I lipidi. Percorso Lipidi saponificabili LIPIDI. Gliceridi Cere Fosfolipidi Glicolipidi. Terpeni Steroidi Vitamine liposolubili

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1 A P P R F N D I M E N T sono sostanze solubili nei solventi organici (esano, dietil-etere ecc.) e insolubili in acqua. Possono avere origine dai vegetali e dagli animali, e vengono classificati in due famiglie (figura 1): i lipidi saponificabili e gli insaponificabili. saponificabili, reagendo con gli idrossidi alcalini (NaH, KH), formano i saponi, mentre quelli insaponificabili no. LIPIDI Saponificabili Insaponificabili Gliceridi Cere Fosfolipidi Glicolipidi Figura 1 Classificazione dei lipidi Terpeni Steroidi Vitamine liposolubili 4.1 Lipidi saponificabili A) Gli acidi grassi Gli acidi carbossilici (si veda il paragrafo 16 del Percorso 1) a lunga catena sono detti acidi grassi. In natura ne esistono molti che spesso prendono il nome (non sistematico) dal vegetale o dall animale da cui provengono (tabelle 1, 2 e ). Gli acidi grassi, lo ripetiamo, sono acidi carbossilici (RCH) con una catena lineare (R) che può andare da a 18 atomi di carbonio; la catena può essere satura (quando non contiene doppi legami) o insatura (quando contiene uno o più doppi legami). La nomenclatura degli acidi grassi saturi è analoga a quella vista per gli acidi carbossilici. La nomenclatura degli acidi grassi insaturi (aventi ripetiamo uno o più doppi legami) viene effettuata numerando la catena lineare partendo dal carbonio del gruppo carbossile (-CH) e indicando con questa sequenza eventuali doppi legami (tabelle 1 e 2). Ad esempio l acido oleico è l acido 9-ottadecenoico, e ciò significa che è un acido carbossilico (desinenza finale -oico) che in posizione 9 ha un doppio legame (9-ottadecenoico) ed è composto da 18 atomi di carbonio (ottadecenoico). Vi è pure una nomenclatura alternativa secondo la quale si indica con la lettera greca omega (ω) la posizione del doppio legame; il conteggio viene effettuato, al contrario di quanto visto prima, partendo dal metile iniziale della catena alifatica. 1

2 A P P R F N D I M E N T n atomi di C:n doppi legami nome comune nome IUPAC formula chimica punto di fusione ( C) fonti 4:0 acido butirrico acido butanoico CH(CH2)2CH -8 grassi del latte 5:0 acido valerico acido pentanoico CH(CH2)CH - - 6:0 acido caproico acido esanoico CH(CH2)4CH - grassi del latte 7:0 acido enantico acido eptanoico CH(CH2)5CH - - 8:0 acido caprilico acido ottanoico CH(CH2)6CH 16 grassi del latte, grassi del cocco 9:0 acido pelargonico acido nonanoico CH(CH2)7CH :0 acido caprico acido decanoico CH(CH2)8CH 1 grassi animali e vegetali 11:0 - acido undecanoico CH(CH2)9CH :0 acido laurico acido dodecanoico CH(CH2)10CH 4,2 grassi animali e vegetali 1:0 - acido tridecanoico CH(CH2)11CH :0 acido miristico acido tetradecanoico CH(CH2)12CH 5,9 grassi del latte, oli di pesce, grassi animali e vegetali 15:0 - acido pentadecanoico CH(CH2)1CH :0 acido palmitico acido esadecanoico CH(CH2)14CH 62,8 grassi animali e vegetali 17:0 acido margarico acido eptadecanoico CH(CH2)15CH - grassi animali e vegetali 18:0 acido stearico acido ottadecanoico CH(CH2)16CH 69,6 grassi animali e vegetali Tabella 1 Acidi grassi saturi n atomi di C:n doppi legami posizione dei doppi legami nome comune nome IUPAC formula chimica punto di fusione ( C) fonti 18:1 cis-9 acido oleico acido 9-ottadecenoico CH(CH2)7CH=CH(CH2)7CH 16 olio di oliva, in tutti i grassi naturali 18:1 11 acido vaccenico acido 11-ottadecenoico CH(CH2)5CH=CH(CH2)9CH - - Tabella 2 Acidi grassi insaturi n atomi di C:n doppi legami posizione dei doppi legami nome comune nome IUPAC formula chimica 18:2 9, 12 acido linoleico acido 9,12-ottadecadienoico punto di fusione ( C) fonti -5 olio di girasole 18: 9, 12, 15 acido linolenico acido 9,12,15-ottadecatrienoico 18:4 6, 9, 12, 15 acido stearidonico acido 6,9,12,15-ottadecatetraenoico C18H22 C18H02 C18H pesce ricco di grassi, oli vegetali semi di canapa, - olio di semi di ribes nero Tabella Acidi grassi polinsaturi 2

3 A P P R F N D I M E N T B) Monogliceridi, digliceridi e trigliceridi Gli acidi grassi, reagendo con la glicerina, portano alla formazione rispettivamente di monogliceridi (figura 2) digliceridi (figura ) e trigliceridi (figura 4). -H --C-R CH-H + RCH CH-H + H 2 -H -H Figura 2 Formazione di un monogliceride Glicerina Acido grasso Monogliceride Acqua -H --C-R CH-H + 2RCH CH--C-R + 2H 2 -H -H Figura Formazione di un digliceride Glicerina Acido grasso Digliceride Acqua -H --C-R CH-H + RCH CH--C-R + H 2 -H --C-R Figura 4 Formazione di un trigliceride Glicerina Acido grasso Trigliceride Acqua I monogliceridi e i digliceridi trovano largo impiego come emulsionanti nell industria alimentare. Ricordiamo che gli emulsionanti rendono parzialmente miscibili sostanze non miscibili tra loro, producendo un miscuglio finale eterogeneo ma stabile detto colloide. I trigliceridi si trovano negli oli e nei grassi animali e vegetali (tabella 4). Vengono denominati oli quando, a temperatura ambiente, si trovano allo stato liquido, grassi quando si trovano allo stato solido.

4 A P P R F N D I M E N T li o grassi Provenienza Acido esadecanoico (palmitico) Acido ottadecanoico (stearico) Acido 9-ottadecenoico (oleico) Acido 9,12ottadecadienoico (linoleico) Arachidi lio vegetale Soia lio vegetale Mais lio vegetale liva lio vegetale Sego Grasso animale Lardo Grasso animale Burro Grasso animale Tabella 4 Percentuali degli acidi grassi nei lipidi di provenienza vegetale e animale I trigliceridi, reagendo con gli idrossidi alcalini (NaH, KH), formano i saponi, i sali sodici o potassici degli acidi grassi: --C-R -H CH--C-R + NaH CH-H + RCNa --C-R -H Trigliceride Idrossido di sodio Glicerina Saponi C) Le cere Le cere sono gli esteri di acidi grassi con alcol a lunga catena. Si trovano nei grassi animali presenti nella testa dei capodogli, nella cera delle api, nella pelle, nella peluria, nelle piume ecc., e compongono anche il cerume prodotto dalle orecchie. Una volta estratte vengono impiegate dall industria dei prodotti di bellezza. Di seguito riportiamo due esempi di cere: C 15 H 1 -C ; C 15 H 1 -C -C 12 H 25 -C 18 H 7 Palmitato di laurile (esadecanoato di dodecanile) Palmitato di stearile (esadecanoato di ottadecanile) 4

5 A P P R F N D I M E N T D) I fosfolipidi I fosfolipidi sono il risultato dell esterificazione della glicerina con acidi grassi di varia natura e acido fosforico: In genere quello esterno è un acido grasso saturo con una catena a 16 o a 18 atomi di carbonio, mentre l acido grasso centrale è insaturo a 18 atomi di carbonio. L acido fosforico può essere anch esso esterificato. --CR CH--CR --P 2- Formula generale di un fosfolipide E) I glicolipidi I glicolipidi sono formati dalla esterificazione dell alcol complesso detto sfingosina (figura 5) con un carboidrato (in genere glucosio o galattosio, si veda la figura 6). -H CH-NH 2 Figura 5 La sfingosina -CH=CH-C 1 H 27 H Figura 6 Un glicolipide (in blu il glucosio) H H H CH-NH-CR -CH=CH-C 1 H 27 5

6 A P P R F N D I M E N T 4.2 Lipidi insaponificabili A) I terpeni I terpeni sono sostanze organiche che si trovano in natura sia nei vegetali che nei tessuti animali. Sono idrocarburi che risultano dalla ripetizione dell unità di base che è l isoprene, il 2-metil-1,-butadiene: CH =C-CH= I terpeni sono presenti in natura negli oli essenziali degli agrumi e spesso fanno parte delle miscele di aromi naturali e sintetici grazie alle loro gradevoli note aromatiche (flavor): CH CH Limonene Mentolo H =C-CH CH -CH-CH Dei terpeni fa parte anche il precursore biologico del colesterolo, lo squalene: Squalene 6

7 A P P R F N D I M E N T B) Gli steroidi Gli steroidi sono composti organici policiclici che hanno la seguente struttura generale: R 20, ecc A B 11 C D Gli steroidi svolgono nell organismo umano funzioni importantissime, essenziali per la regolare attività metabolica. Mostriamo di seguito alcuni dei più importanti steroidi: C 8 H H H Estrone Colesterolo Un estrogeno o ormone sessuale femminile 7

8 A P P R F N D I M E N T H H C= H Testosterone Un androgeno o ormone sessuale maschile Cortisone Un ormone della corteccia surrenale CH CH 17 CH-CH=CHCHCH(CH ) 2 9 H H Ergosterolo Un precursore della vitamina D C) Le vitamine liposolubili Le vitamine liposolubili sono le A, D, E e K. Esse svolgono nell organismo umano funzioni vitali per la regolare attività metabolica; una loro carenza provoca inizialmente disturbi, e quando questa diventa cronica si hanno seri danni. Esaminiamo di seguito le loro formule di struttura e le principali caratteristiche: Vitamina A H 8

9 A P P R F N D I M E N T La vitamina A (retinolo) è molto diffusa in natura e si trova, in generale, negli alimenti che hanno un caratteristico colore giallo come carote, pesche, cachi, albicocche, peperoni, pomodori, zucche, banane, mango, meloni gialli, arance. Questa vitamina è altresì presente nelle verdure verdi come broccoli, lattuga, prezzemolo, radicchio, spinaci, rucola, cicoria ecc. Per preservare, in questi alimenti, un elevato contenuto di vitamina A è consigliabile non cuocere molto i cibi che la contengono e non esporli per troppo tempo alla luce solare e all ossigeno atmosferico. La vitamina A è importante per gli occhi e svolge una funzione protettiva, in quanto è un antiossidante ed uno immunostimolante. H Vitamina D La vitamina D (calciferolo) è anch essa molto diffusa in natura e si trova nei seguenti alimenti: fegato di pesce, salmone, pesce azzurro, uova, latte, burro, formaggi, maiale ecc. Come già visto per la vitamina A, un eccessiva cottura dei cibi tende a ridurre il contenuto di vitamina D. Il nostro organismo, quando esposto al sole, sintetizza la vitamina D partendo da una sostanza presente nella pelle. La vitamina D è importante per l assorbimento del calcio in tutti i tessuti in cui è necessario (ossa, sangue ecc.) e svolge una funzione protettiva in quanto si ritiene che possa prevenire l insorgenza di tumori (mammella, colon-retto e ovaie). H Vitamina E 9

10 A P P R F N D I M E N T La vitamina E (tocoferolo) si trova nei seguenti alimenti: olio di germe di grano, olio di semi, olio di oliva, frutta secca, uova, latte, carne di manzo, pesce, fegato, piselli, broccoli, cavoli, asparagi, avocado, cereali ecc. Ha un importante funzione protettiva in quanto è antiossidante, e aumenta la produzione dei globuli rossi. Vitamina K 1 La vitamina K (naftochinone) si trova nei seguenti alimenti: fegato, tè verde, rape verdi, zucca, carote, avena, asparagi, piselli, soia, pomodori, vegetali verdi (foglie) ecc. È importante per la coagulazione del sangue e la robustezza delle ossa. 10