Tłuszcze

Tłuszcze - zwyczajowa nazwa grupy lipidów, estrów glicerolu i kwasów tłuszczowych, głównie triacylogliceroli. Reszty kwasowe występujące w cząsteczkach tłuszczów zawierają zwykle od 12 do 18 atomów węgla.

Większość tłuszczów nie ma zapachu, jest nierozpuszczalna w wodzie i rozpuszczalnikach polarnych oraz dobrze rozpuszczalna w rozpuszczalnikach niepolarnych. Wszystkie tłuszcze są lżejsze od wody, pHtłuszczów jest obojętne. Ich stan skupienia zależy od tego, jakie reszty kwasowe tworzą cząsteczkę. Tłuszcze stałe zawierają nasycone reszty kwasowe o długich łańcuchach węglowych, natomiast tłuszcze ciekłe zawierają nienasycone reszty kwasowe (reszty, w których występują wiązania podwójne) lub reszty kwasowe o krótkich łańcuchach węglowych. Kwasy nienasycone występujące w naturalnych tłuszczach są izomeramicis. Większość tłuszczów to estry mieszane, czyli takie, które w cząsteczce zawierają różne reszty kwasowe.

Tłuszcze naturalne zawsze są mieszaninami różnych estrów glicerolu. W temperaturze pokojowej tłuszcze zwierzęce to zazwyczaj ciała stałe (wyjątkiem jest tran), tłuszcze roślinne są cieczami (wyjątkiem jest olej kokosowy).

Podział tłuszczów

Ze względu na pochodzenie:

• roślinne

• zwierzęce

• sztuczne i modyfikowane.

Ze względu na obecność wiązań podwójnych:

• nienasycone, w których występują reszty kwasów tłuszczowych posiadających w łańcuchu węglowodorowym wiązania podwójne; tłuszcze te występują w dużych ilościach w roślinach i zwykle w temperaturze pokojowej są ciekłe;

• nasycone, w których występują reszty kwasów tłuszczowych posiadających w łańcuchu węglowodorowym wyłącznie wiązania pojedyncze; tłuszcze te są produkowane przede wszystkim przez organizmy zwierząt.

Ze względu na budowę chemiczną:

• proste

• lipidy właściwe

• woski

• trójacyloglicerole

• złożone

• fosfolipidy

• glikolipidy

• lipidy izoprenowe

• steroidy

• karotenowce

• pochodne

• kwasy tłuszczowe (nasycone, jednonienasycone, wielonienasycone)

Ze względu na stan skupienia:

• stałe (tłuszcze zwierzęce z wyjątkiem tranu, np. łój, sadło), których głównymi składnikami są glicerydy wyższych nasyconych kwasów tłuszczowych

• ciekłe (głównie tłuszcze roślinne, np. oliwa, olej rzepakowy, słonecznikowy, arachidowy, lniany oraz tran), w skład których wchodzą głównie glicerydy wyższych nienasyconych kwasów tłuszczowych

Zastosowania

Tłuszcze roślinne, takie jak oliwa, olej rzepakowy, słonecznikowy, arachidowy, lniany, masło kakaowe są oczyszczane, utwardzane lub odwadniane, a następnie używane w przemyśle spożywczym, mydlarskim, włókienniczym i w lecznictwie.

Tłuszcze jadalne mają szerokie zastosowanie kulinarne. W kuchni występują one w formie wysoko skoncentrowanych produktów, takich jak masło, smalec, olej, łój (kuchnia) i oliwa. Służą one do smarowania chleba oraz pieczenia i smażenia potraw.

Rola tłuszczów w diecie

Tłuszcze spełniają w diecie człowieka szereg ważnych ról. Przede wszystkim dostarczają znaczną ilość energii (20 do 35%). Z jednego grama tłuszczu organizm ludzki uzyskuje około 37,7 kJ energii, a więc w przybliżeniu dwa razy więcej niż z białka i sacharydów. Tłuszcze są także głównym źródłem niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT) i witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (A, D, E, K). Niektóre kwasy tłuszczowe biorą także udział w syntezie niektórych hormonów tkankowych, m.in. prostaglandyn^[1].

Tłuszcze w umiarkowanych ilościach są niezbędnym składnikiem pokarmowym ludzi. Są one głównym źródłem glicerolu i kwasów tłuszczowych, z których organizm syntezuje inne lipidy. Spożywanie nadmiaru tłuszczów - zwłaszcza nasyconych - sprzyja jednakchorobom układu krążenia i powoduje nadwagę. Zapotrzebowanie na tłuszcz jest mniejsze u osób starszych i prowadzących mało aktywny fizycznie tryb życia.

Tłuszcze powinny dostarczać nie więcej niż 30% energii zawartej w pożywieniu i zawierać odpowiednią ilość nienasyconych kwasów tłuszczowych. Ilości tłuszczu spożywanego przez ludzi w różnym wieku powinny się kształtować mniej więcej następująco^[2]:

• kobiety

• 10-12 lat - 62 do 74 g

• 16-18 lat - 72 do 95 g

• 26-61 lat - 57 do 97 g

• mężczyźni

• 10-12 lat - 65 do 81 g

• 16-18 lat - 82 do 117 g

• 26-61 lat - 73 do 120 g

W dietetyce tłuszcze dzieli się na "widoczne" i "niewidoczne". Przez niewidoczne rozumie się tłuszcze zawarte w produktach żywnościowych nie kojarzonych bezpośrednio z tłuszczem w potocznym rozumieniu tego słowa, np. w słodyczach, wypiekach itp.

Tłuszcze w organizmie zwierząt i ludzi są magazynowane w tkance tłuszczowej, która pełni funkcję magazynu energii, a także izolacji cieplnej i osłony mechanicznej.

Dieta wysokotłuszczowa

Duże spożycie tłuszczów wielonienasyconych omega 6 (obecnych zwłaszcza w oleju roślinnym z soi, kukurydzy, słonecznika i innych olejach z nasion, w margarynie), np. kwasu linolowego, przy niedostatku tłuszczów wielonienasyconych omega 3 (w oleju rybnym, ale również w lnianym; olej rzepakowy zawiera prawie tyle samo niepożądanego tłuszczu oleinowego omega 9, jak oliwa)^[3], sprzyja rozwojowi raka piersi. W 2001 stwierdzono, że obecność tłuszczów jednonienasyconych typu omega 9 oraz niektórych wielonienasyconych typu omega 6 w erytrocytach może sprzyjać rozwojowi raka piersi u kobiet po menopauzie, a obecność tłuszczów wielonienasyconych typu omega 3 - przeciwdziała. Skład tłuszczów w erytrocytach wynikać może zarówno z diety, jak i syntezy endogennej oraz metabolizmu reszt kwasowych^[4].

Tłuszcze wielonienasycone omega 6 przy niedostatku tłuszczów wielonienasyconych omega 3 stymulują wzrost nowotworów prostaty, przyśpieszają postęp histopatologiczny i zmniejszają przeżywalność pacjentów z rakiem prostaty, podczas gdy tłuszcze wielonienasycone omega 3 (w oleju rzepakowym) mają odwrotne, pozytywne działanie^[5].

Właściwości fizyczne tłuszczów

• czyste tłuszcze są substancjami bezbarwnymi i bezwonnymi (zapach, barwa i smak tłuszczów naturalnych pochodzą od ich domieszek)

• bardzo dobrze rozpuszczają się w węglowodorach, np. benzynie, nafcie

• nie rozpuszczają się w wodzie

• wstrząsane z wodą tworzą emulsję, w której drobniutkie kuleczki tłuszczu są zawieszone w wodzie; jest ona jednak nietrwała i rozdziela się na dwie warstwy

Reakcje tłuszczów

Tłuszcze ulegają takim samym reakcjom jak inne estry.

Transestryfikacja

• z alkoholami - alkoholiza:

R₁COOR₂ + R₃OH → R₁COOR₃ + R₂OH

• z kwasami karboksylowymi - acydoliza:

R₁COOR₂ + R₃COOH → R₃COOR₂ + R₁COOH

• z innymi estrami:

R₁COOR₂ + R₃COOR₄ → R₁COOR₄ + R₃COOR₂

Reakcje transestryfikacji stosuje się zazwyczaj do otrzymywania estrów, które trudno jest uzyskać metodą bezpośredniej estryfikacji.

Hydroliza

tłuszcz + woda → kwas tłuszczowy + gliceryna

• hydroliza kwasowa

(RCOO)₃C₃H₅ + 3H₂O → 3RCOOH + C₃H₅(OH)₃

• hydroliza zasadowa (zmydlanie)

(RCOO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3RCOONa + C₃H₅(OH)₃

Reakcje tłuszczów nienasyconych

• Tłuszcze nienasycone odbarwiają wodę bromową i manganian(VII) potasu.

• Utwardzanie tłuszczów

Utwardzanie tłuszczów polega na addycji wodoru do wiązań podwójnych (→ uwodornienie) występujących w resztach kwasowych tłuszczu nienasyconego, w obecności katalizatora niklowego. Reakcja utwardzania tłuszczów jest przeprowadzana z uwagi na większą wygodę posługiwania się tłuszczami stałymi w życiu codziennym, np. podczas gotowania, w technice. Metoda ta jest stosowana między innymi w procesie produkcji margaryny.

(C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅ + 3 H₂ → (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅

trioleinian gliceryny → tristearynian gliceryny