Триглицерид (от три- и глицерид ; также ТГ , триацилглицерол , ТАГ или триацилглицерид ) — это сложный эфир, полученный из глицерина и трех жирных кислот . [1] Триглицериды являются основными составляющими жира в организме человека и других позвоночных, а также растительного жира . [2] Они также присутствуют в крови, обеспечивая двунаправленный перенос жировой ткани и глюкозы крови из печени, и являются основным компонентом масел кожи человека . [3]
Существует много типов триглицеридов. Одна конкретная классификация фокусируется на насыщенных и ненасыщенных типах. Насыщенные жиры не имеют групп C=C; ненасыщенные жиры имеют 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 различны. Известно множество триглицеридов, поскольку известно множество жирных кислот . Длина цепей групп жирных кислот различается в природных триглицеридах. Триглицериды, содержащие 16, 18 или 20 атомов углерода , определяются как длинноцепочечные триглицериды , в то время как триглицериды со средней цепью содержат более короткие жирные кислоты. Животные синтезируют четные жирные кислоты, но бактерии обладают способностью синтезировать нечетные и разветвленные жирные кислоты. В результате жир жвачных животных содержит нечетные жирные кислоты, такие как 15, из-за действия бактерий в рубце . Многие жирные кислоты являются ненасыщенными; некоторые являются полиненасыщенными (например, полученные из линолевой кислоты ). [4]
Большинство натуральных жиров содержат сложную смесь отдельных триглицеридов. Из-за своей гетерогенности 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]
Простейшие триглицериды — это 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′, причем три формы различаются по своим температурам плавления. [4] [5]
Триглицерид, содержащий различные жирные кислоты, известен как смешанный триглицерид . [6] Они более распространены в природе.
Если первая и третья жирные кислоты в глицерине различаются, то смешанный триглицерид является хиральным . [7]
Триглицериды бесцветны, хотя деградированные образцы могут казаться желтоватыми. Стеарин, простой, насыщенный, симметричный триглицерид, является твердым веществом при температуре, близкой к комнатной, но большинство примеров являются маслами. Их плотность составляет около 0,-0,9 г/см 3 .
Триглицериды - это триэфиры , полученные в результате реакции конденсации глицерина с тремя жирными кислотами . Их образование можно обобщить следующим общим уравнением:
В природе образование триглицеридов не является случайным; скорее, определенные жирные кислоты селективно конденсируются с гидроксильными функциональными группами глицерина. Животные жиры обычно имеют остатки ненасыщенных жирных кислот на атомах углерода 1 и 3. Яркими примерами неслучайных жиров являются масло какао (упомянутое выше) и сало , которое содержит около 20% триглицеридов с пальмитиновой кислотой на углероде 2 и олеиновой кислотой на углеродах 1 и 3. [4] Ранним шагом в биосинтезе является образование глицерол-1-фосфата : [4]
Три атома кислорода в этом фосфатном эфире дифференцируются, создавая условия для региоспецифического образования триглицеридов, поскольку диол селективно реагирует с производными кофермента А жирных кислот, RC(O)S–CoA:
Затем связь фосфатного эфира гидролизуется, освобождая место для введения третьего эфира жирной кислоты:
Жиры обычно называются по их источнику (например, оливковое масло , рыбий жир , масло ши , курдючный жир ) или имеют собственные традиционные названия (например, сливочное масло, сало, топленое масло и маргарин ). Некоторые из этих названий относятся к продуктам, которые содержат значительное количество других компонентов, помимо собственно жиров.
Триглицериды затем обычно называют эфирами этих кислот, например, глицерил 1,2-диолеат 3-пальмитат, название феромона расплода медоносной пчелы. [8] Если остатки жирных кислот в триглицериде все одинаковы, то распространены такие названия, как олеин (для глицерил триолеата) и пальмитин (для глицерил трипальмитата).
В общей химической номенклатуре органических соединений Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) [9] любая органическая структура может быть названа, начиная с ее соответствующего углеводорода , а затем указав различия, чтобы полностью описать ее структуру. Например, для жирных кислот положение и ориентация двойных связей углерод-углерод указываются, считая от карбоксильной функциональной группы . Таким образом, олеиновая кислота официально называется (9 Z )-октадец-9-еновой кислотой, что описывает, что соединение имеет:
Номенклатура ИЮПАК также может обрабатывать разветвленные цепи и производные, в которых атомы водорода заменяются другими химическими группами. Триглицериды принимают формальные названия ИЮПАК в соответствии с правилом, регулирующим наименование эфиров. Например, формальное название пропан-1,2,3-трил 1,2-бис((9 Z )-октадец-9-еноат) 3-(гексадеканоат) применяется к феромону, неформально называемому глицерил 1,2-диолеат-3-пальмитат, [8] а также известному под другими распространенными названиями, включая 1,2-диолеоил-3-пальмитоилглицерол, глицеролдиолеатпальмитат и 3-пальмито-1,2-диолеин.
Специфическая нотация для жирных кислот с неразветвленной цепью, которая столь же точна, как и нотация ИЮПАК, но более проста в анализе, представляет собой код вида "{N}:{D} цис -{CCC} транс -{TTT}", где {N} - число атомов углерода (включая карбоксильный), {D} - число двойных связей, {CCC} - список положений цис - двойных связей, а {TTT} - список положений транс-связей . Один или оба списка цис и транс и их метки опускаются, если нет кратных связей с такой геометрией. Например, коды для стеариновой, олеиновой, элаидиновой и вакценовой кислот - "18:0", "18:1 цис -9", "18:1 транс -9" и "18:1 транс -11" соответственно. Каталповая кислота , (9 E ,11 E ,13 Z )-октадека-9,11,13-триеновая кислота, согласно номенклатуре ИЮПАК имеет код «18:3 цис -13 транс -9,11».
Для питания человека важная классификация жиров основана на количестве и положении двойных связей в жирных кислотах, входящих в состав. Насыщенный жир имеет преобладание насыщенных жирных кислот , без каких-либо двойных связей, в то время как ненасыщенный жир имеет преимущественно 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 – то есть она «насыщена» атомами водорода.) [10] [11]
Ненасыщенные жирные кислоты далее классифицируются на мононенасыщенные (МНЖК) с одной двойной связью и полиненасыщенные (ПНЖК) с двумя или более. [10] [11] Натуральные 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 позициям 1 и 3 (sn1 и sn3) глицеринового концентратора, тогда как среднее положение (sn2) обычно занимает ненасыщенная, такая как олеиновая (C18:1, ω–9) или линолевая (C18:2, ω–6). [12] )
Хотя наибольший интерес представляют пищевые аспекты полиненасыщенных жирных кислот, эти материалы также имеют непищевые применения. Они включают высыхающие масла , такие как льняное (льняное семя) , тунговое , маковое , перилловое и ореховое масло , которые полимеризуются под воздействием кислорода , образуя твердые пленки, 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, такие как сало и свиное сало, содержат большое количество насыщенных жирных кислот и являются твердыми. Оливковое и льняное масла, с другой стороны, ненасыщенные и жидкие. Ненасыщенные жиры склонны к окислению воздухом, что делает их прогорклыми и несъедобными.
Двойные связи в ненасыщенных жирах могут быть преобразованы в одинарные связи в результате реакции с водородом, осуществляемой катализатором. Этот процесс, называемый гидрогенизацией , используется для превращения растительных масел в твердые или полутвердые растительные жиры , такие как маргарин , которые могут заменить жир и масло и (в отличие от ненасыщенных жиров) могут храниться неограниченное время, не становясь прогорклыми. Однако частичная гидрогенизация также создает некоторые нежелательные транскислоты из цис- кислот. [13]
В клеточном метаболизме ненасыщенные молекулы жира дают немного меньше энергии (т. е. меньше калорий ), чем эквивалентное количество насыщенного жира. Теплота сгорания насыщенных, моно-, ди- и триненасыщенных 18-углеродных жирных кислот эфиров была измерена как 2859, 2828, 2794 и 2750 ккал/моль соответственно; или, на основе веса, 10,75, 10,71, 10,66 и 10,58 ккал/г – уменьшение примерно на 0,6% для каждой дополнительной двойной связи. [14]
Чем больше степень ненасыщенности в жирной кислоте (т.е. чем больше двойных связей в жирной кислоте), тем более она уязвима к перекисному окислению липидов ( прогорклость ). Антиоксиданты могут защищать ненасыщенные жиры от перекисного окисления липидов.
Льняное масло и родственные масла являются важными компонентами полезных продуктов, используемых в масляных красках и родственных покрытиях. Льняное масло богато ди- и триненасыщенными жирнокислотными компонентами, которые имеют тенденцию затвердевать в присутствии кислорода. Этот процесс затвердевания с выделением тепла свойствен этим так называемым высыхающим маслам . Он вызван процессом полимеризации , который начинается с атаки молекул кислорода на углеродный остов.
Триглицериды также расщепляются на компоненты посредством переэтерификации во время производства биодизеля . Полученные эфиры жирных кислот могут использоваться в качестве топлива в дизельных двигателях . Глицерин имеет множество применений, например, в производстве продуктов питания и в производстве фармацевтических препаратов.
Окрашивание жирных кислот, триглицеридов, липопротеинов и других липидов осуществляется с помощью лизохромов (жирорастворимых красителей). Эти красители позволяют классифицировать определенный интересующий жир, окрашивая материал в определенный цвет. Некоторые примеры: Судан IV , Красный масляный O и Судан черный B.
Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы перейти к соответствующим статьям. [§ 1]
