WYKAD 3 5 16 10 19 30 19

  • Slides: 58
Download presentation
WYKŁAD 3 -5 16. 10. 19 – 30. 19

WYKŁAD 3 -5 16. 10. 19 – 30. 19

Metabolizm żywności ŻYWNOŚĆ LIPIDY Kwasy tłuszczowe, glicerol -utlenianie SACHARYDY BIAŁKA Glukoza, inne cukry Aminokwasy

Metabolizm żywności ŻYWNOŚĆ LIPIDY Kwasy tłuszczowe, glicerol -utlenianie SACHARYDY BIAŁKA Glukoza, inne cukry Aminokwasy glikoliza Acetylokoenzym A

LIPIDY

LIPIDY

LIPIDY PROSTE (nie hydrolizujące) ACYLOLIPIDY (hydrolizujące) • kwasy tłuszczowe • sterole • karotenoidy •

LIPIDY PROSTE (nie hydrolizujące) ACYLOLIPIDY (hydrolizujące) • kwasy tłuszczowe • sterole • karotenoidy • terpeny • tokoferole • acyloglicerole • woski • estry steroli • fosfolipidy • glikolipidy

LIPIDY HYDROLIZUJĄCE (acylolipidy) grupa estrowa

LIPIDY HYDROLIZUJĄCE (acylolipidy) grupa estrowa

LIPIDY NIEPOLARNE (hydrofobowe) POLARNE (amfifilowe) • kwasy tłuszczowe • acyloglicerole • sterole • karotenoidy

LIPIDY NIEPOLARNE (hydrofobowe) POLARNE (amfifilowe) • kwasy tłuszczowe • acyloglicerole • sterole • karotenoidy • terpeny • woski • tokoferole • glicerofosfolipidy • gliceroglikolipidy • sfingofosfolipidy • sfingoglikolipidy

Tłuszcze jadalne (wartość kaloryczna – ok. 9 kcal/g) Roślinne Zwierzęce

Tłuszcze jadalne (wartość kaloryczna – ok. 9 kcal/g) Roślinne Zwierzęce

Budowa trójacylogliceroli (TAG) sn-1 sn-2 sn-3

Budowa trójacylogliceroli (TAG) sn-1 sn-2 sn-3

Nasycone kwasy tłuszczowe Nazwa zwyczajowa Skrócony zapis Temp. topnienia. kwas masłowy 4: 0 -7.

Nasycone kwasy tłuszczowe Nazwa zwyczajowa Skrócony zapis Temp. topnienia. kwas masłowy 4: 0 -7. 9ºC kwas kapronowy 6: 0 -3. 4ºC kwas kaprylowy 8: 0 16. 7ºC kwas kaprynowy 10: 0 31. 6ºC kwas laurynowy 12: 0 44. 2ºC kwas mirystynowy 14: 0 54. 1ºC kwas palmitynowy 16: 0 62. 7ºC kwas stearynowy 18: 0 69. 6ºC kwas arachidowy 20: 0 75. 4ºC kwas behenowy 22: 0 80ºC Kwas kaprynowy (10: 0)

Nienasycone kwasy tłuszczowe Nazwa zwyczajowa Skrócony zapis szereg Temp. topnienia kwas palmitoleinowy 16: 1(9)

Nienasycone kwasy tłuszczowe Nazwa zwyczajowa Skrócony zapis szereg Temp. topnienia kwas palmitoleinowy 16: 1(9) -0, 1°C kwas oleinowy 18: 1(9) 13°C kwas linolowy 18: 2(9, 12) ω6 -12°C kwas α-linolenowy 18: 3(9, 12, 15) ω3 -16, 5°C Kwas γ-linolenowy 18: 3(6, 9, 12) ω6 kwas arachidonowy 20: 4(5, 8, 11, 14) ω6 -49. 5°C Kwas eikozapentaenowy EPA 20: 5(5, 8, 11, 14, 17) ω3 -54°C kwas klupanodonowy 22: 5(7, 10, 13, 16, 19) ω3 22: 6(4, 7, 10, 13, 16, 19) ω3 Kwas dokozaheksaenowy DHA -44°C

Nienasycone kwasy tłuszczowe Kwas tłuszczowy trans Kwas tłuszczowy cis

Nienasycone kwasy tłuszczowe Kwas tłuszczowy trans Kwas tłuszczowy cis

Porównanie budowy kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych arachidowy stearynowy erukowy oleinowy palmitynowy arachidonowy linolowy

Porównanie budowy kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych arachidowy stearynowy erukowy oleinowy palmitynowy arachidonowy linolowy α-linolenowy

Niezbędne Nienasycone Kwasy Tłuszczowe (NNKT, PUFA (Poly. Unsaturated Fatty Acids) ) Powinny stanowić ok.

Niezbędne Nienasycone Kwasy Tłuszczowe (NNKT, PUFA (Poly. Unsaturated Fatty Acids) ) Powinny stanowić ok. 3% dziennego spożycia kwasów tłuszczowych w diecie człowieka niedobór powoduje zaburzenia wzrostu, choroby skóry, zaburzenia neurologiczne, choroby wzroku Kwasy szeregu ω-3 i ω-6 są prekursorami prostaglandyn, prostacyklin i tromboksanów (regulatorów systemu immunologicznego)

Źródła wielonienasyconych kwasów tłuszczowych ω-6 (18: 2) kwas linolowy: oleje roślinne (sojowy, kukurydziany, lniany,

Źródła wielonienasyconych kwasów tłuszczowych ω-6 (18: 2) kwas linolowy: oleje roślinne (sojowy, kukurydziany, lniany, słonecznikowy), tłuszcz drobiowy, orzechy, nasiona kwas arachidonowy: mięso, drób, jaja (20: 4) ω-3 (18: 3) kwas α-linolenowy: orzech włoski, kiełki pszenicy, soja, nasiona EPA i DHA: ludzkie mleko, ryby morskie (łosoś, makrela (20: 5 22: 6) tuńczyk, śledź)

Reakcje nienasyconych kwasów tłuszczowych • Addycja chlorowców (jodu) do wiązania C=C H 2 •

Reakcje nienasyconych kwasów tłuszczowych • Addycja chlorowców (jodu) do wiązania C=C H 2 • Uwodornienie C=C → C-C • Utlenianie • autooksydacja • utlenianie fotosensybilizowane • utlenianie enzymatyczne

Profile kwasów tłuszczowych w tłuszczach jadalnych

Profile kwasów tłuszczowych w tłuszczach jadalnych

Źródło trójacylogliceroli 4: 0 6: 0 8: 0 10: 0 12: 0 14: 0

Źródło trójacylogliceroli 4: 0 6: 0 8: 0 10: 0 12: 0 14: 0 16: 1 18: 0 18: 1 18: 2 18: 3 oliwka 13. 7 1. 2 2. 5 71. 1 10. 0 0. 6 16. 2 kukurydza 12. 2 0. 1 2. 2 27. 5 57. 0 0. 9 14. 4 11. 0 0. 1 4. 0 23. 4 53. 2 7. 8 15. 0 4. 8 4. 7 19. 9 15. 9 52. 7 9. 5 17. 6 8. 4 2. 5 6. 5 1. 5 91. 9 0. 1 25. 8 0. 3 34. 5 35. 3 2. 9 60. 4 0. 1 soja len 0. 5 kokos 8. 0 6. 4 48. 5 kakaowiec 3. 1 11. 7 26. 2 1. 9 12. 5 28. 2 2. 9 0. 5 62. 7 łój wołowy 0. 1 3. 3 25. 5 3. 4 21. 6 38. 7 2. 2 0. 6 50. 6 smalec 0. 1 1. 5 24. 8 3. 1 12. 3 45. 1 9. 9 0. 1 38. 8 0. 2 1. 3 23. 2 6. 5 6. 4 41. 6 18. 9 1. 3 31. 1 łosoś 5. 0 15. 9 6. 3 2. 5 21. 4 1. 1 0. 6 jajo kurze 0. 3 22. 1 3. 3 7. 7 36. 6 11. 1 0. 3 tłuszcz drobiu 2. 3 1. 1 22: 6 2. 0 masło 3. 8 20: 5 Nasycone (łącznie) 16: 0 1. 9 11. 9 23. 4 30. 1

Zróżnicowanie profilu kwasów tłuszczowych w tłuszczach zwierzęcych Tłuszcz mleczny Tłuszcz dorsza DHA EPA Tłuszcze

Zróżnicowanie profilu kwasów tłuszczowych w tłuszczach zwierzęcych Tłuszcz mleczny Tłuszcz dorsza DHA EPA Tłuszcze zwierzęce: tłuszcz mleka krowiego i tłuszcz dorsza

Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli w tłuszczach S - kwas nasycony U - kwas nienasycony Tłuszcze

Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli w tłuszczach S - kwas nasycony U - kwas nienasycony Tłuszcze roślinne: oliwa z oliwek

Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli w tłuszczach S - kwas nasycony U - kwas nienasycony Tłuszcze

Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli w tłuszczach S - kwas nasycony U - kwas nienasycony Tłuszcze roślinne: olej z orzechów ziemnych

Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli w tłuszczach S- kwas nasycony U- kwas nienasycony Tłuszcze roślinne: masło

Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli w tłuszczach S- kwas nasycony U- kwas nienasycony Tłuszcze roślinne: masło kakaowe

Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli w tłuszczach S- kwas nasycony Tłuszcze zwierzęce: łój wołowy Podobny profil

Zróżnicowanie profilu trójacylogliceroli w tłuszczach S- kwas nasycony Tłuszcze zwierzęce: łój wołowy Podobny profil ma smalec U- kwas nienasycony

Porównanie profilu acylogliceroli i właściwości masła kakaowego i łoju Masło kakaowe Łój wołowy

Porównanie profilu acylogliceroli i właściwości masła kakaowego i łoju Masło kakaowe Łój wołowy

Porównanie profili topnienia tłuszczów Zawartość tłuszczu stałego % 100 80 60 Masło kakaowe Smalec

Porównanie profili topnienia tłuszczów Zawartość tłuszczu stałego % 100 80 60 Masło kakaowe Smalec Tripalmitynian glicerolu 40 20 20 40 60 C temperatura

Polimorfizm trójacylogliceroli Trzy formy krystaliczne o odmiennym ułożeniu cząsteczek w sieci krystalicznej, różnych temperaturach

Polimorfizm trójacylogliceroli Trzy formy krystaliczne o odmiennym ułożeniu cząsteczek w sieci krystalicznej, różnych temperaturach topnienia i zróżnicowanej trwałości T. t. Triacyloglicerol α ’ Tripalmitynian glicerolu 44 C 56 C 66 C Tristearynian glicerolu 54 C 64 C 73 C Trioleinian glicerolu -32 C -13 C 4 C

Polimorfizm trójacylogliceroli forma α-2 forma ’-2 < ’ < forma -3

Polimorfizm trójacylogliceroli forma α-2 forma ’-2 < ’ < forma -3

Porównanie tłuszczów roślinnych i zwierzęcych Roślinne Zwierzęce - W pozycji sn-2 kwasy nienasycone 18:

Porównanie tłuszczów roślinnych i zwierzęcych Roślinne Zwierzęce - W pozycji sn-2 kwasy nienasycone 18: 1 i 18: 2 - Bardziej zróżnicowany profil kwasów tłuszczowych - Niektóre b. bogate w kwasy nienasycone (oliwa, olej lniany) - W pozycji sn-2 często kwas nasycony - Inne bogate w kwasy nasycone (masło kakaowe) - Większe zróżnicowanie typów trójacylogliceroli - Oleje kokosowy i palmowy głównie nasycone 8: 0 – 16: 0

Reakcje trójacylogliceroli (TAG) • Hydroliza (kwasowa, zasadowa, enzymatyczna) • Transestryfikacja (alkoholiza, acydoliza, interestryfikacja) •

Reakcje trójacylogliceroli (TAG) • Hydroliza (kwasowa, zasadowa, enzymatyczna) • Transestryfikacja (alkoholiza, acydoliza, interestryfikacja) • Uwodornienie • Utlenianie

Kwasowa hydroliza trójacylogliceroli DAG MAG

Kwasowa hydroliza trójacylogliceroli DAG MAG

Zasadowa hydroliza trójacylogliceroli (zmydlanie)

Zasadowa hydroliza trójacylogliceroli (zmydlanie)

Enzymatyczna hydroliza trójacylogliceroli lipaza + wolne kwasy tłuszczowe

Enzymatyczna hydroliza trójacylogliceroli lipaza + wolne kwasy tłuszczowe

Transestryfikacja – alkoholiza trójacylogliceroli CH 3 ONa Metoda stosowana w analizie tluszczów do oznaczania

Transestryfikacja – alkoholiza trójacylogliceroli CH 3 ONa Metoda stosowana w analizie tluszczów do oznaczania profilu kwasów tłuszczowych

Transestryfikacja – alkoholiza trójacylogliceroli glicerol katalizator (MAG) (DAG) Otrzymywanie surfaktantów do żywności

Transestryfikacja – alkoholiza trójacylogliceroli glicerol katalizator (MAG) (DAG) Otrzymywanie surfaktantów do żywności

Transestryfikacja – acydoliza trójacylogliceroli RCOOH katalizator Produkcja tłuszczów modyfikowanych

Transestryfikacja – acydoliza trójacylogliceroli RCOOH katalizator Produkcja tłuszczów modyfikowanych

Interestryfikacja trójacylogliceroli (randomizacja) Kat. zas. Modyfikacja właściwości trójacylogliceroli (statystyczny rozkład kwasów tłuszczowych)

Interestryfikacja trójacylogliceroli (randomizacja) Kat. zas. Modyfikacja właściwości trójacylogliceroli (statystyczny rozkład kwasów tłuszczowych)

Uwodornienie trójacylogliceroli Proces uboczny Zmiana konsystencji tłuszczu: ciekły stały

Uwodornienie trójacylogliceroli Proces uboczny Zmiana konsystencji tłuszczu: ciekły stały

Skutki uwodornienia trójacylogliceroli POZYTYWNE Powstają triglicerydy o wyższej temperaturze topnienia ciekłe półstałe lub stałe

Skutki uwodornienia trójacylogliceroli POZYTYWNE Powstają triglicerydy o wyższej temperaturze topnienia ciekłe półstałe lub stałe Produkty nasycone są mniej podatne na procesy utleniania NEGATYWNE Zmniejsza się zawartość kwasów wielonienasyconych Pojawiają się wiązania C=C o konfiguracji trans

Utlenianie lipidów Reakcje typu rodnikowego (ulegają im acyloglicerole, kwasy tłuszczowe i inne lipidy) Lipidy

Utlenianie lipidów Reakcje typu rodnikowego (ulegają im acyloglicerole, kwasy tłuszczowe i inne lipidy) Lipidy nienasycone są bardziej podatne na utlenianie niż nasycone Pierwotne produkty utleniania ulegają dalszym reakcjom (degradacji, oligomeryzacji) Pojawiają się niskocząsteczkowe związki zapachowe i smakowe oraz wysokocząsteczkowe oligomery

Kinetyka utleniania tłuszczów Zawartość heksanalu Długość pierwszej fazy zależy od: temperatury stężenia tlenu stopnia

Kinetyka utleniania tłuszczów Zawartość heksanalu Długość pierwszej fazy zależy od: temperatury stężenia tlenu stopnia nienasycenia tłuszczu prooksydantów antyoksydantów czas

Etapy reakcji rodnikowych: 1. inicjacja – powstawanie rodników 2. propagacja – tworzenie produktu i

Etapy reakcji rodnikowych: 1. inicjacja – powstawanie rodników 2. propagacja – tworzenie produktu i nowego rodnika 3. terminacja – tworzenie produktów poprzez rekombinację rodników

Podatność kwasów nienasyconych na utlenianie Wzrost podatności i szybkości utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych

Podatność kwasów nienasyconych na utlenianie Wzrost podatności i szybkości utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych

Utlenianie fotosensybilizowane (tlenem singletowym) Tlen trypletowy 3 O 2 (stan podstawowy) 1 O 2

Utlenianie fotosensybilizowane (tlenem singletowym) Tlen trypletowy 3 O 2 (stan podstawowy) 1 O 2 Tlen singletowy 1 O 2 (stan wzbudzony) Tlen singletowy reaguje z C=C tworząc wodoronadtlenki 1500 x szybciej niż trypletowy

Utlenianie enzymatyczne (lipoksygenazy) Lipoksygenazy (LOX) – enzymy (roślinne i zwierzęce, zawierające Fe 2+) utleniające

Utlenianie enzymatyczne (lipoksygenazy) Lipoksygenazy (LOX) – enzymy (roślinne i zwierzęce, zawierające Fe 2+) utleniające nienasycone lipidy do wodoronadtlenków, _ ROOH LOX-Fe 2+ LOX-Fe 3+ + RO. + HO _ O 2 + LOX-Fe 2+ LOX-Fe 3+

Czynniki sprzyjające utlenianiu lipidów w żywności • poprzez tworzenie wodoronadtlenków lipidowych (obecność sensybilizatorów, singletowy

Czynniki sprzyjające utlenianiu lipidów w żywności • poprzez tworzenie wodoronadtlenków lipidowych (obecność sensybilizatorów, singletowy tlen, enzymy) • poprzez generowanie wolnych rodników (promieniowanie jonizujące generuje rodniki hydroksylowe z wody) • poprzez rozkład wodoronadtlenków do rodników nadtlenkowych, alkoksylowych (jony metali przejściowych – Cu, Fe; światło UV i widzialne, podwyższona temperatura)

Czynniki przyspieszające utlenianie lipidów w żywności • wysoka zawartość tlenu • podwyższona temperatura •

Czynniki przyspieszające utlenianie lipidów w żywności • wysoka zawartość tlenu • podwyższona temperatura • rozwinięcie powierzchni (emulsje) • aktywność wody

Dalsze produkty reakcji wtórnych Nienasycone lipidy utlenianie Wodoronadtlenki Ketony Alkeny Aldehydy Alkohole Epoksydy Kwasy

Dalsze produkty reakcji wtórnych Nienasycone lipidy utlenianie Wodoronadtlenki Ketony Alkeny Aldehydy Alkohole Epoksydy Kwasy zapach reakcje z białkami

STEROLE zwierzęce roślinne składnik błon komórkowych prekursor kwasów żółciowych prekursor witaminy D przyczyna miażdżycy

STEROLE zwierzęce roślinne składnik błon komórkowych prekursor kwasów żółciowych prekursor witaminy D przyczyna miażdżycy obniża przyswajanie cholesterolu

LIPIDY POLARNE (amfifilowe) polarna, hydrofilowa „głowa” niepolarny, hydrofobowy (lipofilowy) „ogon”

LIPIDY POLARNE (amfifilowe) polarna, hydrofilowa „głowa” niepolarny, hydrofobowy (lipofilowy) „ogon”

FOSFOLIPIDY Kwas fosfatydowy

FOSFOLIPIDY Kwas fosfatydowy

POCHODNE KWASU FOSFATYDOWEGO X = H kwas fosfatydowy CH 2 NH 2 fosfatydyloetanoloamina CH

POCHODNE KWASU FOSFATYDOWEGO X = H kwas fosfatydowy CH 2 NH 2 fosfatydyloetanoloamina CH 2 N+(CH 3)3 fosfatydylocholina CH 2 CH(NH 2)COOH fosfatydyloseryna X= fosfatydyloinozytol

SFINGOLIPIDY Pochodne sfingozyny Ceramid C 16 RCO- reszta nasyconego lub nienasyconego kwasu tłuszczowego połączona

SFINGOLIPIDY Pochodne sfingozyny Ceramid C 16 RCO- reszta nasyconego lub nienasyconego kwasu tłuszczowego połączona ze sfingozyną wiązaniem amidowym

SFINGOLIPIDY Sfingomielina błony komórkowe tkanek nerwowych

SFINGOLIPIDY Sfingomielina błony komórkowe tkanek nerwowych

SFINGOLIPIDY Cerebrozyd -galaktoza jako grupa polarna

SFINGOLIPIDY Cerebrozyd -galaktoza jako grupa polarna

Lipidy polarne jako surfaktanty stabilizują emulsje tworzą micelle i podwójne warstwy oraz liposomy

Lipidy polarne jako surfaktanty stabilizują emulsje tworzą micelle i podwójne warstwy oraz liposomy

LIPIDY A ZDROWIE Nadmierne spożycie tłuszczów Otyłość Choroby serca Cukrzyca

LIPIDY A ZDROWIE Nadmierne spożycie tłuszczów Otyłość Choroby serca Cukrzyca

LIPIDY A ZDROWIE LDL – lipoproteiny o niskiej gęstości Wątroba transportują cholesterol do komórek

LIPIDY A ZDROWIE LDL – lipoproteiny o niskiej gęstości Wątroba transportują cholesterol do komórek HDL – lipoproteiny o wysokiej gęstości odprowadzają cholesterol do wątroby Rodzaj spożywanych tłuszczów wpływa na poziom cholesterolu we krwi Krew

LIPIDY A ZDROWIE Obniżenie poziomu cholesterolu we krwi Podwyższenie poziomu cholesterolu we krwi

LIPIDY A ZDROWIE Obniżenie poziomu cholesterolu we krwi Podwyższenie poziomu cholesterolu we krwi

LIPIDY A ZDROWIE Lipoproteiny – obraz pod mikroskopem

LIPIDY A ZDROWIE Lipoproteiny – obraz pod mikroskopem