть получены в трех кристаллических формах ( полиморфах ): α, β и β', три формы, различающиеся по температуре плавления. [4] [5]
Триглицерид, содержащий различные жирные кислоты, известен как смешанный триглицерид . [6] Если первая и третья жирные кислоты в глицерине различаются, то смешанный триглицерид является хиральным . [7]
Триглицериды представляют собой триэфиры , полученные в результате реакции конденсации глицерина с тремя жирными кислотами . Их формирование можно резюмировать следующим общим уравнением:
В природе образование триглицеридов не является случайным; скорее, определенные жирные кислоты избирательно конденсируются с гидроксильными функциональными группами глицерина. Животные жиры обычно имеют остатки ненасыщенных жирных кислот на атомах углерода 1 и 3. Крайними примерами неслучайных жиров являются масло какао (упомянутое выше) и сало , которое содержит около 20% триглицеридов с пальмитиновой кислотой на атоме углерода 2 и олеиновой кислотой на атомах углерода 1. и 3. [4] Ранним этапом биосинтеза является образование глицерин -1-фосфата : [4]
Три атома кислорода в этом эфире фосфорной кислоты дифференцируются, создавая основу для региоспецифического образования триглицеридов, поскольку диол избирательно реагирует с производными кофермента А жирных кислот, RC(O)S–CoA:
Затем эфирно-фосфатная связь гидролизуется, освобождая место для введения третьего эфира жирной кислоты:
Жиры обычно называются в честь их источника (например, оливковое масло , масло печени трески , масло ши , курдючный жир ) или имеют собственные традиционные названия (например, масло, сало, топленое масло и маргарин ). Некоторые из этих названий относятся к продуктам, которые помимо собственно жиров содержат значительное количество других компонентов.
Триглицериды обычно называют сложными эфирами этих кислот, например, глицерил-1,2-диолеат-3-пальмитат, название феромона выводка медоносной пчелы. [8] Если остатки жирных кислот в триглицериде одинаковы, часто используются такие названия, как олеин (для триолеата глицерина) и пальмитин (для трипальмитата глицерила).
В общей химической номенклатуре органических соединений Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) [ 9] любая органическая структура может быть названа, начиная с соответствующего ей углеводорода и затем указывая различия, чтобы полностью описать ее структуру. Например, для жирных кислот положение и ориентация двойных углерод-углеродных связей указываются, считая от карбоксильной функциональной группы . Таким образом, олеиновая кислота формально называется (9 Z )-октадек-9-еновой кислотой, что означает, что соединение имеет:
Номенклатура ИЮПАК также может относиться к разветвленным цепям и производным, в которых атомы водорода заменены другими химическими группами. Триглицериды получают официальные названия IUPAC в соответствии с правилом наименования сложных эфиров. Например, формальное название пропан-1,2,3-трил-1,2-бис((9 Z )-октадек-9-еноат) 3-(гексадеканоат) относится к феромону, неофициально называемому глицерил-1,2-диолеат. -3-пальмитат [8] и также известен под другими распространенными названиями, включая 1,2-диолеоил-3-пальмитоилглицерин, пальмитат диолеата глицерина и 3-пальмито-1,2-диолеин.
Обозначение, специфичное для жирных кислот с неразветвленной цепью, столь же точное, как и обозначение ИЮПАК, но более простое для анализа, представляет собой код вида «{N}:{D} цис -{CCC} транс -{TTT}», где {N} — количество атомов углерода (включая карбоксильный), {D} — количество двойных связей, {CCC} — список положений цис- двойных связей, {TTT} — список положений. транс - облигаций. Один или оба списка цис- и транс- списков и их метки опускаются, если с этой геометрией нет множественных связей. Например, коды стеариновой, олеиновой, элаидиновой и вакценовой кислот: «18:0», «18:1 цис -9», «18:1 транс -9» и «18:1 транс -11». соответственно. Катальпиновая кислота , (9 E ,11 E ,13 Z )-октадека-9,11,13-триеновая кислота по номенклатуре IUPAC имеет код «18:3 цис -13 транс -9,11».
Для питания человека важная классификация жиров основана на количестве и положении двойных связей в составе жирных кислот. В насыщенных жирах преобладают насыщенные жирные кислоты без каких-либо двойных связей, тогда как в ненасыщенных жирах преобладают ненасыщенные кислоты с двойными связями. (Названия относятся к тому факту, что каждая двойная связь означает на два атома водорода меньше в химической формуле. Таким образом, насыщенная жирная кислота, не имеющая двойных связей, имеет максимальное количество атомов водорода для данного количества атомов углерода – т.е. , он «насыщен» атомами водорода.) [10] [11]
Ненасыщенные жирные кислоты подразделяются на мононенасыщенные (МНЖК) с одной двойной связью и полиненасыщенные (ПНЖК) с двумя или более. [10] [11] Природные жиры обычно содержат несколько различных насыщенных и ненасыщенных кислот, даже в одной и той же молекуле. Например, в большинстве растительных масел остатки насыщенной пальмитиновой (C16:0) и стеариновой (C18:0) кислот обычно присоединены к положениям 1 и 3 (sn1 и sn3) глицеринового узла, тогда как среднее положение (sn2) обычно занята ненасыщенной, например олеиновой (С18:1, ω–9) или линолевой (C18:2, ω–6). [12] )
Хотя наибольший интерес обычно представляют питательные аспекты полиненасыщенных жирных кислот, эти материалы также имеют непищевое применение. К ним относятся олифы , такие как льняное (семя льна) , тунговое , маковое , перилловое и ореховое масло , которые полимеризуются под воздействием кислорода с образованием твердых пленок и используются для изготовления красок и лаков .
Насыщенные жиры обычно имеют более высокую температуру плавления, чем ненасыщенные с той же молекулярной массой, и поэтому с большей вероятностью будут твердыми при комнатной температуре. Например, животные жиры и сало содержат большое количество насыщенных жирных кислот и представляют собой твердые вещества. С другой стороны, оливковое и льняное масла ненасыщенные и жидкие. Ненасыщенные жиры склонны к окислению воздухом, в результате чего они становятся прогорклыми и несъедобными.
Двойные связи в ненасыщенных жирах могут превращаться в одинарные в результате реакции с водородом под действием катализатора. Этот процесс, называемый гидрогенизацией , используется для превращения растительных масел в твердые или полутвердые растительные жиры , такие как маргарин , которые могут заменить жир и сливочное масло и (в отличие от ненасыщенных жиров) могут храниться неопределенно долго, не становясь прогорклыми. Однако частичное гидрирование также приводит к образованию некоторых нежелательных транс- кислот из цис- кислот. [13]
В клеточном метаболизме молекулы ненасыщенных жиров дают немного меньше энергии (то есть меньше калорий ), чем эквивалентное количество насыщенных жиров. Теплота сгорания насыщенных, моно-, ди- и триненасыщенных эфиров жирных кислот с 18 атомами углерода составила 2859, 2828, 2794 и 2750 ккал/моль соответственно; или, в пересчете на массу, 10,75, 10,71, 10,66 и 10,58 ккал/г – снижение примерно на 0,6% для каждой дополнительной двойной связи. [14]
Чем выше степень ненасыщенности жирной кислоты (т.е. чем больше двойных связей в жирной кислоте), тем более уязвима она к перекисному окислению липидов ( прогорканию ). Антиоксиданты могут защитить ненасыщенные жиры от перекисного окисления липидов.
Льняное масло и родственные ему масла являются важными компонентами полезных продуктов, используемых в масляных красках и связанных с ними покрытиях. Льняное масло богато компонентами ди- и триненасыщенных жирных кислот, которые имеют тенденцию затвердевать в присутствии кислорода. Этот процесс затвердевания с выделением тепла свойственен так называемым олифам . Это вызвано процессом полимеризации , который начинается с того, что молекулы кислорода атакуют углеродную основу.
Триглицериды также расщепляются на компоненты посредством переэтерификации при производстве биодизеля . Полученные эфиры жирных кислот можно использовать в качестве топлива в дизельных двигателях . Глицерин имеет множество применений, например , в производстве продуктов питания и фармацевтических препаратов.
Окрашивание жирных кислот, триглицеридов, липопротеинов и других липидов осуществляется с помощью лизохромов (жирорастворимых красителей). Эти красители позволяют определить определенный интересующий жир путем окрашивания материала в определенный цвет. Некоторые примеры: Sudan IV , Oil Red O и Sudan Black B.
Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы перейти к соответствующим статьям. [§ 1]
