Lemak

Klasifikasi lemak – contoh

Lemak boleh dibahagikan berdasarkan keadaan fizikal, asal, dan sifat kimianya. Dari segi keadaan fizikal, lemak boleh menjadi pepejal (cth, mentega kelapa, lemak babi atau lemak) atau cecair (minyak kacang soya, zaitun atau minyak ikan). Keadaan fizikal juga mencadangkan pembahagian lain: bahagian hidrokarbon lemak pepejal hanya mengandungi ikatan tepu, manakala lemak cecair juga termasuk ikatan tak tepu. Kehadiran ikatan berganda mempengaruhi lenturan rantai karbon, yang seterusnya mengurangkan pembungkusan molekul dan dengan itu juga ketumpatannya. Lemak tak tepu yang wujud secara semula jadi menampilkan geometri struktur “–cis”, tetapi apabila tertakluk kepada rawatan haba ia berubah menjadi isomer “–trans”, yang berbahaya kepada kesihatan manusia. Sifat kimia lemak juga mungkin berbeza dari segi kehadiran atau ketiadaan ikatan tertentu dalam struktur. Lemak tepu hanya mengandungi ikatan tepu, seperti dalam kes lemak babi, lemak atau mentega, manakala ikatan tak tepu boleh didapati dalam minyak kacang soya, zaitun, atau minyak ikan. Klasifikasi penting ketiga adalah mengikut asal: lemak mungkin berasal dari tumbuhan atau haiwan.

Asal lemak

Lipid yang paling biasa ialah lemak haiwan dan minyak sayuran. Walaupun terdapat perbezaan yang ketara dalam rupa dan keadaan fizikal, struktur mereka sangat serupa. Lemak haiwan adalah pepejal (cth, mentega atau lemak babi), manakala minyak sayuran adalah cecair (seperti minyak jagung atau minyak kacang). Dari segi struktur dan kimia molekul, kedua-dua lemak haiwan dan sayur-sayuran adalah triasilgliserida (TAG) – triester gliserol (gliserin) dengan tiga molekul asid karboksilik rantai panjang. Kuantiti lemak sayuran yang paling tinggi termasuk dalam biji dan pulpa buah, manakala lemak haiwan boleh didapati kebanyakannya dalam sel dan tisu lemak. Selain dua sumber lemak yang paling penting, terdapat juga lemak yang disintesis secara buatan. Lemak asli sepenuhnya merupakan campuran banyak ester, manakala lemak tersintesis hanya terdiri daripada sebatian kimia tunggal.

Sifat fiziko-kimia asas lemak

Walaupun wakil kumpulan terpelbagai itu mempunyai struktur yang berbeza, tiada satu pun daripada mereka larut dalam air. Walau bagaimanapun, ia larut dalam pelarut organik yang popular seperti benzena, dietil eter, kloroform atau aseton, kerana struktur bukan kutubnya. Lemak yang digabungkan dengan air menghasilkan emulsi, iaitu campuran tidak seragam di mana satu cecair tersebar di dalam yang lain. Ketumpatannya lebih rendah daripada air, itulah sebabnya ia mengalir ke permukaannya. Graviti tentu mereka ialah 0.910 hingga 0.996g/cm ³ . Lemak menjadi tengik, yang bermaksud ia menghasilkan sebatian kimia yang berbahaya kepada tubuh manusia, seperti asid butirik yang mempunyai rasa dan bau yang tidak menyenangkan. Transformasi berlaku dalam keadaan aerobik, di bawah pengaruh suhu dan bakteria. Dalam keadaan biasa, tidak kira keadaan fizikal, lemak tidak mempunyai bau, rasa atau warna dan menunjukkan tindak balas neutral. Sebarang rasa atau bau mungkin datang daripada bahan campuran atau produk penguraian. Lemak tidak meruap dan mudah terbakar, dengan nilai pemanasan yang lebih rendah sekitar 38 J/g. Nilai kalori bersih mereka adalah lebih kurang. 39 kJ/g, jadi ia merupakan bahan rizab tenaga tinggi. Lemak diperoleh melalui pengesteran, yang berlaku secara langsung antara asid karboksilik dan alkohol . Ia adalah tindak balas asas untuk lipid mudah dan kompleks, tetapi bukan untuk isoprenoid. Pengesteran sentiasa berlaku dalam persekitaran berasid dan boleh diterbalikkan. Ia berjalan mengikut tindak balas berikut: R ¹ COOH + R ² OH ↔ R ¹ COOR ² + H ₂ O

Lemak yang betul

Dari segi struktur, ini adalah ester trihidroksil alkohol (gliserol) dan asid lemak yang berbeza. Molekul gliserol mengandungi tiga kumpulan hidroksil yang boleh tersteril, jadi tindak balas berlaku antara satu, dua atau tiga kumpulan (bergantung kepada keadaan) dan asid lemak. Hasil daripada transformasi tersebut boleh menjadi monoasilgliserol, diasilgliserol dan triasilgliserol, yang masing-masing mengandungi satu, dua atau tiga radikal asid lemak bagi setiap molekul. Semua lemak semulajadi adalah triasilgliserol, manakala lemak sintetik biasanya monoasilgliserol atau kadangkala diasilgliserol. Contoh lemak yang betul ialah gliserol tristearat , di mana molekul ketiga-tiga kumpulan hidroksil diesteri oleh molekul asid stearik.

Lemak kompleks

Lemak kompleks adalah komponen membran sel yang menormalkan fungsinya. Peranan mereka biasanya untuk menyerap hentakan organ dalaman dan menyediakan penebat haba. Mereka dibahagikan kepada tiga kumpulan utama: fosfolipid, glikolipid dan steroid. Mereka boleh dibezakan dengan kehadiran atom tertentu dalam molekulnya. Fosfolipid adalah derivatif asid fosfatidik, glikolipid mengandungi gula, dan steroid dibina daripada empat cincin aromatik bersebelahan.

Mudah berbanding lemak campuran

Memandangkan keupayaan tiga radikal asid yang terdapat dalam triasilgliserol, struktur mungkin termasuk tiga radikal asid lemak yang serupa atau berbeza. Beginilah cara kita membezakan triasilgliserol ringkas, yang mengandungi radikal asid yang sama, dan triasilgliserol campuran, yang mempunyai radikal asid yang berbeza. Dalam kebanyakan kes, lemak semulajadi mempunyai beberapa radikal asid yang berbeza, jadi ia adalah lemak campuran. Atas sebab ini, mereka mempunyai keisomeran sendiri, iaitu susunan pelbagai kumpulan di lokasi yang berbeza menyumbang kepada kehadiran serentak tiga isomer kedudukan mereka dalam alam semula jadi. Oleh itu, kategori lemak yang wujud di alam adalah sangat luas.

Hidrolisis lemak

Hidrolisis lemak boleh dilakukan dalam dua varian berbeza. Air menyebabkan hidrolisis asid, manakala persekitaran asas menghasilkan hidrolisis alkali. Hidrolisis asid menghasilkan gliserol dan asid lemak. Hidrolisis alkali juga dirujuk sebagai saponifikasi. Hasil daripada tindak balas itu, kita memperoleh gliserol (propana-1,2,3-triol) dan garam asid lemak yang radikalnya merupakan komponen lemak yang tertakluk kepada tindak balas. Dari segi kimia, sabun yang biasa dikenali ialah garam natrium atau kalium daripada asid karboksilik yang lebih tinggi, dan biasanya campurannya, yang mana nama alternatif hidrolisis alkali lemak (saponifikasi) berasal. Mekanisme hidrolisis asid lemak tidak berbeza daripada hidrolisis ester. Proses ini bermula dengan protonasi atom karbonil oksigen dengan tujuan untuk mengaktifkan molekul, yang kemudian menyebabkan penambahan molekul air nukleofilik. Langkah seterusnya ialah transformasi proton dan kemudian penyingkiran molekul alkohol termasuk pembentukan asid karboksilik. Pada peringkat akhir, mangkin berasid dihasilkan semula.

Saponifikasi lemak

Mekanisme itu sendiri adalah penggantian nukleofilik, di mana agen nukleofilik ialah anion hidroksida. Pada peringkat awal, ia bersambung dengan atom karbon kumpulan karbonil lemak, menukar bentuknya daripada trigonal (penghibridan sp ² ) kepada tetrahedral (sp ³ ). Kemudian ion alkoksil mengabstraksi dirinya daripada hasil perantaraan, dan asid karboksilik terbentuk, yang kemudiannya kehilangan protonnya dan menghasilkan anion karboksilat. Proton yang diabstrakkan melekat pada ion alkoksil. Pada peringkat akhir, selepas penambahan larutan asid tak organik, ion karboksilasi terprotonasi atau kation natrium dilekatkan.

Pengesanan lemak

1. Ujian akrolein

Ia membolehkan untuk membezakan lemak daripada bahan berlemak, seperti minyak mineral. Ia terdiri daripada memanaskan minyak dalam api penunu, dan transformasi boleh menghasilkan asap akrolein dengan bau tertentu. Acrolein (acrylaldehyde) ialah produk yang tidak menentu dan tidak tepu daripada dehidrasi gliserol. Selain bau yang menjengkelkan, aldehid mempunyai keupayaan untuk mengurangkan ion perak dalam persekitaran alkali. Akrolein biasa terdapat dalam minyak yang dibakar, contohnya semasa menggoreng.

Peranan lemak dalam diet

Dalam industri makanan, kosmetik dan farmaseutikal, lemak digunakan secara meluas. Ia adalah unsur pemakanan yang penting, kerana badan kita memerlukan vitamin yang larut dalam lemak, iaitu vitamin A, D, E dan K. Selain itu, ia bertindak sebagai bahan simpanan tenaga dan membentuk bahan tindak balas yang diperlukan dalam banyak tindak balas metabolik. Asid lemak tak tepu yang diperlukan dalam suplemen (yang tidak disintesis oleh badan kita) terutamanya omega-3 dan omega-6. Mereka adalah penting untuk berfungsi dengan baik badan manusia, contohnya kerana mereka membawa kolesterol atau membantu darah untuk membeku. Ia termasuk asid α-linolenik (ALA), asid eicosapentaenoic (EPA), asid docosahexaenoic (DHA), asid linoleik (LA), asid gammalinolenik (GLA) dan asid arakidonik (AA, ARA). Setiap daripada mereka boleh diperolehi dengan melanjutkan diet kita dengan lemak yang sesuai.

Penghidrogenan lemak cecair

Penghidrogenan lemak ialah tindak balas yang digunakan, contohnya, untuk menghasilkan marjerin atau menggoreng lemak. Ikatan berganda antara atom karbon, yang wujud dalam minyak sayuran, boleh dikurangkan secara pemangkin. Selalunya, untuk menghasilkan campuran lemak dengan konsistensi yang sesuai, kami menggunakan minyak cecair seperti minyak soya, kelapa atau kapas.