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Lipídeos Definição e Importância • São compostos orgânicos insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos (Não possuem grupo funcional característico e não são polímeros); • Servem como alimento energético 9 kcal/g (+ reduzidos); • Servem como reserva energética concentrada anidra (TAG) em animais (adipócitos) e vegetais (sementes – germinação); • Agem como moléculas sinalizadoras (hormônios esteróides); • São os principais componentes das membranas celulares (fosfolipídeos); • Protegem mecanicamente contra choques e quedas (tecido adiposo); • Funcionam como isolantes térmicos em animais (TAG em focas, baleias, leões marinhos); • Agem como agentes impermeabilizantes de superfícies animais e vegetais (ceras em folhas e penas de aves). Usos • Alimentação: Óleos de cozinha, margarina, manteiga, maionese; • Fabricação de produtos manufaturados: sabões, resinas, cosméticos, lubrificantes. • Combustíveis alternativos: Biodiesel. Composição: Ácidos graxos Composição: Ácidos graxos • Em sistemas biológicos, possuem um número par de carbonos (biossíntese): Mais comuns - C16 e C18; • As cadeias alquílicas podem ser saturadas, monoinsaturadas ou poliinsaturadas (duplas separadas por um CH2 e com configuração cis na natureza); • Os ácidos graxos poliinsaturados são sintetizados somente por vegetais Ingestão através da dieta; Composição: Ácidos graxos • As propriedades dos ácidos graxos e dos lipídeos derivados deles dependem muito do comprimento da cadeia e do grau de insaturação do ácido. • Quanto menor a cadeia e maior o grau de insaturação: * Menor o Ponto de Fusão; * Maior a Solubilidade em água. Composição: Ácidos graxos - PF Composição: Ácidos graxos - PF Nome Nº de Carbonos Ponto de Fusão (°C) Láurico 12 43,9 Mirístico 14 54,1 Palmítico 16 62,7 Esteárico 18 69,9 Araquídico 20 75,4 Composição: Ácidos graxos - PF Nome Nº de Carbonos Nº de Ligas Duplas Ponto de Fusão (°C) Palmitoléico 16 1 0,5 Oléico 18 1 13,4 Linoléico 18 2 -5,0 Linolênico 18 3 -10,0 Araquidônico 20 4 -49,5 Composição: Ácidos graxos NOMENCLATURA: Nome sistemático • Substituir o final ANO por ANÓICO (AG saturados) ou ENÓICO (AG insaturados). Ex.: C18 AG com 18 C saturado, insaturado e poliinsaturado; • Numeração dos carbonos: • Posição e configuração da dupla: Ex.: cis - 9 = Dupla ligação cis entre os carbonos 9 e 10. trans - 2 = Dupla ligação trans entre os carbonos 2 e 3. Composição: Ácidos graxos NOMENCLATURA: Ômega Ômega-3: peixes de água profunda (salmão, anchova), algas Ômega-6: óleos vegetais de cozinha: canola, soja, girassol, milho. Ômega-9: óleo/azeite de oliva, óleo de canola, óleo de mostarda 9 9 9 Composição: Ácidos graxos NOMENCLATURA: Ômega Composição: Ácidos graxos NOMENCLATURA: Nome Trivial Composição: Ácidos graxos NOMENCLATURA: Nome Trivial Composição: Ácidos graxos NOMENCLATURA: Nome Trivial Os ácidos graxos possuem um pKa da ordem de 4,8. Isto significa que, em uma solução onde o pH é 4,8, metade da concentração o ácido está ionizada. A um pH maior praticamente todo o ácido encontra-se ionizado, formando um sal com o seu contra-íon; num pH menor todo o ácido encontra-se protonado. pH = pka + log [A-] / [HA] Classificação • Lipídeos Simples: Quando hidrolisados AG e álcool * Óleos e gorduras (TAG); * Ceras. • Lipídeos Complexos: Quando hidrolisados Outros * Fosfolipídeos: Glicerofosfolipídeos e Esfingolipídeos; * Glicolipídeos: Gliceroglicolipídeos e Esfingoglicolipídeos; * Esteróides; * Eicosanóides. Lipídeos Simples: TAG + H O C O R1 H O C O R1 H O C O R1 C O CH O C O H H H H H H H H + C O CH O C O H H H H R1 O C R2 O C R3 O C + 3 H O H Glicerol Ácido carboxílico Triacilglicerol (óleo ou gordura) água + + Lipídeos Simples: TAG Óleos X Gorduras CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O O CH2 CH CH2 O O C C O O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 C HH CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 C O O CH2 CH CH2 O O C C O O CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 Óleos: AG insaturados ↓ PF Líquidos à T ambiente Gorduras: AG saturados ↑ PF Sólidas à T ambiente Lipídeos Simples: TAG Óleos X Gorduras Lipídeos Simples: TAG Composição em AG de óleos vegetais Girassol Amendoim Gergelim Soja Canola Oliva C 14:0 traçosContaminação por microorganismos lipases microbianas e/ou ácidos resultantes da fermentação microbiana, adição de ácidos ou de enzimas lipase; • Resultado: Sabor/odor desagradável (manteiga), aumento de acidez, aumento de susceptibilidade dos ácidos graxos às reações de oxidação e alteração de propriedades funcionais. O Índice de acidez é a massa de NaOH (mg) requerida para neutralizar 1 g de amostra – Reação entre o NaOH e os ácidos graxos livres Lipídeos Simples: TAG Reações - Rancificação Oxidativa • Reação de AG insaturados com o O2 do ar Oxidação, degradação e polimerização (radicais livres); • Reação catalisada por íons metálicos e calor; • Motivo: Embalagens e/ou armazenamento inadequados; • Resultado: Alteração das características organolépticas Odor e sabor desagradáveis e aumento da concentração de hidroperóxidos; O Índice de peróxido de um material contendo triglicerídeos é facilmente determinado dissolvendo-se a amostra em uma solução de ácido acético-clorofórmio, adicionando-se iodeto de potássio e titulando o iodo liberado com solução padrão e tiossulfato de sódio, usando amido como indicador. O resultado é expresso como equivalente de peróxido por 100g de amostra. Lipídeos Simples: TAG Reações - Rancificação Oxidativa Lipídeos Simples: Ceras R1 C O O R2 onde, R1 e R2 são cadeias alquílicas longas Ex.: C15H31 C O O C30H61 palmitato de miricila, principal componente da cêra da abelha. ponto de fusão = 72 oC C15H31 C O O (CH2)15CH3 palmitato de cetila (do espermaceti da baleia) CH2(CH2)n C O O CH2(CH2)mCH3 HO n = 16-28 m = 30 e 32 cêra da carnaúba As ceras em geral são mais duras e quebradiças, menos gordurosas do que as gorduras, mais resistentes à hidrólise e à decomposição, portanto servem de fator de proteção Polimentos, cosméticos, velas... Lipídeos Simples: Ceras Lipídeos Complexos Fosfolipídeos e Glicolipídeos • Podem ser derivados de 2 álcoois: Glicerol ou Esfingosina; • Fosfolipídeo * Glicerol Glicerofosfolipídeo • Fosfolipídeo * Esfingosina Esfingolipídeos • Glicolipídeo * Glicerol Gliceroglicolipídeo • Glicolipídeo * Esfingosina Esfingoglicolipídeos Lipídeos Complexos: Fosfolipídeos Glicerofosfolipídeos R1 C O O CH2 CHO O CR2 R3O O - O POH2C onde, R1 e R2 são cadeias alquílicas longas ác. graxo G l i c e r o l ác. graxo fosfato álcool Lipídeos Complexos: Fosfolipídeos Glicerofosfolipídeos R1 C O O CH2 CHO O CR2 R3O O - O POH2C onde, R1 e R2 são cadeias alquílicas longas HO CH2 C COO - NH3 + H HO CH2CH2 NH3 + HO CH2CH2 N + CH3 CH3 CH3 HO CH2 CH OH CH2 OH OH H OHOH HO OH H H OH H H H O R3 álcool ligado ao fósforo Serina Etanolamina Colina Glicerol Inositol Lipídeos Complexos: Fosfolipídeos Glicerofosfolipídeos CH3(CH2)16 H2C O P O O - O CH2CH2N + (CH3)3 C O O CH CH2O O C (CH2)7CHCHCH3(CH2)7 Fosfatidil colina (ou, 1-palmitil-2-oleil-fosfatidil colina) R1 C O O CH2 CHO O CR2 CH2CH2NH3 + O O - O POH2C fosfatidil etanolamina isolado do cérebro, fígado, soja Lecitina (gema, fígado) Lipídeos Complexos: Fosfolipídeos Glicerofosfolipídeos O P O O - O C O O CH2 CH CH2 O OCCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 + NR3 CH2 CH2 Bicamada da membrana celular proteínas cadeia alquílica = R cabeça polar Lipídeos Complexos: Fosfolipídeos Esfingolipídeos CH3(CH2)12 C H C H C OH H C NH2H CH2OHesfingosina CH3(CH2)12 C H C H C OH H C NHH C O (CH2)22CH3 P O O - O CH2CH2N + (CH3)3OH2C Esfingomielina AMINOÁLCOOL DE LONGA CADEIA HIDROCARBONADA Lipídeos Complexos: Fosfolipídeos Esfingolipídeos Lipídeos Complexos: Glicolipídeos Esfingoglicolipídeos - Animais CH3(CH2)12 C H C H C OH H C NHH CH2 C O (CH2)22CH3 O O CH2OH H OH OH H H O H H H unidade da galactose CEREBROSÍDEO Lipídeos Complexos: Glicolipídeos Esfingoglicolipídeos - Animais Lipídeos Complexos: Glicolipídeos Gliceroglicolipídeos - Vegetais ác. graxo G l i c e r o l ác. graxo fosfato álcool MONO / OLIGOSSACARÍDEO Lipídeos Complexos: Resumo Glicerolipídeos X Esfingolipídeos Lipídeos Complexos: Esteróides • São derivados do peridrociclopentafenantreno: C C C C C C C C C C C C C C C C C CH3 CH3 H R CH3 CH3 H R A B C D1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 OH ESTERÓIS Lipídeos Complexos: Esteróis Os esteróis são lipídeos estruturais e estão presentes na maioria das células eucarióticas e em algumas procarióticas: - Células animais – Colesterol; - Células vegetais – Fitosteróis (Anti-inflamatórios, antipiréticose imuno- moduladores - Tratamento de hipertrofia prostática, distúrbios auto-imunes, hipercolesterolemia, diabetes / Tratamento e prevenção de câncer´) - Fungos – Ergosterol; - Bactérias – Não podem sintetizar esteróis, no entanto, algumas espécies podem incorporar esteróis exógenos em sua membrana. Lipídeos Complexos: Esteróis X Hormônios esteróides ERGOSTEROL Lipídeos Complexos: Esteróis Lipídeos Complexos: Hormônios esteróides (sexuais e adrenais) - Glândula supra-renal • Hormônios corticóides - Testículos e Ovários • Hormônios sexuais (androgênios e estrogênios) Lipídeos Complexos: Hormônios esteróides (sexuais e adrenais) Lipídeos Complexos: Eicosanóides (Mediadores inflamatórios) Lipídeos Complexos: Eicosanóides (Mediadores inflamatórios)