LPIDOS ASPECTOS GENERALES DE LOS LPIDOS Denominamos lpidos

LÍPIDOS

ASPECTOS GENERALES DE LOS LÍPIDOS Denominamos lípidos a un conjunto muy heterogéneo de biomoléculas cuya característica es la insolubilidad en agua, siendo por el contrario, solubles en disolventes orgánicos (benceno, cloroformo, éter, hexano, etc. ). Sin embargo algunos de ellos tienen segmentos que si son solubles en agua, como los fosfolipidos.

ASPECTOS GENERALES DE LOS LÍPIDOS Los lípidos pueden encontrarse unidos covalentemente con otras biomoléculas como en el caso de los glicolípidos (presentes en las membranas biológicas) También son numerosas las asociaciones no covalentes de los lípidos con otras biomoléculas, como en el caso de las lipoproteínas y de las estructuras de membrana.

Bioquimicamente, las grasas son sustancias apolares y por ello son insolubles en agua. Los lípidos son excelentes aislantes y separadores. Las grasas están formadas por ácidos grasos. 4

Como en el caso de las proteinas, existen grasas esenciales y no esenciales. Las esenciales son aquellas que el organismo no puede sintetizar, y son: el ácido linoléico y el linolénico, aunque normalmente no se encuentran ausentes del organismo ya que están contenidos en carnes, fiambres, pescados, huevos, etc. 5

Las grasas cumplen varias funciones: ·Energéticamente, las grasas constituyen una verdadera reserva energética, ya que brindan 9 Kcal. (Kilocalorías) por gramo. 6

·Plásticamente, tienen una función dado que forman parte de todas las membranas celulares y de la vaina de mielina de los nervios, Aislante, actúan como excelente separador dada su apolaridad. ·Transportan sustancias liposolubles. ·Dan sabor y textura a los alimentos.

Componentes básicos de las grasas son los ácidos grasos. Su importancia lo da el valor calórico y cualidades organolépticas (sabor) y la posibilidad de ser constantemente transformadas con fines energéticos

La grasa tiene 2 tipos de metabolismos: ◦ Metabolismo exógeno, la grasa se deposita a expensas de la grasa alimenticia ◦ Metabolismo endógeno, las grasas se movilizan de los lugares de depósito con fines energéticos

Debe existir un equilibrio fisiológico entre los ingresos y egresos de grasa del organismo Consumo excesivo, obesidad, relacionado con colesterol alto, arteriosclerosis etc

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS La heterogeneidad estructural de los lípidos dificulta cualquier clasificación sistemática. El componente lipídico de una muestra biológica puede ser extraído con disolventes orgánicos y ser sometido a un criterio empírico : la reacción de saponificación.

lípidos saponificables lípidos insaponificables los que forman jabón (contienen ácidos grasos) Los que no forman jabón (no contienen ácidos grasos)

Lípidos Saponificables

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Los lípidos saponificables agrupan a los : ácidos grasos eicosanoides (prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos) lípidos neutros (acilgliceroles y ceras) lípidos anfipáticos (glicerolípidos y esfingolípidos).

ÁCIDOS GRASOS Son las grasas más simples Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos de cadena larga. Por lo general, contienen un número par de átomos de carbono, normalmente entre 12 y 24. Son moléculas débilmente anfipáticas. Según la naturaleza de la cadena hidrocarbonada, distinguimos:

Tipos de ácidos grasos ÁCIDOS GRASOS SATURADOS ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS

ÁCIDOS GRASOS SATURADOS Presentan solo enlaces simples C-C son muy poco reactivos. ejemplos : ◦ palmítico C 16: 0) ◦ esteárico C 18: 0 ◦ ácido mirístico C 14: 0 ◦ ácido lignocérico C 24: 0

Estructura de los ácidos grasos saturados Ácido palmítico, C 16

ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS Son aquellos que presentan al menos un enlace doble C =C Este enlace produce un quiebre en la molecula que aumenta su flexibilidad A veces también enlace triple C C Ejemplos : ◦ ácido oleico ◦ ácido araquidónico

ISÓMEROS CIS (predominantemente naturales) ESTRUCTURA QUÍMICA H H C=C R TRANS (predominantemente artificiales) ESTRUCTURA QUÍMICA: R R H C=C H R

Ác. linoleico Ác. linolénico Ác. araquidónico

LÍPIDOS NEUTROS Son ésteres de ácidos grasos con alcoholes. . En la Naturaleza encontramos dos tipos: Acilglicéridos Ceras

ACILGLICERIDOS Constituyen el contingente mayoritario de los lípidos de reserva energética, y son muy abundantes en el tejido adiposo animal y en las semillas y frutos de las plantas oleaginosas. Se forman por la unión de glicerol ( alcohol ) mas acidos grasos por enlaces covalentes tipo ester Glicerol + un acido graso = monoglicérido Glicerol + dos acido grasos = diglicéridos Glicerol + tres ácidos grasos = triglicéridos

GLICEROL ACIDOS GRASOS

CERAS Se forman por la unión de un acido graso con un alcohol de cadena larga. Su función principal es estructural, cubriendo y protegiendo diversas estructuras, contribuyendo al carácter hidrofóbico de los tegumentos de animales y plantas (cáscaras de frutas).

LÍPIDOS ANFIPÁTICOS Cuando la molécula de un lípido posee un grupo fuertemente polar además de la cadena hidrocarbonada hidrofóbica se dice que se trata de un lípido anfipático. Se representan de forma esquemática como una o dos líneas rectas o quebradas (que representan a las cadenas hidrocarbonadas hidrofóbicas), que acaban en un círculo (que representa la cabeza polar, hidrofílica). polar apolar

BICAPAS LIPÍDICAS En los seres vivos, los lípidos anfipáticos forman bicapas, Se puede considerar una bicapa como dos monocapas superpuestas, unidas por sus zonas hidrofóbicas. La parte hidrofílica de la bicapa flanquea por ambos lados a la zona hidrofóbica, y evita su contacto con el medio acuoso. En el laboratorio se pueden formar bicapas artificiales, que sirven como modelo para el estudio de las propiedades biológicas de las membranas. Estas bicapas reciben el nombre de liposomas.

Fluidez de membrana en función de la temperatura Fluidez de membrana (Unidades arbitrarias) Bicapa + colesterol Temperatura (unidades arbitrarias)

Lipidos anfipaticos : fosfolípidos son similares a los triglicéridos , en ellos un acido graso es reemplazado por un grupo polar

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES

Los lípidos insaponificables terpenos: retinoides, carotenoides, tocoferoles, naftoquinonas, dolicoles esteroides: esteroles, sales y ácidos biliares, hormonas esteroideas

TERPENOS Muchas de estas moléculas son vitaminas liposolubles. Son frecuentes en los aceites esenciales de plantas. En este grupo se incluyen: Retinoides (vitamina A) Carotenoides (provitamina A) Tocoferoles (vitamina E) Naftoquinonas (vitamina K)

ESTEROIDES Son compuestos derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano), Se distinguen tres grupos de esteroides: esteroles ácidos y sales biliares Hormonas esteroideas

Al importante papel nutricional que desempeñan las grasas en los alimentos, se suma la funcionalidad que pueden conferir, debido a sus características químicas y estructurales. Una propiedad clave de los lípidos es su relativa insolubilidad en agua, gracias a su larga región no polar. Sin embargo, los lípidos también contienen grupos con una cierta polaridad, como ya se ha dicho. La combinación de estas características de compuestos simultáneamente polares y no polares, así como los diferentes grados de las mismas que pueden encontrarse, son las que les confieren el amplio rango de propiedades funcionales que poseen y su extraordinario valor. Algunas de las propiedades funcionales más importantes que confieren las grasas a los alimentos en cuya composición entran son las siguientes:

Flavor: sensación compleja resultado de la percepción conjunta de olor-sabor. Las grasas, especialmente sus componentes minoritarios, son muy importantes para otorgar un sabor matizado y profundo, así como para disolver componentes y transmitir el flavor. Flavor carrier: Las grasas desempeñan un papel muy importante en la solubilidación, mezcla y transmisión del flavor. Fusibilidad, punto de fusión: Mientras que otros componentes se disuelven, la grasa es el único que se funde, proporcionando sensaciones particulares en la boca y en el masticado y liberando sabores. Textura: Las grasas son importantes modificadores de la textura, otorgando cremosidad y permanencia. El punto de fusión, el intervalo de fusión y la textura de la grasa tanto en estado sólido como fundido son propiedades que influyen decisivamente en las características de alimentos como los helados.

Formación de estructuras: La capacidad de formar recubrimientos resulta esencial en el funcionamiento de las grasas como “shortening” o limitador de la elasticidad en las masas de harina. Desempeña un papel fundamental en confecciones como el hojaldre o galletas. Emulsificacion: Algunas grasas como los fosfolípidos o la lecitina que son anfipáticos. Atrapamiento de burbujas de aire: Forman, al solidificarse, espumas sólidas de características organolépticas muy apreciadas. Anti-bloom Impiden la aparición de manchas blancas en la superficie del chocolate que aparecen por defectos en la cristalización. Viscosidad: actúan como agentes espesantes. Su acción se puede modular con la temperatura y variando el grado de insaturación de los ácidos grasos que las componen. Plasticidad: Otorgan al alimento la capacidad de deformarse sin romperse. Las grasas, en sí, son muy plásticas y pueden ser sometidas a muchas acciones mecánicas sin que se produzca fractura. Su presencia como componente de alimento suaviza las fricciones internas por lubricación de gránulos y superficies que recubre. Extensibilidad: Adecuadas para la formulación de salsas y “spreads” (untables) debido a que su baja tensión superficial las hace vehículos muy adecuados para estos alimentos.

Grasas y aceites La longitud de la cadena carbonada y la cantidad de enlaces dobles (o grado de saturación) de los ácidos grasos influyen en el punto de fusión de las grasas o aceites. Esto determina que el lípido sea sólido (sebo, grasa) o líquido (aceite). Los ácidos grasos saturados se acomodan muy juntos, y forman una estructura sólida a temperatura ambiente. Sin embargo, los dobles enlaces permiten la flexibilidad de la cadena de ácidos grasos, por lo que se mantienen separados a temperatura ambiente, formando una estructura líquida. Los aceites vegetales tienden a contener más ácidos grasos insaturados, mientras que las grasas animales son ricas en ácidos grasos saturados. La siguiente tabla ejemplifica el porcentaje de los diferentes ácidos grasos que presentan en su composición algunas grasas animales y aceites vegetales:

Lípido % Ácidos Grasos Saturados Monoinsaturados Polinsaturados Aceite de oliva 10 85 5 Aceite de girasol 9 25 66 Aceite de Soja 14 29 57 Aceite de maíz 15 34 51 Manteca de cacao 60 38 2 Aceite de Palma 47 43 10 Manteca de cerdo 43 43 14 Sebo de vacuno 45 49 6 Mantequilla 61 32 7 Explicación de la tabla: En rojo se destaca el principal componente de ácidos grasos en cada tipo de lípido. El aceite de oliva contiene un alto porcentaje de monoinsaturados (ácido oleico), el de girasol, soja y maíz contiene fundamentalmente ácidos grasos poliinsaturados, mientras que el cacao, palma y grasas animales representan una fuente importante de ácidos grasos saturados. La combinación de ácidos grasos deriva en diferentes propiedades y funciones de los lípidos.

Producción industrial de aceites comestibles La mayoría de los aceites vegetales usados en la alimentación se encuentran almacenados como reserva de energía en semillas (girasol, soja, canola, maíz, lino, sésamo, etc. ) o en tejidos de frutos (aceituna, coco, palma). Aunque todos los aceites son de origen vegetal, difieren en su composición y en el modo de obtención. La obtención de aceites comestibles de frutos y semillas comprende, básicamente, dos procedimientos: 1. Mecánicos: trituración y prensado (en frío o en caliente) con el fin de romper las células vegetales, extraer el aceite y luego aislarlo de los otros componentes de las semillas o los frutos. 2. Químicos: extracción mediante solventes del aceite residual queda después del prensado. Los solventes se eliminan del producto final por evaporación. Mediante el refinado se eliminan las impurezas que se forman durante la extracción y así se suaviza el sabor del aceite. Durante la refinación se pierden sustancias que protegen al aceite de la oxidación. Por eso, para la conservación del aceite se agregan sustancias antioxidantes permitidas. Otro procedimiento que puede aplicarse a los ácidos grasos con el fin de prolongar la vida de los aceites vegetales y potenciar su sabor, se conoce como hidrogenación. Consiste en añadir, a altas temperaturas, átomos de hidrógeno a los ácidos grasos insaturados. Como consecuencia de este proceso, los ácidos grasos insaturados cambian su estructura natural, llamada cis, por una artificial de tipo trans (ácidos grasos trans ), similar a los ácidos grasos saturados.

Tipos de aceites vegetales comestibles La composición en ácidos grasos de un aceite determina sus cualidades nutricionales. Un aceite rico en ácidos grasos mono insaturados (oleico) y sobre todo en AGPI esenciales, presenta un interés biológico y nutricional Un aceite virgen prensado en frío conserva la integridad estructural de los ácidos grasos, mientras, en el aceite refinado, se produce una isomerización cis-trans en uno o varios dobles enlaces de los AGPI Existen muchas variedades de aceites comestibles en el mercado, las cuales se diferencian por los mecanismos de obtención, los beneficios para la salud, la estabilidad a altas temperaturas de cocción o la durabilidad. A continuación se presentan algunos ejemplos:

Tipo de aceite Propiedades Aceite de oliva Se obtiene de las aceitunas o fruto del olivo (Olea europaea) Presenta un alto porcentaje de ácido oleico, vitamina E y fitosteroles. Recomendado en la prevención de enfermedades cardiovasculares. Es apropiado para la fritura, ya que soporta altas temperaturas sin descomponerse. Según el modo de obtención se clasifican en A) Aceites de oliva vírgenes, obtenidos a partir del fruto del olivo únicamente por procedimientos mecánicos; B) Aceite de oliva refinado, obtenido mediante el refinamiento de aceites de oliva vírgenes; C) Aceite de oliva constituido por una mezcla de aceite de oliva refinado y de aceites de oliva vírgenes, y D) Aceite de orujo de oliva, obtenido a partir del hollejo de oliva mediante tratamiento con disolvente o por medios físicos. Aceite de girasol Su aceite procede de las semillas del girasol (Helianthus annus). Constituido fundamentalmente por ácidos grasos poliinsaturados de los que destacan el ácido linoleico y el ácido linolénico. También aporta ácidos grasos monoinsaturados en forma de ácido oleico, pero en menor cantidad que el aceite de oliva. Es rico en vitamina E. Aceite de soja Se obtiene del poroto de la soya (Glycine max). De sabor neutro, es rico en grasas poliinsaturadas. Es obtenido del germen del grano del maíz (Zea mays). De buen sabor. Posee vitamina E y un alto porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados. Contiene el nivel más bajo de ácidos grasos saturados y es segundo en el porcentaje de ácido oleico, después del de oliva. Además posee ácido linolénico y linoleico y es muy rico en vitamina E. De sabor y aroma agradables, contiene igual proporción de ácidos monoinsaturados y poliinsaturados. Contiene un antioxidante natural, sesamol, que lo hace estable y resistente a la oxidación, por lo que se conserva bien. Aceite de maíz Aceite de canola Aceite de sésamo Aceite de coco y de Ricos en ácidos grasos saturados. Generalmente se emplean en la elaboración de palma productos de pastelería industrial y en frituras de productos tipo snacks.

Origen ◦ Grasas animales, predomina el ac. Palmítico que es saturado, en menor proporción el oleico y en peces el Eicosapentanoico (EPA, C 20) y Docosahexaenoico (DHA, C 22) Peces de carne oscura poseen ac grasos insaturados de cadena larga (20 o 22 C) conocidos como ω-3, ω-6 y ω-9 (aceite de pescado) Grasa de leche posee muy pocos ácidos grasos de cadena corta

Origen ◦ Grasas vegetales, α-linolénico, ac. Linoleico (18 C) Aceite de oliva es rico en ac. Oleico o linoleico (ω-6) (monoinsaturado) y muy poco de α-linolénico (ω-3) Aceite de Sacha Inchi (oleaginosa del Amazonas peruano), rico en ω-3 y menor concentración en ω-6 Aceite de girasol y maíz tienen ω-6 en mayor concentración Aceite de coco es rico en ac. Grasos de cadena corta (saturados) y muy poco insaturados

Los lípidos y la salud Aunque la palabra “grasa” tiene mala prensa, los lípidos son un componente esencial del organismo. Aportan energía, son imprescindibles para la absorción de algunas vitaminas, para la síntesis de hormonas, como material aislante, y como parte de la membranas celulares y de las vainas que envuelven los nervios, entre otras funciones. Por lo tanto, una dieta equilibrada debe incluir lípidos en su composición. Pero, no de cualquier tipo y en cualquier cantidad. Los especialistas recomiendan que del total de energía que se incorpora con los alimentos, alrededor del 20 – 30 % provenga de lípidos. Preferentemente, se recomienda la mitad en grasas saturadas y el resto insaturadas (monoinsaturadas como aceite de oliva, y poliinsaturadas de aceites de semillas y frutos secos). Desde del punto de vista nutritivo, los mejores aceites son los de prensado en frío, ya que el prensado en caliente y el refinado reducen el contenido de sustancias que confieren sabor, aroma, color, así como algunos de sus componentes más saludables, como las vitaminas E y provitamina A, antioxidantes y fitosteroles. Por su parte, los aceites ricos en ácidos grasos monoinsaturados como el oleico (también llamado Omega 9) abundante en el aceite de oliva, son más estables que los poliinsaturados y presentan ventajas para la salud ya que resisten altas temperaturas (160 -200ºC) de cocción y se descomponen de manera más lenta, impregnando menos de grasa al alimento.

Colesterol, bueno y malo En general, se asocia el colesterol con la enfermedad. Sin embargo, se trata de un compuesto químico indispensable para el funcionamiento normal del organismo. El colesterol es un componente fundamental de las membranas de muchas células animales, y es precursor de otros compuestos, como los ácidos biliares, hormonas y la vitamina D 3. Se encuentra ampliamente distribuido en los animales en todos los tejidos, pero en concentraciones más elevadas en el cerebro, el hígado, la piel y las glándulas adrenales. Aunque el organismo humano puede fabricarlo, el colesterol se incorpora con la dieta. El colesterol circula permanentemente en el cuerpo humano entre el hígado, donde se secreta y se almacena, y los demás tejidos del organismo; sin embargo, como no se disuelve en soluciones acuosas (como el suero de la sangre), para ser transportado necesita integrarse a otras sustancias solubles, las lipoproteínas (fosfolípidos + proteínas). Las lipoproteínas de alta densidad (HDL siglas en inglés) transportan colesterol al hígado, donde sale de circulación y se metaboliza. Por eso, se conoce como “colesterol bueno” al transportado por las HDL. Al colesterol transportado por las LDL (lipoproteínas de baja densidad) se lo conoce como colesterol malo porque circula por las células de todo el cuerpo donde permanece, y puede depositarse. La acumulación de colesterol puede formar placas en el interior de las arterias y causar aterosclerosis.

Cuando existe un exceso de colesterol en la sangre, se deposita en las paredes de las arterias y provoca su estrechamiento y endurecimiento lo que se denomina ateroesclerosis. Esto aumenta el riesgo de sufrir ataques al corazón, isquemias cerebrales y otras enfermedades cardiovasculares. La ingesta excesiva de ácidos grasos saturados (grasas animales) aumenta el nivel de LDL (“colesterol malo”) en la sangre y favorece la concentración de colesterol. En cambio, las grasas insaturadas (aceites vegetales y de pescado) aumentan el nivel de HDL (“colesterol bueno”), e impiden que se acumule en las paredes de las venas y arterias. ".

Omega 3, 6 y 9 Al igual que el colesterol, las grasas saturadas y las hidrogenadas, se podrían considerar "malas" o indeseables ya que su consumo aumenta el colesterol de la sangre. En cambio, las grasas insaturadas, entre ellas Omega 3, 6 y 9, se consideran buenas para la salud. El número 3, 6 o 9, describe en qué carbono se encuentra el primer doble enlace, y esto caracteriza diferentes familias de ácidos grasos. El organismo humano no puede sintetizar los ácidos grasos de la familia Omega-6 u Omega-3, por lo que deben incorporarse en la dieta. Se los denomina ácidos grasos esenciales. Entre ellos está el linoleico, el araquidónico y el linolénico. Estos ácidos grasos provienen de los vegetales, que sí los fabrican. Es decir que, si los ácidos grasos Omega-6 y Omega-3 están en la constitución de los tejidos animales, es porque estos han consumido vegetales que los contienen y los han acumulado en sus tejidos. Los ácidos Omega 3 se encuentran en cantidades importantes en la semilla de lino y de cáñamo y también en el aceite de pescados como caballa, salmón y atún, y en mariscos. Los Omega 6 son abundantes en aceites de soja, girasol y maíz. El Omega 9 o ácido oleico, se encuentra preferentemente en el aceite de oliva y también en paltas y almendras. Aunque los aceites derivados de vegetales no poseen colesterol, algunos como el de cacao o coco poseen ácidos grasos saturados en su composición y por tanto elevan los niveles de colesterol en sangre. También debe tenerse en cuenta que los ácidos grasos poliinsaturados convertidos en grasas trans durante el proceso de hidrogenación adquieren un perfil similar a las grasas saturadas y en consecuencia hacen descender el colesterol "bueno" y elevar el "malo

La biotecnología y la mejora de aceites vegetales Hasta hoy en día la modificación genética de plantas se viene realizando a través de técnicas de cruzamiento tradicional o a través de mutaciones inducidas artificialmente. Algunos ejemplos son: Canola (oleaginosa muy cultivada en EEUU y Canadá) productora de aceite libre o con bajísima proporción de ácido erúcico, un producto de amplio uso industrial pero altamente tóxico para consumo. Canola con elevada proporción de ácido oleico y bajo contenido de ácido linolénico en su aceite y por lo tanto más estable. Girasol con elevada proporción de ácido oleico y bajo contenido de ácido linolénico. La ingeniería genética amplía la posibilidad de modificar la composición de ácidos grasos y permite obtener una mejor composición lipídica de los aceites de manera más rápida y precisa que las técnicas de cultivo tradicionales, sin alterar el normal crecimiento y desarrollo de las plantas modificadas. Esto puede aplicarse a la confección de una dieta más saludable o para ampliar los usos industriales de los aceites vegetales. En general los desarrollos obtenidos hasta ahora corresponden a proyectos para obtener aceites más estables, con mayor contenido de ácidos monoinsaturados y menor proporción de ácidos grasos poliinsaturados, que reduzcan la necesidad de hidrogenación. Existen otros proyectos en los que se está trabajando para la obtención de cultivos oleaginosos más nutritivos, con mayor contenido de ácidos grasos Omega.

A continuación se presentan algunos ejemplos de plantas con composición de ácidos grasos mejorados obtenidas por ingeniería genética, que se encuentran en distintas etapas de análisis por los organismos reguladores y que pronto podrían estar en el mercado: Canola libre o con baja proporción de ácido erúcico (de amplio uso industrial pero altamente tóxico para consumo). Canola con elevada proporción de ácido láurico y mirístico, utilizado en la fabricación de jabones, champús y detergentes, así como en la elaboración de dulces, helados, galletas entre otros alimentos. Este aceite se comercializa en los EE. UU. Soja con elevada proporción de ácido oleico y menor proporción de ácidos grasos insaturados. Es más estable y no necesita de hidrogenación. Algodón con elevada proporción de ácido oleico y ácido esteárico. No necesita proceso de hidrogenación, es estable a altas temperaturas y da pocos productos de oxidación. Lino con elevada proporción de ácidos grasos poliinsaturados esenciales.