LIPIDY (TŁUSZCZE)

Tłuszczowce (lipidy) są grupą związków chemicznych związanych z kwasami tłuszczowymi i jednego tylko alkoholu glicerolu (gliceryny) HOCH₂CH(OH)CH₂OH, i mają ogólną nazwę glicerydy. Ich cechą wspólną jest:

• względna nierozpuszczalność w wodzie

• rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych, jak eter, chloroform, benzen, itp.

Tłuszcze dzielimy na:

• tłuszcze właściwe (lipidy proste), do których zaliczamy ważne dla organizmu człowieka tłuszcze, zwane też glicerydami oraz woski,

• tłuszcze złożone (lipidy złożone), które oprócz gliceryny i kwasu tłuszczowego zawierają dodatkowe grupy. Do tej grupy zaliczamy fosfolipidy zawierające jako grupę dodatkową resztę kwasu fosforowego, następnie cerebryzydy (glikolipidy), które zawierają jako dodatkową grupę cukry i inne.

W skład tłuszczów wchodzą kwasy tłuszczowe zawierające w swojej cząsteczce zwykłe parzystą liczbę atomów węgla. Łańcuch węglowy tych kwasów może być nasycony lub posiadający jedno lub więcej wiązań podwójnych.

Lipidy proste

Do tej grupy tłuszczów zaliczamy te, które spożywamy w pokarmach pod postacią masła, smalcu czy też jako oleje roślinne. Gdy w skład tłuszczów wchodzą kwasy nasycone, wówczas tłuszcze występują w stanie stałym.

Gdy w tłuszczach przeważają kwasy nienasycone, wówczas występują one w stanie ciekłym, w postaci oleju (np. olej rzepakowy, lniany, słonecznikowy, sojowy, itp.).
Tłuszcze, które spożywamy w różnej postaci są mieszaniną różnych tłuszczów w których proste łańcuchy zawierają do osiemnastu atomów węgla.

Przykłady:

Smalec zawiera:

• kwasy nasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C₁₄ -1%, C₁₆ - 25-30%, C₁₈ - 12-16%,

• kwasy nienasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C₁₆ - 2-5%, C₁₈ - 44-59%

Olej sojowy:

• kwasy nasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C₁₄ - 0,3%, C₁₆ - 7-11%, C₁₈ - 2-5%,

• kwasy nienasycone odpowiednio do ilości atomów węgla C₁₆ - 0-1%, C₁₈ - 72-94%

Najważniejszymi kwasami tłuszczowymi wchodzącymi w skład glicerydów o charakterze nasyconym są:

• kwas palmitynowy CH₃(CH₂)₁₄COOH

• kwas stearynowy CH₃(CH₂)₁₆COOH

Kwasy te występują we wszystkich spożywanych tłuszczach.
Najważniejszymi kwasami tłuszczowymi wchodzącymi w skład glicerydów o charakterze nienasyconym są:

• kwas oleinowy CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH

• kwas linolowy CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH

• kwas linolenowy CH₃CH₂CH=CHCH₂CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH

BUDOWA CHEMICZNA TŁUSZCZÓW

Tłuszcze właściwe są estrami gliceryny i kwasów tłuszczowych.

W zależności od tego ile reszt kwasowych wiąże się z grupami OH gliceryny, tłuszcze właściwie dzielimy na mono-, dwu- lub trójglicerydy.

Przykład: reakcja kwasu palmitynowego z gliceryną. Produktem jest trójgliceryd

W reakcji z gliceryną może brać udział większa liczba różnych kwasów tłuszczowych (maksymalnie trzy, czyli tyle ile grup hydroksylowych posiada gliceryna). Powstają wtedy tłuszcze posiadające w cząsteczce różne kwasy tłuszczowe (np. 1-palmityno-2-stearyno-3-oleino-trójgliceryd)
Rozpatrując budowę cząsteczek tłuszczów warto zwrócic uwagę na cząsteczki w których wystepują nienasycone kwasy tłuszczowe. Konfiguracja wokół wiązań podwójnych w cząsteczkach tych kwasów jest zawsze cis albo trans. Przykładem są podstawowe nienasycone kwasy tłuszczowe, tj. oleinowy, linolowy, linolenowy, w których występuje tylko konfiguracja cis.

Kwas oleinowy

Kwas linolowy

Występowanie konfiguracji cis w nienasyconych kwasach tłuszczowych, przyczynia się do zagięcia łańcucha węglowego w miejscu występowania wiązania podwójnego. Takie zagięcie uniemożliwia bliskie ułożenie takich cząsteczek, a także powoduje, że "nie pasują" one do łańcuchów nasyconych. W rezultacie tłuszcze cis-nienasycone mają obniżoną temperaturę topnienia

W odróżnieniu od kwasów nienasyconych, łańcuchy węglowe w kwasach nasyconych są rozciągnięte liniowo, co ułatwia ich wzajemne dopasowanie się. Im lepsze dopasowanie, tym większe są siły międzycząsteczkowe i tym wyższa temperatura topnienia, co obserwujemy w nasyconych kwasach tłuszczowych.

Reakcje tłuszczów

Pod względem chemicznym tłuszcze są substancjami obojętnymi
Z reakcji, które maja praktyczne zastosowanie należy wymienić:

• reakcję hydrolizy

• reakcje uwodornienia (utwardzania olejów)

Reakcja hydrolizy prowadzi do rozkładu na glicerol (glicerynę) i odpowiedni kwas tłuszczowy. Jeżeli hydrolize przeprowadzimy zasadą sodową lub potasową, wówczas oprócz gliceryny otrzymujemy sól kwasu tłuszczowego (mydło)

HOCH₂CH(OH)CH₂OCOC₁₅H₃₁ + NaOH --> HOCH₂CH(OH)CH₂OH + C₁₅H₃₁COONa

Reakcja uwodornienia

Znacznie aktywniejsze chemicznie są oleje (nienasycone kwasy tłuszczowe), w których w miejscu wiązań podwójnych mogą przebiegać reakcje. Przykładem takiej reakcji jest reakcja uwodornienia.

CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH + H₂ --> CH₃(CH₂)₁₆COOH

Jeżeli olej poddamy reakcji uwodornienia powstaje wówczas tłuszcz stały, czyli związek o pojedyńczych wiązaniach w cząsteczce. Reakcja ta stosowana jest w produkcji margaryny z olejów
W wyniku uwodornienia zmieniają się nie tylko właściwości fizyczne tłuszczów, ale również - co jest najważniejsze - właściwości chemiczne; np. tłuszcz uwodorniony trudniej jełczeje niż tłuszcz nienasycony. Jełczenie jest skutkiem wytwarzania się lotnych kwasów i aldehydów o brzydkim zapachu. Związki te powstają wskutek ataku tlenu na reaktywne pozycje allilowe w cząsteczkach tłuszczu.

LIPIDY ZŁOŻONE

Do tej grupy związków chemicznych zaliczamy:

• fosfolipidy

• cerebryzydy i gangliozydy

• lipidy izoprenowe

FOSFOLIPIDY

W odróznieniu od tłuszczów prostych w fosfolipidach, jak widać ze wzoru zamieszczonego poniżej, jedna z grup wodorotlenowych glicerolu zestryfikowana jest nie kwasem tłuszczowym, a nieorganicznym kwasem fosforowym.

Przedstawiony związek jest kwasem fosfatytowym, konkretnie lecytyną. Dwie pozostałe grupy wodorotlenowe glicerolu połączone są podobnie jak w tłuszczach prostych, z kwasami tłuszczowymi.
Do fosfolipidów oprócz lecytyny zaliczamy jeszcze; INOZYTOL, SFINGOZYNĘ, SFINGOMIELINĘ i inne.

Z fosfolipidów zbudowane są błony komórkowe; trifosforan adenozyny pełni kluczową rolę w układzie energetycznym organizmów, polegającą na przekształcaniu licznych związków w estry foforanowe; kwasy nukleinowe, warunkujace dziedziczność, są poliestrami kwasu fosforowego.

CEREBROZYDY I GANGLIOZYDY

Cerebrozydy występują powszechnie w komórkach całego organizmu natomiast gandliozydy występują głównie w komórkach zwojowych układu nerwowego.
Są to związki, których składnikiem jest aminoalkohol (sfingozyna), połaczony wiązaniem amidowym z kwasem tłuszczowym. Dodatkowo sfingozyna połaczona jest z cząsteczką cukru (galaktoza)

Lipidy izoprenowe (steroidy) - głównym przedstawicielem jest czterocykliczny alkohol - cholesterol

Do sterydów zalicza się hormony sterydowe i kwasy żółciowe. Wielka różnorodność lipidów izoprenowych występuje w świecie roślin.

TŁUSZCZE, TŁUSZCZOWCE, LIPIDY

Pochodne wyższych kwasów tłuszczowych, najczęściej ich estry z alkoholami jedno- i wielowodorotlenowymi.

Dzielą się na: tłuszcze proste, zbudowane tylko z alkoholu i kwasów tłuszczowych, oraz tłuszcze złożone, które oprócz tych składników zawierają związki dodatkowe.

W GRUPIE TŁUSZCZÓW PROSTYCH ROZRÓŻNIAMY:

-tłuszcze właściwe, czyli glicerydy, w których alkoholem jest glicerol,
  i….. woski, w których alkoholem jest jednowodorotlenowy alkohol wielowęglowy.
   

 TŁUSZCZE ZŁOŻONE DZIELĄ SIĘ NA:

fosfolipidy, zawierające związane estrowo reszty kwasu fosforowego oraz
 glikolipidy (cerebrozydy, gangliozydy), zawierające komponentę cukrową.
    Wyróżnia się również lipidy izoprenoidowe, obejmujące sterydy i karotenoidy,

zbudowane z jednostek izoprenowych [CH₂=CH-C(CH₃)=CH₂].

Pod względem chemicznym są to związki chemiczne odmienne od tłuszczów. Włącza się je jednak do tłuszczów ze względu na ich rozpuszczalność w rozpuszczalnikach lipofilnych, w związku z czym występują one wspólnie z tłuszczami w ekstraktach tkankowych.
    Tłuszcze pełnią w organizmie zwierzęcym rolę wysokoenergetycznego paliwa. Ich wartość kaloryczna jest dwukrotnie wyższa od wartości kalorycznej węglowodanów i białek. W przeciwieństwie do białek tłuszcze mogą być magazynowane w organizmie w dużych ilościach i stanowią jego główny materiał zapasowy.
    Zapasy tłuszczu chronią narządy wewnętrzne przed uciskiem i uszkodzeniem przez wstrząsy mechaniczne. -U wielu zwierząt, a zwłaszcza ssaków morskich (np. u fok), stanowią izolację termiczną ustroju. U człowieka tłuszcz zgromadzony w tkance tłuszczowej stanowi ok. 17% ciężaru ciała.

-Kompleksy tłuszczowo-białkowe zapewniają utrzymanie prawidłowej sprężystości pęcherzyków płucnych. -Ułatwiają również wchłanianie rozpuszczalnych w tłuszczach witamin: A, D, E, K i cholesterolu pokarmowego. Przemiany tłuszczów są regulowane hormonalnie (insulina, hormon wzrostu, kortykotropina, hormon lipotropowy i tyroksyna)   

Tłuszcze złożone to przede wszystkim fosfolipidy, które stanowią zasadniczy składnik tłuszczów komórkowych.

Fosfolipidy takie jak lecytyny i kefaliny znajdują się w każdej komórce zwierzęcej.

Sfingomieliny są głównym składnikiem tłuszczów mózgu i tkanki płucnej. Są wśród nich także cerebrozydy występujące w mózgu, nadnerczach, nerkach, śledzionie, siatkówce, żółtku jaja, mleczu ryb.

SKŁADNIKI BŁON - LIPIDY

Lipidy oraz białka stanowią dwa podstawowe składniki błon biologicznych. Lipidami nazywamy szeroką grupę cząsteczek charakteryzujących się bardzo złą rozpuszczalnością w wodzie i dobrą rozpuszczalnością w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. chloroformie).

W błonach komórek przeważającą część frakcji lipidowej stanowią fosfolipidy. Nazwa ta oznacza, że w cząsteczkach tych lipidów "łącznikiem" pomiędzy resztą glicerolu (lub sfingozyny) a resztą alkoholu jest grupa fosforanowa (PO₃^2-).

Oprócz fosfolipidów w błonach występują także sterole i glikolipidy.

Cząsteczki lipidów posiadają charakter amfifilowy, to znaczy że,

jedna część cząsteczki posiada własności hydrofobowe ("nie lubi wody")

natomiast druga własności hydrofilowe ("lubi wodę").

Hydrofilowa część cząsteczki fosfolipidu, w zależności od swej budowy chemicznej, może być naładowana elektrycznie (np. fosfatydyloseryna) bądź też może posiadać charakter dipola elektrycznego np. fosfatydylocholina, fosfatydylo -etanoloamina.

W przypadku glikolipidów hydrofilową część cząsteczki stanowi łańcuch węglowodanowy (cukrowy).

Część hydrofobową cząsteczek fosfolipidów tworzą łańcuchy węglowodorowe - reszty kwasów tłuszczowych. Ich ilość w cząsteczkach lipidów może być różna - od jednego do kilku łańcuchów. W błonach komórek zwierzęcych przeważają fosfolipidy posiadające dwie reszty kwasów tłuszczowych. Łańcuchy węglowodorowe fosfolipidów z błon biologicznych posiadają parzystą ilość atomów węgla (od 14 do 24), przeważają fosfolipidy posiadające łańcuchy o długości 16 lub 18 atomów węgla. Przy takiej długości łańcucha cząsteczka lipidu ma długość około 3.25 nm. Dość często występują lipidy w których jeden lub dwa łańcuchy posiadają przynajmniej jedno wiązanie nienasycone.

Obecność wiązań nienasyconych jest bardzo istotna - w miejscu takiego wiązania łańcuch "skręca" - czyli przyjmuje konfigurację cis, co powoduje, że w porównaniu z łańcuchem całkowicie nasyconym zajmuje on efektywnie większą przestrzeń.

Amfifilowy charakter lipidów sprawia, że w środowisku wodnym spontanicznie grupują się one tak by z wodą kontaktowały się wyłącznie części hydrofilowe. Istnieje wiele sposobów ułożenia cząsteczek spełniających powyższy warunek - często sposób ułożenia zależy od kształtu cząsteczek lipidu oraz czynników takich jak temperatura czy stosunek ilości wody do lipidu.

W przypadku fosfolipidów jedną z takich spontanicznie formowanych struktur jest dwuwarstwa. Zbudowana jest ona z dwu monomolekularnych warstw lipidów ułożonych tak, że ich hydrofobowe, węglowodorowe łańcuchy skierowane są do wnętrza dwuwarstwy, natomiast części hydrofilowe(główki polarne) znajdują się na jej powierzchni i kontaktują się z wodą. Takie ułożenie cząsteczek sprawia, że dwuwarstwa lipidowa stanowi barierę bardzo trudną do przebycia dla cząsteczek polarnych - rozpuszczalnych w wodzie.

Jej grubość równa jest w przybliżeniu podwojonej długości cząsteczki fosfolipidu i wynosi około 6.5 nm. Pomiędzy cząsteczkami fosfolipidów tworzących dwuwarstwę istnieje cały szereg oddziaływań wzmacniających strukturę dwuwarstwy. W polarnym rejonie błony duże znaczenie mają oddziaływania o charakterze elektrostatycznym: pomiędzy ładunkami lub/i dipolami główek polarnych. Dla stabilizacji struktury dwuwarstwy ważne jest także tworzenie wiązań wodorowych pomiędzy główkami polarnymi i cząsteczkami wody. W rejonie łańcuchów węglowodorowych największe znaczenie mają: efekt hydrofobowy oraz oddziaływania van der Waalsa.

CERAMIDY

Bezpośrednią przyczyną pojawienia się suchej skóry jest brak równowagi wodno-lipidowej  spowodowany zaburzeniem metabolizmu ceramidów. Tak jak zaprawa murarska łączy cegły, tak ceramidy, wypełniając przestrzeń pomiędzy komórkami warstwy rogowej naskórka, wzmacniają barierę ochronną. Ich niedobór powoduje zaburzenie struktur ochronnych warstwy rogowej, co w konsekwencji prowadzi do utraty wilgoci oraz naraża skórę na działanie agresywnych czynników środowiskowych.

Najnowsze badania  związane z atopowym zapaleniem skóry dowiodły, że substancjami niezbędnymi dla jej zdrowia są nienasycone kwasy tłuszczowe, szczególnie Omega-6 (kwas linolowy i gamma-linolenowy). W warstwie rogowej skóry, nienasycone kwasy tłuszczowe Omega-6 zostają przekształcone w ceramidy. Dzięki temu, niedobór ceramidów zostaje uzupełniony w naturalny i bezpieczny dla skóry sposób.

Balneum Hermal - pomaga skórze odtworzyć brakujące ceramidy

Dodatki do kąpieli leczniczej Balneum Hermal pomagają w leczeniu suchej, łuszczącej się i podrażnionej skóry, ponieważ są skuteczne i bezpieczne co zostało potwierdzone wieloma badaniami klinicznymi. Zawierają naturalne oleje, sojowy lub arachidowy, których składnikiem są nienasycone kwasy tłuszczowe Omega-6, niezbędne dla odbudowy warstwy lipidowej naskórka.

LIPOSOMY

     Liposomy to mikroskopijnie małe kuleczki o wielkości poniżej 200 nanometrów, które zawierają aktywne substancje czynne i służą do przenoszenia ich w głębsze warstwy skóry.

     Osłonka liposomu składa się z kilku warstw. Substancje czynne rozpuszczalne w wodzie (hydrofilne), jak np. kolagen, ekstrakty roślinne zawarte są wewnątrz liposomu, natomiast substancje rozpuszczalne w tłuszczach (lipofilne), np. niektóre witaminy, olejki roślinne, zgromadzone są w bardziej zewnętrznej warstwie lipidowej.

liposomy.

Zamykanie substancji czynnych w liposomach jest bardzo skomplikowane i wymaga dużo pracy. Odpowiednio dobrane substancje wtłacza się pod wysokim ciśnieniem w osłonki liposomowe. Rezultat wart jest jednak starań.

Duże znaczenie ma stabilność liposomów w gotowych produktach. Gwarantują to specjalnie zestawione receptury, wyszukane surowce i szczególna metoda wytwarzania liposomów.

Najczęściej za pomocą tych nośników są transportowane następujące substancje biologiczne:

• witaminy (zwłaszcza A, B, C, E),

• składniki nawilżające,

• ekstrakty pochodzenia roślinnego,

• proteiny (kolagen oraz elastyna),

• olejki eteryczne

Ważniejsze właściwości liposomów:

• doskonała tolerancja przez skórę

• ochrona dla nietrwałych substancji czynnych

• większa skuteczność przy tym samym składzie

• mniej zastosowanych substancji czynnych przy tej samej skuteczności

 Dlaczego powinno się stosować kosmetyki zawierające liposomy ?

Substancje czynne, zawarte w liposomach i transportowane w ten sposób w głębsze warstwy skóry, są przez nią szybciej wchłaniane i mogą w pełni skutecznie oddziaływać.

Osłonki liposomów ulegają w skórze rozpuszczeniu uwalniając powoli zamknięte w nich substancje czynne. Sprawia to, że skóra znacznie lepiej i intensywniej przyswaja potrzebne jej składniki niż
w przypadku stosowania zwykłych kremów czy lotionów.

Jeśli skóra, oprócz codziennej pielęgnacji, potrzebuje bardzie intensywnego zabiegu, idealne będzie zastosowanie produktów z liposomami. Dzięki dużej skuteczności tych kosmetyków wystarczą 2-4 tygodnie, aby przywrócić równowagę w skórze. Potem można znów powrócić do zwykłej pielęgnacji i stosować produkty z liposomami jedynie od czasu do czasu w formie kuracji wspierającej codzienne zabiegi pielęgnacyjne.

O czym należy pamiętać stosując produkty z liposomami ?

• po nałożeniu kremu lub żelu z liposomami należy poczekać 10-15 minut, aby produkt całkowicie się wchłonął i dopiero wówczas nałożyć inny krem pielęgnacyjny lub wykonać makijaż. Stosowanie kremu lub wykonywanie makijażu natychmiast po nałożeniu produktu
  z liposomami nie jest wprawdzie szkodliwe, jednak prowadzi to do przedwczesnego zniszczenia osłonki liposomu, a tym samym do przedwczesnego uwolnienia substancji czynnych. Efekt wnikania liposomów w głębsze warstwy skóry nie zostaje wówczas osiągnięty

• kremy z liposomami - pomimo znacznej zawartości tłuszczu - charakteryzują się również większą wydajnością niż zwykłe kremy, należy je więc stosować oszczędnie. Można je nakładać na jeszcze wilgotną skórę lub zwilżonymi palcami

• w niektórych przypadkach po nałożeniu produktu z liposomami występuje uczucie "ściągnięcia" skóry. Zaleca się wówczas nakładanie kremu zwilżonymi palcami.
  Uczucie napięcia skóry znika najczęściej po kilku dniach stosowania kremu.

Aktywne substancje hydrofilne (rozpuszczalne w wodzie), jak np. kolagen, ekstrakty roślinne będą zawarte wewnątrz liposomu, natomiast substancje, które rozpuszczają się w tłuszczach, np. niektóre witaminy czy olejki roślinne, zgromadzone są w bardziej zewnętrznej warstwie lipidowej. Po kontakcie ze skórą osłonki liposomów ulegają rozpuszczeniu, a tym samym powoli uwalniają zgromadzone i zamknięte w nich substancje czynne. W efekcie skóra znacznie bardziej intensywnie i wydajnie przyswaja potrzebne składniki, aniżeli w przypadku stosowania zwykłych kremów lub olejków.

Coraz częściej na kosmetycznym rynku zaczyna być głośno o preparatach zawierających aktywne formy witamin takich jak A, B, C, E. Powszechnie wiadomo, że aby skóra mogła w jak największym stopniu skorzystać z witamin wchodzących w skład preparatów kosmetycznych, do jej głębszych warstw muszą dotrzeć aktywne formy tych substancji. Dlatego też opracowanie kosmetyku, dzięki któremu witamina będzie wykorzystywana dopiero po jej transporcie w głąb skóry, w głębsze warstwy naskórka, możliwe jest właśnie dzięki liposomom. Pęcherzyki te nie dość, że pomagają w transporcie witamin, to na dodatek stabilizują je w preparacie kosmetycznym. Jednym z takich przykładów jest witamina A. To drogocenny składnik preparatów kosmetycznych (zapobiega wysychaniu i rogowaceniu nabłonka oraz sprzyja zdolności regeneracyjnej komórek), ale pod warunkiem, że dostarczymy go skórze na tyle głęboko, by żywe komórki mogły ją przetworzyć, a następnie użyć do regeneracji. Co więcej witaminę A cechuje nietrwałość, toteż zazwyczaj jako składniki kosmetyków wykorzystuje się jej pochodne (najczęściej octan bądź palmitynian), które wykazują większą odporność na działanie powietrza i słońca. Dzięki liposomom realna stała się możliwość wprowadzania witaminy A w jej nieprzetworzonej, najbardziej aktywnej postaci- retinolu, na odpowiednią głębokość skóry. W przypadku witaminy C, czyli kwasu askorbinowego, główny problem tkwi w jej niewielkiej zdolności do przenikania przez barierę, jaka stanowi warstwa rogowa naskórka. Skuteczne rozwiązanie tej kwestii także polega na zamknięciu tej witaminy w liposomach. Pozwala to zarówno na jej stosunkowo głębokie wnikanie, jak i na wytworzenie specyficznego systemu powolnego uwalniania, co w pełni pozwala na wydajne wykorzystanie jej własności (witamina C uczestniczy w biosyntezie kolagenu, przeciwdziała procesowi utleniania spowodowanym przez wolne rodniki, a także przyspiesza proces gojenia się ran).

Niemniej jednak kosmetyki zawierające liposomy należy stosować pamiętając o kilku istotnych regułach. Po nałożeniu kremu z liposomami, aby zapobiec zniszczeniu osłonki i przedwczesnego uwolnienia substancji aktywnych, należy poczekać ok. 15 minut na całkowite wchłonięcie- inaczej kosmetyk nie zadziała tak, jak powinien. Ponieważ kremy zawierające liposomy mają znacznie większą zawartość tłuszczu niż kremy pielęgnacyjne, powinno stosować się je w niewielkich ilościach.

MYDŁO

SOLE METALI ALKALICZNYCH, GŁÓWNIE SODU, MAGNEZU, LITU, POTASU I KWASÓW TŁUSZCZOWYCH.

Mydła znane są od starożytności i służą od tego czasu jako środki myjące i piorące. Myjący efekt mydeł wynika z ich własności amfifilowych. W wodzie tworzą one subtelną emulsję.

• Wyrób mydła jest jedną z najstarszych syntez chemicznych. Mydło powstaje w reakcji hydrolizy glicerydów (tłuszcze). Hydroliza ta prowadzi do otrzymania soli kwasów tłuszczowych i gliceryny. Przykład soli - palmitynian sodowy C₁₅H₃₁COONa.

• Zwykłe mydło jest po prostu mieszaniną soli sodowych wyższych kwasów tłuszczowych. Jest to mieszanina, ponieważ tłuszcz, z którego wytwarza sie mydło, jest mieszaniną, a do mycia rąk lub prania odzieży taka mieszanina jest równie przydatna jak jednorodna czysta sól kwasu tłuszczowego.
  Mydło może różnić się składem i metodą obróbki;

• Mydła sodowe, które są stałe w temperaturze pokojowej i rozpuszczalne w wodzie - produkuje się z nich mydła w kostkach.

• Mydła magnezowe, które są ciekłe w temperaturze pokojowej - produkuje się z nich szampony, płyny do kąpieli i mydła w płynie.

• Mydła litowe, które są pół-ciekłe w temperaturze pokojowej i słabo rozpuszczają się w wodzie - nie stosuje się ich jako środków myjących, lecz stosuje jako dodatki do litowych smarów łożyskowych.

• Mydła potasowe, które są miękkie (maziste) zwane mydłem szarym, rozpuszczalne w wodzie.

• można zrobić je z oliwy - wówczas stanowi ono mydło kastylijskie

• można dodać do niego alkoholu, wówczas uzyskuje się mydło przezroczyste

• można sporządzić dyspersję powietrza w mydle i otrzymuje się mydło pływające w wodzie

• można również dodać środki zapachowe, bakteriobójcze i barwniki.

Jeżeli zamiast soli sodowej sporządzi się sól potasową, to uzyskuje się miękkie (maziste) mydło potasowe (tzw. mydło szare).
Pod względem chemicznym jednak mydło niezależnie od tego z czego jest zrobione i jakie zawiera dodatki pozostaje właściwie takie samo i w taki sam sposób spełnia swą funkcję związaną z usuwaniem brudu.
Mydło jest skutecznym środkiem piorącym dzięki zdolności emulgowania tłuszczów i oleju w wodzie.

Zdolność emulgowania mydło osiąga dzięki obecności w cząsteczce części hydrofilowej (lubiącej wodę) i części hydrofobowej (nie rozpuszczalnej w wodzie ale rozpuszczalnej w rozpuszczalnikach niepolarnych).

Każda cząsteczka mydła zawiera koniec polarny jak i niepolarny, a przy tym są one dostatecznie duże, aby ich końce mogły niezależnie od siebie przejawiać swe skłonności do rozpuszczania się.

Zgodnie z regułą podobne rozpuszcza podobne niepolarny koniec każdej czasteczki poszukuje niepolarnego środowiska. Jeżeli nie ma w roztworze innych podobnych substancji to wtedy niepolarne końce gromadzą się obok innych niepolarnych części cząsteczek mydła. Powstaje wtedy micela (rysunek 13.1).

Rys. 13.1 Mechanizm tworzenia miceli i gromadzenia sie cząsteczek mydła na powierzchni roztworu

Polarne końce ustawiają się na zewnątrz w kierunku polarnego rozpuszczalnika czyli wody. Jony sodowe lub potasowe przechodzą do roztworu a na powierzchnia miceli uzyskuje ładunek ujemny.
Odpychanie się ładunków jednoimiennych powoduje, że micele są rozproszone.
Podobnie zachowująą się cząsteczki mydła na powierzchni roztworu. Części hydrofilowe skierowane są w stronę wody.
Jaki jest mechanizm myjącego działania mydła. Otóż mydło w procesie usuwania brudu który zawiera tłuszcz i smar, tworzy z anionu kwasu tłuszczowego otoczkę wokół kropelki oleju (smaru) jak to jest pokazane na rysunku 13.2.

Rys. 13.2 Mechanizm tworzenia emulsji w procesie usuwania oleju

Otoczka powstaje w wyniku silniejszego oddziaływania a tym samym wnikania do kropelki oleju części węglowodorowej łąńcucha anionu kwasu tłuszczowego. Powstaje wtedy warstwa graniczna od strony oleju. Możemy wtedy powiedzieć, że jonowe (polarne) końce mydła rozpuszczają się w fazie wodnej, a końce węglowodorowe (niepolarne) - w fazie olejowej. Ponieważ końce nie są połączone, tworzy się graniczna powierzchnia międzyfazowa
Na powierzchni zgromadzony ładunek jednoimienny zapobiega zlewaniu się kropelek oleju, tworzy się trwała emulsja oleju i wody, którą można usunąć z oczyszczanej powierzchni.

Gdy w zmydlaniu zamiast NaOH lub KOH uczestniczą jony wapnia lub magnezu, wówczas tworzą się również mydła, lecz nierozpuszczalne:

2C₁₅H₃₁COOH + Ca²⁺ --> (C₁₅H₃₁COO)₂Ca + 2H⁺

Micele cząsteczek mydła obecne w wodzie przy zetknięciu z nierozpuszczalnym w wodzie brudem (głównie tłuszczami) wnikają w jego strukturę i "rozpuszczają go" poprzez wciągnięcie cząsteczek tłuszczu do wnętrza swoich miceli.

Mydła produkuje się zwykle z tłuszczy nasyconych, aczkolwiek znane są także mydła z tłuszczy nienasyconych. Ich proces produkcji polega na długotrwałym gotowaniu tłuszczy ze stężonym roztworem zasady sodowej, magnezowej lub litowej, na skutek czego dochodzi do zerwania wiązań estrowych i powstania gliceryny i właściwego mydła. Glicerynę czasami usuwa się z końcowego produktu lub zostawia, gdyż ma ona działanie natłuszczające. Współcześnie coraz częściej produkuje się też mydła poprzez bezpośrednią reakcję zasad z kwasami tłuszczowymi otrzymanymi z rafinacji ropy naftowej.

---