Kimyasal terimlerle, yağlar (gliseritler olarak da adlandırılır), gliserol ve molekül başına 12 ila 18 karbon atomu içeren karboksilik (yağ) asitlerin uzun zincirli esterlerinin karışımlarıdır. Bir yağ molekülü, farklı karboksilik asitlerden kaynaklanan asit radikallerini içerebilir. Tüm grup, lipitler kategorisinden organik kimyasal bileşikler olarak sınıflandırılır. Yağlar birden fazla bağ içerdiğinden, onları doymuş ve doymamış yağlar olarak ayırabiliriz.
Yağların sınıflandırılması – örnekler
Yağlar fiziksel durumlarına, kökenlerine ve kimyasal yapılarına göre ayrılabilir. Fiziksel durum açısından, bir yağ katı (örneğin, hindistancevizi yağı, domuz yağı veya donyağı) veya sıvı (soya fasulyesi yağı, zeytin veya balık yağı) olabilir. Fiziksel durum ayrıca başka bir bölünmeye işaret eder: katı yağların hidrokarbon kısmı sadece doymuş bağlar içerirken, sıvı yağlar da doymamış bağlar içerir. Çift bağların varlığı, karbon zincirinin bükülmesini etkiler, bu da moleküllerin paketlenmesini ve dolayısıyla yoğunluklarını azaltır. Doğal olarak oluşan doymamış yağlar yapısal olarak “-cis” geometrisine sahiptir, ancak ısıl işleme tabi tutulduklarında insan sağlığına zararlı olan “–trans” izomerlerine dönüşürler. Yağların kimyasal yapısı, yapıdaki belirli bağların varlığı veya yokluğu açısından da değişebilir. Doymuş yağlar, domuz yağı, donyağı veya tereyağında olduğu gibi yalnızca doymuş bağlar içerirken, doymamış bağlar soya fasulyesi yağı, zeytin veya balık yağında bulunabilir. Üçüncü önemli sınıflandırma menşeine göredir: yağlar bitkilerden veya hayvanlardan elde edilebilir.
yağların kökeni
En yaygın lipitler hayvansal yağlar ve bitkisel yağlardır. Görünüş ve fiziksel durumdaki önemli farklılıklara rağmen yapıları çok benzer. Hayvansal yağlar katıdır (örneğin tereyağı veya domuz yağı), bitkisel yağlar ise sıvıdır (mısır yağı veya yer fıstığı yağı gibi). Moleküllerin yapısı ve kimyası açısından, hem hayvansal hem de bitkisel yağlar, üç molekül uzun zincirli karboksilik asit içeren triasilgliseritler (TAG’ler) – gliserol (gliserin) trieterleridir. Bitkisel yağlar en fazla meyvenin çekirdeklerinde ve posasında bulunurken, hayvansal yağlar daha çok hücrelerde ve yağ dokularında bulunur. En önemli iki yağ kaynağının yanı sıra yapay olarak sentezlenmiş yağlar da vardır. Doğal yağlar tamamen birçok esterin bir karışımıdır, sentezlenmiş yağlar ise yalnızca tek bir kimyasal bileşikten oluşur.
Yağların temel fiziko-kimyasal özellikleri
Bu çeşitlendirilmiş grubun temsilcileri farklı yapılara sahip olsalar da hiçbiri suda çözünmez. Ancak polar olmayan yapıları nedeniyle benzen, dietil eter, kloroform veya aseton gibi popüler organik çözücülerde çözünürler. Su ile birleştirilen yağlar, bir sıvının diğerinin içinde dağıldığı tekdüze olmayan karışımlar olan emülsiyonlar üretir. Yoğunlukları suyunkinden daha düşüktür, bu yüzden yüzeye doğru akarlar. Özgül ağırlıkları 0,910 ila 0,996 g / cm3’tür. Yağlar ekşir, yani bütirik asit gibi hoş olmayan bir tada ve kokuya sahip olan insan vücuduna zararlı kimyasal bileşikler üretirler. Dönüşüm, sıcaklık ve bakterilerin etkisi altında aerobik koşullarda gerçekleşir. Normal koşullarda, fiziksel durum ne olursa olsun yağların kokusu, tadı ve rengi yoktur ve nötr reaksiyon gösterirler. Herhangi bir tat veya koku, karışımlardan veya bozunma ürünlerinden gelebilir. Yağlar uçucu değildir ve yanıcıdır, yaklaşık 38 J/g’lik daha düşük bir ısıtma değeri vardır. Net kalorifik değerleri yakl. 39 kJ/g, yani yüksek enerji rezerv malzemeleri oluştururlar. Yağlar, doğrudan karboksilik asit ve bir alkol arasında meydana gelen esterleşme ile elde edilir. Basit ve karmaşık lipitler için temel reaksiyondur, ancak izoprenoidler için değildir. Esterleşme her zaman asidik bir ortamda meydana gelir ve geri dönüşümlüdür. Aşağıdaki reaksiyona göre çalışır: R 1COOH + R 2 OH ↔ R 1 COOR 2 + H 2 O
uygun yağlar
Yapı olarak bunlar trihidroksil alkol (gliserol) ve farklı yağ asitlerinin esterleridir. Bir gliserol molekülü üç esterleştirilebilir hidroksil grubu içerir, bu nedenle reaksiyon bir, iki veya üç grup (koşullara bağlı olarak) ve yağ asidi arasında gerçekleşir. Bu tür dönüşümlerin ürünleri, sırasıyla molekül başına bir, iki veya üç yağ asidi radikali içeren monoasilgliseroller, diasilgliseroller ve triasilgliseroller olabilir. Tüm doğal yağlar triasilgliserollerken, sentetik yağlar genellikle monoasilgliseroller veya bazen diasilgliserollerdir. Uygun yağlara bir örnek, molekülünde üç hidroksil grubunun hepsinin stearik asit molekülleri tarafından esterlendiği gliserol tristearattır .
Kompleks yağlar
Kompleks yağlar, düzgün çalışmalarını şart koşan hücre zarlarının bileşenleridir. Görevleri genellikle iç organların şoklarını emmek ve ısı yalıtımı sağlamaktır. Üç ana gruba ayrılırlar: fosfolipidler, glikolipidler ve steroidler. Moleküllerinde belirli atomların varlığı ile ayırt edilebilirler. Fosfolipidler fosfatidik asit türevleridir, glikolipidler şeker içerir ve steroidler dört bitişik aromatik halkadan oluşur.
Basit ve karışık yağlar
Triasilgliserolde bulunan üç asit radikalinin yetenekleri göz önüne alındığında, yapı aynı veya farklı üç yağ asidi radikali içerebilir. Aynı asit radikallerini içeren basit triasilgliserolleri ve farklı asit radikallerine sahip karışık triasilgliserolleri bu şekilde ayırt ederiz. Çoğu durumda, doğal yağlar birkaç farklı asit radikaline sahiptir, bu nedenle bunlar karışık yağlardır. Bu nedenle, kendi izomerizmlerine sahiptirler, yani farklı konumlardaki çeşitli grupların düzenlenmesi, doğada aynı anda üç konumlu izomerlerinin bulunmasına katkıda bulunur. Bu nedenle doğada bulunan yağların kategorisi çok geniştir.
Yağların hidrolizi
Yağların hidrolizi iki farklı varyantta mümkündür. Su asit hidrolizine neden olurken, bazik bir ortam alkali hidroliz ile sonuçlanır. Asit hidrolizi gliserol ve yağ asitleri üretir. Alkali hidroliz ayrıca sabunlaştırma olarak da adlandırılır. Bu reaksiyon sonucunda gliserol (propan-1,2,3-triol) ve radikalleri reaksiyona giren yağın bileşenleri olan yağ asitlerinin tuzlarını elde ederiz. Kimyasal terimlerle, yaygın olarak bilinen sabunlar, yüksek karboksilik asitlerin sodyum veya potasyum tuzları ve genellikle yağların alkalin hidrolizinin (sabunlaştırma) alternatif adının geldiği karışımlarıdır. Yağların asit hidroliz mekanizması, esterlerin hidrolizinden farklı değildir. İşlem, molekülü aktive etmek amacıyla bir karbonil oksijen atomunun protonlanmasıyla başlar ve bu daha sonra bir nükleofilik su molekülünün eklenmesine neden olur. Bir sonraki adım, protonun yeniden dönüştürülmesi ve ardından karboksilik asit oluşumu da dahil olmak üzere alkol molekülünün ortadan kaldırılmasıdır. Son aşamada, asidik katalizör yeniden üretilir.
Yağların sabunlaşması
Mekanizmanın kendisi, nükleofilik maddenin hidroksit anyonu olduğu nükleofilik ikame mekanizmasıdır. İlk aşamada, yağın karbonil grubunun karbon atomuna bağlanır ve şeklini trigonalden (sp 2 hibritleşme) tetrahedrale (sp 3 ) dönüştürür. Daha sonra bir alkoksil iyonu ara üründen kendini soyutlar ve daha sonra protonunu kaybeden ve bir karboksilat anyonu üreten karboksilik asit oluşur. Soyutlanan proton, alkoksil iyonuna bağlanır. Son aşamada, bir inorganik asit çözeltisinin eklenmesini takiben, karboksillenmiş iyon protonlanır veya bir sodyum katyonu bağlanır.
Yağların tespiti
- akrolein testi
Bir yağın mineral yağ gibi yağlı bir maddeden ayırt edilmesini sağlar. Yağın bir brülör alevinde ısıtılmasından oluşur ve dönüşüm, belirli bir kokuya sahip akrolein dumanları üretebilir. Akrolein (akrilaldehit), gliserol dehidrasyonunun uçucu, doymamış bir ürünüdür. Aldehit, tahriş edici bir kokunun yanı sıra, alkali bir ortamda gümüş iyonlarını azaltma yeteneğine sahiptir. Akrolein, örneğin kızartma sırasında yanmış yağda yaygındır.
Diyette yağların rolü
Gıda, kozmetik ve ilaç endüstrilerinde yağlar yaygın olarak kullanılmaktadır. A, D, E ve K vitaminleri gibi yağlarda eriyen vitaminlere vücudumuzun ihtiyacı olduğu için önemli bir besin öğesidirler. Ayrıca enerji rezerv maddesi görevi görürler ve birçok metabolik reaksiyonda gerekli olan bir reaktan oluştururlar. Takviye için gerekli olan (vücudumuz tarafından sentezlenmeyen) doymamış yağ asitleri esas olarak omega-3 ve omega-6’dır. Örneğin, kolesterol taşıdıkları veya kanın pıhtılaşmasına yardımcı oldukları için insan vücudunun düzgün çalışması için gereklidirler. Bunlar arasında α-linolenik asit (ALA), eikosapentaenoik asit (EPA), dokosaheksaenoik asit (DHA), linoleik asit (LA), gammalinolenik asit (GLA) ve araşidonik asit (AA, ARA) bulunur. Her biri diyetimizi uygun yağlarla genişleterek elde edilebilir.
Sıvı yağların hidrojenasyonu
Yağ hidrojenasyonu, örneğin margarinler veya kızartma yağları üretmek için kullanılan bir reaksiyondur. Bitkisel yağlarda bulunan karbon atomları arasındaki çift bağlar katalitik olarak indirgenebilir. Çoğu zaman, uygun kıvamda bir yağ karışımı üretmek için soya, hindistancevizi veya pamuk yağı gibi sıvı yağlar kullanırız.