Kwasy tłuszczowe

3.1.4.3. Kwasy tłuszczowe

Kwasy tłuszczowe stanowią podstawowy składnik tłuszczów. Są to substancje o ogólnym wzorze chemicznym R-COOH (R – grupa alkilowa, -COOH – grupa

karboksylowa). Niezależnie czy mają charakter nasycony czy nienasycony należą do związków o prostym (nierozgałęzionym) łańcuchu i parzystej liczbie atomów węgla w cząsteczce. Występować mogą zarówno w stanie ciekłym jak też jako ciała stałe. W porównaniu z węglowodorami kwasy tłuszczowe zbudowane z podobnej długości

podstawników alkilowych charakteryzują się wyjątkowo wysokimi temperaturami

wrzenia. Jest to związane z obecnością grupy karboksylowej w cząsteczce kwasu, w obrębie której tworzą się bardzo trwałe wiązania wodorowe stabilizujące cały układ.

Temperatury topnienia kwasów tłuszczowych rosną z kolei wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej, a maleją gdy w łańcuchu pojawiają się wiązania podwójne.

W zależności od liczby atomów węgla w cząsteczce kwasów zmienia się również ich rozpuszczalność. Kwasy tłuszczowe o łańcuchu zawierającym do 4 atomów węgla

36 | S t r o n a

są rozpuszczalne w wodzie, z kolei od 4 do 12 atomów węgla słabo rozpuszczalne,

natomiast powyżej 12 atomów węgla to praktycznie substancje nierozpuszczalne w wodzie. Zdecydowanie lepiej związki te rozpuszczają się w rozpuszczalnikach

organicznych, takich jak: benzen, etanol, benzyna, izopropanol. Składnikami tłuszczy spożywczych są dwa zasadnicze typy kwasów tłuszczowych: nasycone i nienasycone.

Kwasy tłuszczowe nasycone – nie zawierają wiązań podwójnych w cząsteczce,

są najczęściej parzystowęglowe i mają łańcuch prosty. Większość z nich w temperaturze pokojowej występuje w stanie stałym. Przykłady najważniejszych

nasyconych kwasów tłuszczowych podano w Tabeli 8.

Tabela 8. Ważniejsze nasycone kwasy tłuszczowe i ich występowanie (wg Drozdowski B. Lipidy. W: Sikorski Z.E. (red) Chemia żywności Wyd. 5, Tom 2, WNT, Warszawa, 2007, str. 78)

Liczba atomów węgla Nazwa kwasu Występowanie systematyczn a zwyczajowa

4 butanowy masłowy masło, olej kokosowy, olej palmowy

6 heksanowy karponowy masło, olej kokosowy, oleje roślinne

8 oktanowy kaprylowy masło, olej kokosowy

10 dekanowy kaprynowy masło, olej kokosowy

12 dodekanowy laurynowy masło, olej kokosowy, olej palmowy 14 tetradekanowy mirystynowy większość tłuszczów zwierzęcych

16 heksadekano

wy

palmitynowy wszystkie tłuszcze zwierzęce, oleje roślinne

18 oktadekanowy stearynowy wszystkie tłuszcze zwierzęce, oleje roślinne

20 ejkozanowy arachidowy oleje rybie, oleje z roślin krzyżowych 22 dokozanowy behenowy olej słonecznikowy, olej rzepakowy 24 tetrakozanowy lignocerynowy olej arachidowy, oleje roślinne

Spośród kwasów nasyconych najbardziej rozpowszechnione są kwas palmitynowy (C16) i stearynowy (C18). Są one typowymi składnikami większości olejów roślinnych i tłuszczy zwierzęcych. Kwasy o krótkich łańcuchach (C4 -C12) występują zdecydowanie rzadziej, wchodzą między innymi w skład masła czy oleju kokosowego i palmowego. Równie rzadko spotykane są też kwasy o łańcuchach węglowych dłuższych niż C18 –

37 | S t r o n a

przykładowo kwas ejkozanowy (C20) jest składnikiem olejów z ryb, zaś kwas dokozanowy (C22) występuje w oleju słonecznikowym i rzepakowym.

Kwasy tłuszczowe nienasycone – cząsteczki tych kwasów zawierają przynajmniej

jedno wiązanie podwójne. W obrębie tej klasy związków wyróżnić można:

monoenowe kwasy tłuszczowe – mają tylko jedno wiązanie podwójne, które zazwyczaj

usytuowane jest przy 9 atomie węgla (∆9) licząc od końcowej grupy metylowej;

najczęściej występują w konfiguracji cis. Obecność dużej ilości trans izomerów w tłuszczach żywnościowych może być natomiast wynikiem procesów modyfikacyjnych,

np. katalitycznego uwodornienia. Najbardziej rozpowszechnionym w naturze monoenowym kwasem tłuszczowym jest kwas cis ∆9

C17H33COOH znany jako kwas oleinowy. Przykłady innych ważniejszych kwasów monoenowych podano w Tabeli 9.

Tabela 9. Ważniejsze monoenowe kwasy tłuszczowe i ich występowanie (wg Drozdowski B. Lipidy. W: Sikorski Z.E. (red) Chemia żywności Wyd. 5, Tom 2, WNT, Warszawa, 2007, str. 79)

Liczba atomów węgla

Nazwa kwasu

Występowanie

systematyczna zwyczajowa

12 cis-5-dodecenowy lauroleinowy oleje rybie 14 cis-9-tetradecenowy mirystoleinowy olej wielorybi

16 cis-9-haksadecenowy palmitoleinowy tłuszcz mleczny, tłuszcze roślinne 18 cis-6-oktadecenowy petroselinowy olej z koriandra

18 cis-9-oktadecenowy oleinowy większość tłuszczów

18 cis-11-oktadecenowy wakcenowy tłuszcze zwierzęce i roślinne 20 cis-9-ejkozenowy gadoleinowy oleje zwierząt morskich

polienowe kwasy tłuszczowe (PUFA) – posiadają zazwyczaj od 2 do 6 wiązań

podwójnych oddzielonych między sobą zazwyczaj jedną grupą metylenową (-CH=CH-CH2-CH=CH-); najczęściej występują w konfiguracji cis. Przykładowe kwasy polienowe zestawiono w Tabeli 10. Niektóre z tych związków spełniają szczególną rolę biologiczną i są niezbędne do prawidłowego rozwoju i normalnego funkcjonowania organizmu. Są to tzw. niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT).

38 | S t r o n a

Tabela 10. Ważniejsze polienowe kwasy tłuszczowe i ich występowanie (wg Drozdowski B. Lipidy. W: Sikorski Z.E. (red) Chemia żywności Wyd. 5, Tom 2, WNT, Warszawa, 2007, str. 80)

Liczba atomów węgla Nazwa kwasu Występowanie systematyczna zwyczajowa

18 cis,cis-9,12-oktadekadienowy linolowy wiele tłuszczów roślinnych

18 all cis-9,12,15-oktadekatrienowy linolenowy olej lniany, oleje roślinne 20 all cis-5,8,11,14-ikozatetraenowy arachidonowy oleje z wątroby

20 all cis-4,8,12,16-ikozatetraenowy - olej z wieloryba, sardynek 22 all

cis-4,7,10,13,16,19-dokozaheksaenowy

klupanodonowy oleje rybie

Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe – należą do grupy kwasów polienowych,

mających przynajmniej dwa wiązania podwójne usytuowane w ściśle określonych miejscach łańcucha węglowego. Z uwagi na brak odpowiednich enzymów kwasy te nie mogą być bezpośrednio syntezowane przez organizm człowieka i muszą być doprowadzane z zewnątrz (np. z pożywieniem). Trudno jednak jednoznacznie powiedzieć jaka powinna być optymalna dawka NNKT w diecie człowieka. Zapotrzebowanie na te kwasy w głównej mierze uzależnione jest od okresu życia czy też stanu fizjologicznego organizmu. Uważa się jednak, że ich udział powinien kształtować się w zakresie od 2 do 10% ogólnej kaloryczności diety. Największą zaletą nienasyconych kwasów tłuszczowych jest przede wszystkim:

 zapobieganie i leczenie miażdżycy oraz innych stanów chorobowych prowadzących do zaburzeń gospodarki lipidami w ustroju,

 obniżanie poziomu cholesterolu i triacylogliceroli w surowicy krwi,  zapobieganie powstawaniu zakrzepów naczyniowych,

 regulowanie pracy serca i przepływu krwi przez naczynia wieńcowe.

Polienowe kwasy tłuszczowe wykazujące właściwości NNKT to przede wszystkim:

kwas linolowy – cis,cis-9,12-oktadekadienowy – najbardziej popularny wśród NNKT; wstępuje prawie we wszystkich tłuszczach i olejach roślinnych; jest głównym składnikiem oleju sojowego i słonecznikowego.

39 | S t r o n a

kwas linolenowy – all cis-9,12,15-oktadekatrienowy – główny składnik oleju lnianego (50-60%) oraz oleju sojowego i rzepakowego (6-10%).

kwas arachidonowy – all cis-5,8,11,14-ikozatetraenowy – bardzo aktywny biologicznie, obecny przede wszystkim w fosfolipidach zwierzęcych (lipidach wątrobowych); jest prekursorem prostaglandyn, tromboksanów i leukotrienów.

W zależności od pochodzenia tłuszcze naturalne charakteryzują się różną zawartością kwasów tłuszczowych. Triacyloglicerole obecne w tłuszczach roślinnych zbudowane są w głównej mierze z nienasyconych kwasów tłuszczowych. W tłuszczach zwierzęcych przeważają natomiast kwasy nasycone.

Wśród kwasów tłuszczowych, wchodzących w skład tłuszczów zwierząt lądowych, obecne są prawie wyłącznie 16- i 18-węglowe nasycone kwasy tłuszczowe. Udział procentowy kwasów 16-węglowych wynosi w tej grupie około 35% natomiast 18-węglowych 65%. Udowodniono również, że rodzaj paszy jaką karmione są te zwierzęta może znacząco wpływać na skład kwasów tłuszczowych.

Zdecydowanie bardziej różnorodny jest skład kwasów tłuszczowych tłuszczów zwierząt morskich. Występują tu głównie kwasy nienasycone, wśród których dominuje kwas oleinowy. Typowymi składnikami tych tłuszczy są ponadto kwasy 20:5 i 22:6, które to nie występują w żadnych innych tłuszczach zarówno zwierzęcych jak też roślinnych. Kwas palmitynowy jest z kolei głównym przedstawicielem nasyconych kwasów tłuszczowych wchodzących w skład triacylogliceroli tych zwierząt.

Triacylogliecrole obecne w mleku przeżuwaczy charakteryzują się najbardziej urozmaiconym składem kwasów tłuszczowych spośród wszystkich rodzajów tłuszczy. Szczególnie bogate w kwasy tłuszczowe jest mleko krowie. Dominują w nim kwasy 16:0 i 18:1 (ponad 50%) aczkolwiek bardzo często można tam też spotkać kwasy ktrótkołańcuchowe (C4-C10).

Tłuszcze roślinne w głównej mierze wydobywa się z miąższu owoców i nasion. Skład kwasów tłuszczowych jest tutaj bardzo ściśle związany z gatunkiem rośliny, ale także może się zmieniać w zależności od warunków środowiska w jakich dana roślina

jest uprawiana. Typowym składnikiem tłuszczów z miąższu owoców (np. olej palmowy i oliwkowy) są kwasy 16:0 i 18:1. Triacyloglicerole nasion zawierają z kolei kwasy 16:0,

18:1, 18:2 oraz niekiedy 18:3. Zdarza się również, że dany kwas jest charakterystyczny dla konkretnej rodziny roślin, np. kwas erukowy (22:1) występuje we wszystkich roślinach z rodziny krzyżowych.

40 | S t r o n a