DETERMINAZIONE DEI GRASSI GREGGI SCOPO: determinare il contenuto in sostanze solubili in etere di petrolio (40-60 °C) CAMPO DI APPLICAZIONE: vengono estratti lipidi, pigmenti, fosfolipidi, cere, steroli, resine e vitamine liposolubili. PRINCIPIO DEL METODO: estrazione e distillazione continuata per 6 ore; nel caso di materie prime le cui materie grasse non possono essere completamente estratte con etere, si procede ad idrolisi a caldo con HCl 3N per 1 ora prima di effettuare l’estrazione. GRASSI SAPONIFICABILI (trigliceridi, digliceridi, monogliceridi, ac. grassi liberi): saponificazione con KOH N/2 ed estrazione. GRASSI NON SAPONIFICABILI: sono esclusi da una valutazione strettamente nutrizionale; hanno però un valore extranutrizionale (es. colesterolo, vit. liposolubili, cere, fosfolipidi). CLASSIFICAZIONE DEI LIPIDI Lipidi Esteri del glicerolo Semplici Non gliceridi Complessi Sfingomieline Glicolipidi Fosfogliceridi Cerebrosidi Cere Steroidi Terpeni Trigliceridi Glucolipidi Galattolipidi Lecitine Cefaline Prostaglandine CLASSIFICAZIONE DEI LIPIDI LIPIDI CONTENENTI IL GLICEROLO grassi neutri mono, di e triacilgliceroli glicosilgliceridi fosfogliceridi fosfatidi fosfatidilgliceroli fosfoinositidi LIPIDI NON CONTENENTI IL GLICEROLO sfingolipidi alcoli alifatici cere terpeni steroidi cerammidi sfingomieline glicosfingolipidi PRINCIPALI FUNZIONI DEI LIPIDI NEGLI ORGANISMI ANIMALI (in ordine quantitativo) ENERGETICA elevata resa energetica (alto rapporto H/O della loro struttura) deposizione nei tessuti in grande quantità ridotta azione dinamico specifica STRUTTURALE costituzione delle membrane cellulari FUNZIONALE precursori di prostaglandine e leucotrieni ACIDI GRASSI CHE ENTRANO NELLA COMPOSIZIONE DEI LIPIDI Sono: MONOCARBOSSILICI A CATENA RETTILINEA A NUMERO PARI DI ATOMI DI C Si differenziano: a) in base al numero di atomi di C in: 1) a corta catena (1 4) 2) a media catena (5 10) 3) a lunga catena (> 12) b) in base alla presenza o meno di doppi legami: 1) saturi 2) insaturi ( monoinsaturi e polinsaturi) ACIDI GRASSI SATURI SIGLA 4:0 6:0 8:0 10:0 12:0 14:0 16:0 18:0 20:0 22:0 24:0 26:0 NOME NOME COMUNE SISTEMATICO Butirrico Butanoico Caproico Esanoico Caprilico Ottanoico Caprico Decanoico Laurico Dodecanoico Miristico Tetradecanoico Palmitico Esadecanoico Stearico Ottadecanoico Arachidico Eicosanoico Beenico Docosanoico Lignocerico Tetracosanoico Cerotico Esacosanoico STRUTTURA CH3CH2CH2COOH CH3(CH2)4COOH CH3(CH2)6COOH CH3(CH2)8COOH CH3(CH2)10COOH CH3(CH2)12COOH CH3(CH2)14COOH CH3(CH2)16COOH CH3(CH2)18COOH CH3(CH2)20COOH CH3(CH2)22COOH CH3(CH2)24COOH ACIDI GRASSI INSATURI SIGLA 16:1, -7, cis NOME COMUNE palmitoleico NOME SISTEMATICO 9-esadecaenoico 18:1, -9, cis oleico 9-ottadecaenoico 18:1, -9, trans elaidico 9-ottadecaenoico 18:2, -6,9, tutto cis linoleico 9,12-ottadecadienoico LA 18:3, -3,6,9, tutto cis -linolenico 9,12,15-ottadecatrienoico ALA 18:3, -6,9,12, tutto cis -linolenico 6,9,12-ottadecatrienoico 20:1, -9, cis 20:3, -6,9,12, tutto cis 20:4, -6,9,12,15, tutto cis 11-eicosaenoico 8,11,14-eicosatrienoico diomo-linolenico arachidonico 5,8,11,14-eicosatetraenoico 20:5, -3,6,9,12 tutto cis 22:1, -9, cis 22:6, -3,6,9,12,18, tutto cis Sigla erucico AA 5,8,11,14,17 eicosapentaenoico 13-docosaenoico EPA 4,7,10,13,16,19docosaesaenoico DHA PROPORZIONE DEGLI ACIDI GRASSI (mmol/mol) PRESENTI IN ALCUNI GRASSI E OLI ACIDI GRASSI 4:0 BURRO LARDO SEGO OLIO DI OLIO DI OLIO DI BOVINO CAPODOGLIO ARACHIDI SOIA 0 0 0 0 90 0 6:0 30 0 0 0 0 0 8:0 20 0 0 0 0 0 10:0 40 0 0 1 0 0 12:0 30 0 0 38 0 0 14:0 110 10 70 74 0 0 16:0 230 320 290 94 100 95 18:0 90 80 210 7 97 37 18:1 260 480 410 325 511 217 18:2 30 110 20 5 274 571 18:3 3 6 0 98 <1 65 SCHEMA CLASSIFICATIVO DEGLI ACIDI GRASSI Saturated Fatty Acids (SFA) Mono Unsaturated Fatty Acids (MUFA) Poli Unsaturated Fatty Acids (PUFA) 6 Essential Fatty Acids (EFA) 3 ASPETTO FISICO: PUNTO DI FUSIONE Il PUNTO DI FUSIONE DI UN LIPIDE È TANTO PIÙ ELEVATO QUANTO MAGGGIORE È IL GRADO DI “SATURAZIONE” DEGLI ACIDI GRASSI CHE LO COSTITUISCONO OVVERO LA FLUIDITÀ DI UN LIPIDE È TANTO PIÙ ELEVATA QUANTO MAGGGIORE È IL GRADO DI “INSATURAZIONE” DEGLI ACIDI GRASSI CHE LO COSTITUISCONO Ordine di grandezza dei punti di fusione di alcuni lipidi OLII (lipidi liquidi a temperatura ambiente = 25°C) < 36°C STRUTTO (suino; lipidi fusi, soldidi a temperatura ambiente) 36 - 40°C SEGO > 40°C (Bovino; lipidi crudi, soldidi a temperatura ambiente) Andamento del PUNTO DI FUSIONE in funzione della ricchezza di acidi grassi dei trigliceridi che lo compongono Chimica Omega 3 Classe + rappresentativo (polinsaturi) Ac. Linolenico Omega 6 (polinsaturi) Omega 9 (monoinsaturi) Ac. Oleico Ac. Linoleico C4:0 – C14:0 (saturi CC) Ac. Butirrico C18:0 – C16:0 (saturi LC) Ac. Stearico Origine dei lipidi e Punto di fusione Sia nel mondo vegetale che in quello animale, l’ambiente ed in particolare la temperatura del microclima in cui vive ciascun organismo è la principale causa di “selezione” degli individui riguardo le caratteristiche dei lipidi. A basse temperature è necessaria una notevole fluidità per garantire la funzionalità dei lipidi di membrana Ad alte temperature è prioritaria la resistenza all’ossidazione Origine dei lipidi e Punto di fusione (2) Ambiente Fondali marini Acque marine di superficie Aree artiche ed antartiche Aree temperate Aree tropicali e subtropicali Origine dei lipidi e Punto di fusione (3) SEGO STRUTTO PALMA (COCCO) ARACHIDE COTONE MAIS GIRASOLE SOIA COLZA LINO MERLUZZO (FEGATO) GLI ATOMI DI CARBONIO NELLA CATENA SONO NUMERATI A PARTIRE DAL COOH TERMINALE E LA POSIZIONE DEI DOPPI LEGAMI SI ESPRIME CON SEGUITO DA UN NUMERO (es. 9 significa che il doppio legame si trova fra il carbonio 9 e 10). GLI ACIDI GRASSI INOLTRE SI DIVIDONO IN GRUPPI CHE VENGONO DEFINITI CON LA SIGLA O n SEGUITA DA UN NUMERO CHE ESPRIME LA POSIZIONE DELL’ULTIMO DOPPIO LEGAME, CONTATO A PARTIRE DAL CARBONIO DEL CH3. ACIDO LINOLEICO H3C 3 8 6 n, 12 7 9 C18:2n/6 C18:29,12 6 4 2 9 10 COOH ACIDI GRASSI ESSENZIALI (EFA) 6: C 18:2 acido linoleico, C 18:3 acido -linolenico, C 20:4 acido arachidonico, 3 C 18:3 acido linolenico, C 20:5 acido eicosapentaenoico (EPA), C 22:5 acido docosapentaenoico (DPA), C 22:6 acido docosaesanoico (DHA). RUOLI BIOLOGICO DEGLI ACIDI GRASSI 3 • 1. 2. 3. • 1. Ruoli strutturali: Costituzione dei fosfolipidi dei sinaptosomi cerebrali, delle fibre nervose, della retina; Ruoli funzionali: Precursori delle prostaglandine della serie 3. METABOLISMO DELL’ACIDO LINOLEICO (18:2 9,12; 18:2 n-6) x x 18:2 n-6 * 6 18:3 n-6 20:3 n-6 20:2 n-6 * 5 20:4 n-6 22:2 n-6 22:4 n-6 24:2 n-6 funzione fisiologica strutturale non fisiologico x x non biosintetizzabile * precursore delle prostaglandine 4 22:3 n-6 22:5 n-6 H CIS C R H C R R C R H TRAN S C H METABOLISMO DELL’ACIDO -LINOLENICO (18:3 9,12,15; 18:3 n-3) x x 18:3 n-3 * 6 18:4 n-3 20:4 n-3 20:3 n-3 * 5 20:5 n-3 22:3 n-3 22:5 n-3 22:4 n-3 funzione fisiologica strutturale non fisiologico x x non biosintetizzabile * precursore delle prostaglandine 4 22:6 n-3 Ac. oleico Ac. -linolenico C18:3 n3 Ac. Linoleico C18:2 n6 6 6 C18:2 n9 6 C20:2 n6 C20:3 n3 Ac. -Linolenico C18:3 n6 C20:2 n9 Ac. Ottadecatetraenoico C18:4 n3 C22:3 n3 C22:2 n6 C20:3 n9 ac. eicosatrienoico C24:2 n6 Ac. Diomo--linolenico C20:3 n6 C20:4 n3 PGG1(PGH1) PGE1 non aggreg. 5 C22:4 n3 Ac. Eicosatetraenoico ac. Arachidonico C20:4 n-6 C22:3 n9 HPTE perossidasi HETE 5 PGI3 non aggreg. Ac. Eicosapentaenoico C20:5 n3 Non aggreg. TxA3 C22:3 n6 C22:5 n3 Ac. Docosatetraenoico C22:4 n6 Non fisiologico TxA2 Funzione fisiologica strutturale Funzione fisiologica strutturale + precursore prostaglandine 4 PGG2(PGH2) TxB2 PGF2 PGE2 Ac. Docosaesaenoico C22:6 n3 LE ATTIVITÀ ENZIMATICHE DESATURASI - ELONGASI desaturasi: 9, 6, 5, 4. Non vi sono 12 o 15 desaturasi ed è per questo che dall’acido oleico non si può sintetizzare il linoleico ed il linolenico Non si sa quali meccanismi ne influenzino precisamente l’attività ma sembra essere favorita da diete ricche di proteine e relativamente povere di carboidrati. Dal punto di vista endocrino sarebbe favorita dall’insulina e sfavorita dal glucagone. Non si conoscono situazioni limitanti all’attività elongasica. COLESTEROLO La biosintesi di colesterolo si arresta al soddisfacimento dei fabbisogni perciò il ridotto apporto di colesterolo non è un valore. I problemi per le malattie cardiovascolari ci possono essere soltanto se gli apporti superano di per sé i fabbisogni (= mangiare oltre 6 uova al giorno per un uomo medio). È invece sicuramente un valore il non esagerare con l’apporto calorico totale (in particolare da lipidi). Biosintesi Nutrizione 10% 35% 65% 90% Biosintesi Nutrizione Formazione delle membrane alimentazione Steroidogenesi ormonale COLESTEROLO Biosintesi Esteri colesterolo lipoproteine plasmatiche Vitamina D Acidi biliari CONTENUTO IN COLESTEROLO DI ALCUNI ALIMENTI ALIMENTO Uova Cervello Muscolo 150 Maiale Pollo Agnello Pesci vari (media) Burro Emmenthal Molluschi (media) Intero Tuorlo Bianco Manzo Vitello Colesterolo mg/100 g 200 - 800 800 - 1800 0 2000 - 2200 80 - 125 70 - 100 50 - 90 40 - 90 60 - 80 50 - 90 200 - 250 145 150 L’AUTOSSIDAZIONE DEI GRASSI FATTORI INTRINSECI FATTORI ESTRINSECI insaturazione luce catalizzatori temperatura ossigeno pressione O2 IRRANCIDIMENTO DEI GRASSI CH3(CH2)3CH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH ac. linoleico CH3CH2 CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH ac. linolenico CH3(CH2)3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH ac. arachidonico –CH–CH=CH– H radicale libero –CH–CH=CH– L’energia richiesta per la dissociazione del legame tra carbonio e idrogeno doppiamente allilico è relativamente modesta (80 Kcal/mole), pertanto la formazione di radicali liberi (R) procede spontaneamente! Rappresentazione grafica dell’andamento nel tempo dell’autossidazione di un sistema lipidico MEZZI PER PREVENIRE L’AUTOSSIDAZIONE DELLE SOSTANZA GRASSE 1. ELIMINAZIONE O RIDUZIONE DEI FATTORI CHE FAVORISCONO L’INIZIAZIONE E LA PROPAGAZIONE DELLE REAZIONI DI PEROSSIDAZIONE. Tra questi fattori i principali sono: - pressione parziale dell’ossigeno (esposizione all’aria); - temperatura ed umidità; - radiazioni luminose e ionizzanti (esposizione alla luce); - presenza di enzimi (lipasi e lipossigenasi); - presenza di oligoelementi (in particolare Fe e Cu); - presenza di pigmenti (perché di natura lipidica). 2. IMPIEGO DI ANTIOSSIDANTI ANTIOSSIDANTI Naturali lipofili: polifenoli Vitamina E, carotenoidi, Naturali idrofili: Acido ascorbico; Artificiali lipofili BHT, BHA (solidi), etossichina (liquida), gallato di propile. VALUTAZIONE DEI GRASSI Punto di fusione Umidita’ Impurita’ Sostanze insaponificabili n° di iodio (presenza di doppi legami) Acidita’ Grado di stabilita’ N° di perossidi Composizione % in acidi grassi TBARS (presenza di aldeidi e chetoni), Saggio di Kreiss