WYKŁAD 6

Lipidy podst. skł. żywych kom., gł. budulec membran kom.

Składnik diety - nieodzowny po białkach i cukrach

- najbardziej energetyczny

- tł. dostarczają ok. 35-40% całkowitej energii dziennej racji pok.

Należą do substancji bardzo labilnych:

• wchodzą w reakcję między sobą,

• ulegają przemianom pod wpływem tlenu, światła, jonów metali,

• reakcje podczas różnorodnych procesów z innymi związkami chemicznymi, determinują jakość żywności.

TŁUSZCZE

proste złożone pochodne

Związkom tłuszczowym i tłuszczom towarzyszą występujące we frakcji nieglicerynowej np. witaminy litofilne, sterole. Najczęściej oznaczane to :

• fosfolipidy, woski, skwalen

• karotenoidy, witaminy A, D, E, K, sterole

Zawartość tł. (g/100g cz. jadalnych)

1. tł jadalne 75-100g

1. masło, margaryna, słonina, smalec, oleje roślinne itp.

2. tł. stołowe o obniżonej kaloryczności 45-55

1. margaryny „niskokaloryczne”, orzechy

3. produkty o wysokiej zaw. tł. 25-50

1. śm. tortowa, kremowa, sery żółte, wafle nadziewane

4. produkty o średniej zaw. tł. 10-25

1. twaróg, sery, jaja, śmietana

5. produkty o małej zaw. tł. 3-10

1. ryby słodkowodne, produkty zbożowe, mleko, twarożki

6. produkty o bardzo małej zaw. tł. 0-3

1. mleko chude, kefiry, jogurty, pieczywo, warzywa, owoce, grzyby

W analizie żywności - tłuszcz = ekstrakt (wyciąg) bezwodnej substancji, czyli wszystkich związków dających się wyekstrahować, np. bezwodnym eterem etylowym lub innym rozp. organicznym po jego odparowaniu przy czym nie są one lotne po suszeniu trwającym 1h w suszarce o temp. ok. 105˚C:

• w skład ekstraktu czyli umownie określany jako tłuszcz surowy będą wchodziły oprócz triacygliceroli (tłuszcze właściwe, stałe i ciekłe) woski, wyższe kwasy tłuszczowe, fosfolipidy, sterole, karotenoidy, witaminy ADE,

• a także związki towarzyszące - nietłuszczowe np. chlorofile.

Wśród sposobów oznaczania zaw. tłuszczu występujących w nasionach np. roślin oleistych, surowcach i gotowych produktach spożywczych można wyróżnić metody :

1. ekstrakcyjno - wagowe

2. objętościowe (butyrometryczne)

3. ekstrakcyjno - refraktometryczne, densymetryczne

4. instrumentalne - wykonanie techniką odbiciową w bliskiej podczerwieni (NIR), magnetyczny rezonans jądrowy (NMR)

5. metoda zmiany stałej dielektrycznej rozpuszczalnika w zależności od ilości rozpuszczanego tłuszczu

6. ekstrakcja w stanie nadkrytycznym (np. CO₂) Supercriticol Fluid Extraction - SFE

EGZAM:

Metody ekstrakcyjne (oznaczenia zawartości tłuszczu opieraja się na wspólnych czynnościach):

1. wstępne czynności analityczne

1. pobranie próby wg odpowiedniej procedury dal danej gr. Surowców, np. nasiona roślin oleistych, mięso, gotowe wyroby, produkty cukiernicze

2. odpowiednie rozdrobnienie próby (jest to o konsystencji stałej - pozwala na lepszy kontakt z rozpuszczalnikiem)

3. wstępne suszenie próby, ułatwiające penetrację rozpuszczalnika
   i efektywniejszą ekstrakcję tłuszczu

2. ekstrakcja lipidów tkanek

1. dobór metody izolacji tłuszczów z materiału biologicznego; zależy od:

1. pochodzenia, np. surowiec roślinny, zwierzęcy

2. formy - wsytępowanie w połączeniach z białkami, z cukrami

3. [głównie są to kompeky nieropzusczlane pod wpływem rozp. Organicznych]??

Ekstrakcja np. lipidów z tkanek roślinnych izopropanolem powoduje wyeliminowanie możliwości enzymatycznej degradacji lipidów. Mieszanina Folcha chloroform/metanol do selektywnej ekstrakcji.

Etapy analityczne w met. ozn. tłuszczy

1. rozpuszczenie lub zhydrolizowanie suit. wiążących tłuszcz, np. połączenia lipoproteinowe (można przeprowadzać hydrolizę kwaśną lub zasad.)

2. wydzielenie tłuszczu w procesie ekstrakcji lub mechanicznie

3. otrzymanie wolnego tłuszczu surowego

Do ekstrakcji tł. najczęściej stosowane rozpuszczalniki:

• eter etylowy

• temp. Wrzenia 34,5˚C

• bezwodny, wolny od nadtlenków

• eter naftowy

• frakcja wrząca 40-70˚C

• benzen

• heksan

• chloroform

• aceton

• trichloroetylen

• In. rozpuszczalni org. oraz ich mieszaniny

Do ekstrakcji tłuszczu z materiału doświadczalnego mogą być stosowane mieszaniny tych rozpuszczalników w odpowiednich proporcjach. Najlepszymi są te rozpuszczalniki organiczne, które posiadają niską temperaturę wrzenia ponieważ w najmniejszy sposób wpływają na zmiany oksydacyjne w ekstrahowanych tłuszczach.

Szereg lipidów i rozpuszczalników org. wg wzrastającej polarności

Węglowodory heksan temp. 62-67˚C

Woski cykloheksan 78-81

Aldehydy eter etylowy 34,5

Triacylogilcerole chloroform 61

Alkohole tł. aceton 51,6

KT dioksan 91-101

Sterole etanol 78,3

Diacyloglicerole metanol 64,7

Monoacyloglicerole

fosfolipidy

METODY EKSTRAKCYJNO - WAGOWE dwojaki sposób:

• periodyczny (met. Okresowa) traktowanie próbki badanego produktu rozpuszczalnikami org., wytrząsaniu w celu rozp. tł., a następnie oddzieleniu masy otrzymanego tł. surowego np. metodą Soxhleta ekstrakcja na zimno!!

• ciągły odznacza się tym, że aparat jest wyposażony w porowate naczynko ekstrakcyjne umieszczone pod chłodnicą zwrotną w kolbie ekstrakcyjnej - co pozwala na ciągły przepływ rozpuszczalnika np. metoda Gräffe-Puzanowa - ekstrakcja na gorąco.

[gilza - „opakowanie” do materiału po ekstrakcji]

Metody ekstrakcyjno- wagowa polega na wydzieleniu z badanej próbki substancji tłuszczowej a następnie wagowym jej oznaczeniu

1. ekstrakcji rozpuszczalnikiem w nieokreślonej ściśle ilości (np. met Soxhleta, Gräffe- Puzanowa)

2. ekstrakcji określoną ilością rozpuszcz. (met. Grossfelda)

3. stosowaniu wielokrotnej ekstrakcji periodycznej i ciągłej (met. Soxhleta, Gräffe- Puzanowa)

Dokładność wyekstrahowania tłuszczu w tych metodach zależy od kolejności dodawania odczynnika w postępowaniu metodycznym - np. dodanie eteru naftowego przed eterem etylowym w metodzie Rosega-Gottlieba powoduje powstanie trwałej emulsji trudnej do rozdzielenia.

Metoda Soxhleta

• wielokrotna ekstrakcja susbt. tłuszczowej z rozdrobnionego i wysuszonego produktu za pomocą odp. Rozpuszczalnik org.

• odparowanie rozp. z uzyskanego ekstraktu

• dokładne wysuszenie subst. tł. i gilzy (105˚C, 30 min)

• wagowe oznaczeni subst. tł.

1. zawartość tłuszczu surowego z badanej próbie (x) wyrażona w % należy obliczyć ze wzoru:

(a-b)

X= c * 100

a - masa kolbki z wyekstrahowanym tłuszczem w g

b - masa kolbki przed ekstrakcją w g

c - masa próby w g

2. Metoda ta jest uznana za metodę odwoławczą, bardzo dokładną w oznacz. tł.

Szybkość ekstrakcji - napełnienie naczynia ekstrakcyjnego rozpuszczalnikiem powinno następować między 5 a 10 minutą! Średnio proces ekstrakcji może trwać kilka godzin
i zależy od zawartości tłuszczu w oznaczanej próbie. Ekstrakcje z badanego materiału uważamy za zakończoną gdy ściekająca z ekstraktora kropla rozpuszczalnika nie pozostawia na płytce szklanej lub pasku bibuły śladu tłuszczu.

Met. Gräffe - Puzanowa

różnic a polega na ciągłej ekstrakcji tł. z próby przez stały przepływ rozpuszczalnika
w temp. Zbliżonej do temp. Wrzenia.

Met. Meibulla - Stodlota (??)

hydroliza połączeń frakcji tłuszczowej z białkiem za pomocą HCl (czas hydrolizy uzależniony jest od ilości białka i tł. w próbie, np. 15sek. Dla wyrobów ….

Met. Roese - Gottlieba

próba jest traktowana w następującej kolejności:

• amoniakiem - rozpuszcza białka, powoduje rozerwanie wiązań białkowo-lipidowych

• alkoholem etylowym …

• eterem etylowym i eterem naftowym - powoduje rozpuszczanie tłuszczu i fosfolipidów uwolnionych przez amoniak.

Met. Grossfelda

1. hydroliza subst. białkowo-tłuszczowych przy zastosowaniu HCl, 30min.

2. dodatek alkoholu etylowego odwodnienie zapobiegające pienieniu się próby

3. ekstrakcja tłuszczu określoną V etery naftowego (50ml)

4. odparowanie w naczynku ściśle określonej V ekstraktu np. 10ml

5. wysuszenie 102-105 ˚C, 1h

Obliczenia wykonuje się przeliczając ostateczną ilość tłuszczu na całkowitą objętość rozpuszczalnika zużytego do ekstrakcji.

W metodzie również zużywany jest HCl do hydrolizy. Jest przeznaczony do oznaczania zawartości tłuszczu w przetworach mleczarskich np. sery, twarogi i kazeina

[różnice: ekstrakcja w kolbach a nie w aparacie Soxhleta]

METODA EKSTRAKCYJNO -REFRAKTOMETRYCZNA

• ekstrakcja tł. z badanej próby za pomocą określonej ilości rozpuszczalnika
  o ustalonym współczynniku załamania światła i odczytaniu. Zaletą metody jest ich szybkie i proste wykonanie.

Rozpuszczalnik do ekstrakcji - charakterystyka:

wysoka wartość współczynnika

METODA EKSTRAKCYJNO-DENSYMETRYCZNA

tł. z próbki, oznaczenie gęstości .

Przy pomocy czterochlorku węgla.

METODY OBJĘTOŚCIOWE (BUTYROMETRYCZNE)

• wydzielanie tł.w specjalnych przyrządach zwanych tłuszczomierzami lub butyrometrami

[EGZ.:

Różnica między ekstrakcyjną a objętościową metodą:

- nie ekstrahujemy tłuszczu

- dodajemy w określonej objętości

W zależności od analizowanego produktu stosuje się różne typy butyrometrów]

Zasada oznaczania: polega na rozpuszczeniu zawartych w próbie substancji białkowych
i związków towarzyszących za pomocą kwasu siarkowego (VI) i odczytaniu % zawartości tłuszczu na skali przyrządu.

Metody te przeznaczone są do oznaczania tłuszczu w mleku i przetworach mlecznych, przetworach mięsnych i gotowych posiłkach.

Rodzaje tłuszczomierzy:

Do serów, śmietany, mleka w porszku, mleka odtłuszczonego, mleka pełnego

Zasada met. Gerbera

• gł. zadaniem kw. siarkowego jest ropuszcze. subst. białkowych (mleko - to emulsja oleju w H2O, w której kuleczki tł. otoczone są warstwą białkową
  i rozpuszcz. tej warstwy jest konieczne w celu wydzielenia tł.)

• dodatek alkoholu izoamylowego zmniejszenie napięcia pow. kuleczek tł., zmniejsza przyczepność do szkła, ułatwia ich zlepianie i wydzielanie jednorodnej warstwy

Nie zawsze wydzielona w ten sposób substancja tłuszczowa jest czystym tłuszczem - może zawierać rozpuszczone pochodne alkoholu izoamylowego oraz połączenia alkoholu
z kwasem siarkowym. Substancje te są rozpuszczalne w tłuszczu i powiększają objętość warstwy tłuszczowej.

[korek - zabezpiecza; wprowadza tł na odp. poziom]

Reakcje zachodzące w tłuszczomierzu:

-H2SO4 powoduje rozpuszczanie ciał białkowych między kw. a kazeinianem powst. ze rozpuszcz.

H2R*R(COO)6Ca3 + 3H2SO4 H2N*R(COOH)6 + 3CaSO$

H2N*R(COOH)6 + H2SO4 H2SO4*H2N * R(COOH)6

kazeina zw. rozpuszcz.

- alkohol amylowy powoduje zlepianie się kuleczek i ich wydzielenie oraz klarowanie, zmieniając napięcie powierzchniowe, a z kwasem siarkowym tworzy ester siarkowo-amylowy rozpuszczalny w kwasie siarkowym

C4H9CH2OH + H2SO4 (C4H9CH2O)2SO2 + 2H2O

alk. amylowy ester siarkowo-amylowy

Parametry odczynników - SKRYTP

• gęstość H2SO4 d=1,815-1,825; jeśli mniejsza od 1,8g/ml to białka nie rozpuszcz. się całkowicie; jeśli > od 1,83 to częściowe zwęglenie susbt. org.

• Alkohol izoamylowy (d=0,81, temp. Wrzenia 128-13_ ˚C)

Podobna metoda metoda Babcock'a, do oznaczania:

- mleka i przetworów mlecznych

- owoców morza, ryb

- specjalnie wykalibrowane kolby, USA

8

Estry KT i alkoholi

• właściwe estry KT i glicerolu

• woski estry wyższych KT i alk. Innych niż glicerol

Zw. zawierające oprócz KT i alkoholi inne składniki:

• fosfolipidy zaw. kw. fosforanowy

• glikol min. 1 cz. cukru połączona wiąz. glikozydownym

• lipoproteidy …

• glikosfingolipidy

• cerbroydy - galaktocerebrozydy

• inne lipidy złożone - sulfolipidy

---