Diana Ramírez Santa Bárbara de Zulia Junio-2011 Universidad Nacional Experimental Sur del Lago «Jesús María Semprum» Programa: Ingeniería de Alimentos U.C. Química de Alimentos UNIDAD IV LÍPIDOS Diana Ramírez Santa Bárbara de Zulia Junio-2011

Qué son los lípidos? Del griego lipos, que significa grasa. Son los derivados reales ó potenciales de los ácidos grasos y sustancias relacionadas. Son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .

Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características: Son insolubles (o poco solubles) en agua. Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo y benceno.

Funciones de los lípidos Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4,1 kilocaloría/gr. Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos (grasa perivisceral) y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo del cuerpo (grasa subcutánea). Función biocatalizadora. Facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

Funciones de los lípidos

Funciones de los lípidos Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos. Textura y sabor. Su composición, estructura cristalina, comportamiento en la fusión y solidificación y su asociación con el agua y con otras moléculas no lipídicas son especialmente importantes por lo que respecta a las propiedades de textura que imparten. Además intervienen en la buena palatabilidad de los alimentos.

Clasificación de acuerdo a su estructura química Simples Grasas y aceites Ceras Glicerol + ácido graso Alcohol + ácido graso Compuestos Fosfolípidos Glucolípidos Glicerol+Ac. graso+ fosfato+ base nitrogenada CH+ Ac. Graso+ esfingosinol Derivados Ácidos grasos libres Pigmentos Vitaminas liposolubles Esteroles Derivados de lípidos simples Carotenoides,clorofila,xantófilas A,D,E,K Colesterol, Fitosterol (Baduí,2004)

Clasificación de acuerdo a su capacidad para formar jabones Lípidos saponificables (poseen ácidos grasos) Simples - Acilglicéridos - Céridos Complejos - Fosfolípidos - Glucolípidos Lípidos insaponificables (no poseen ácidos grasos) Terpenos Esteroides Prostaglandinas

Ácidos grasos Son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).

Ácidos grasos Su nomenclatura se basa principalmente en el empleo de los nombres comunes, tales como butírico, cáprico, etc. o bien añadiendo la terminación “oico” a la raíz griega que indica el tamaño de la cadena de átomos de carbono; su numeración comienza a partir del grupo carboxilo cuyo carbono corresponde al número uno:

Propiedades de los ácidos grasos Solubilidad. Los ácidos grasos poseen una zona hidrófila, el grupo carboxilo (-COOH) y una zona lipófila, la cadena hidrocarbonada que presenta grupos metileno (-CH2-) y grupos metilo (-CH3) terminales. Por eso las moléculas de los ácidos grasos son anfipáticas, pues por una parte, la cadena alifática es apolar y por tanto, soluble en disolventes orgánicos (lipófila), y por otra, el grupo carboxilo es polar y soluble en agua (hidrófilo).

Propiedades de los ácidos grasos Desde el punto de vista químico, los ácidos grasos son capaces de formar enlaces éster (esterificación) con los grupos alcohol de otras moléculas. Cuando estos enlaces se hidrolizan con un álcali, se rompen y se obtienen las sales de los ácidos grasos correspondientes,denominados jabones, mediante un proceso denominado saponificación.

Ácidos grasos saturados e insaturados Se conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos según el grado de insaturación: Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C); el palmítico (16C) y el esteárico (18C) . Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace (isómeros). Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).

Ácido graso saturado Grupo carboxilo -COOH Grupo metilo -CH3

Ácidos Grasos Saturados Poseen de 4 a 24 carbonos. Los más comunes son los de 14, 16, 18 átomos de C. Son sustancias extremadamente estables desde el punto de vista químico. A T° muy altas (200°C) y O2 se oxidan. Suelen ser sólidos a temperatura ambiente. C4 a C8 son líquidos a 25°C. C10 en adelante son sólidos (contribuyen al sabor). Pf aumenta con el peso molecular. Solubilidad al agua inversa al Pm. Se recomienda su consumo moderado (no mas del 10% en la dieta).

Ácidos grasos saturados Nombre trivial Nombre científico Fórmula P. Fusión (°C) Butírico Butanoico CH3(CH2)2 COOH -5,9 Caproico Hexanoico CH3(CH2)4COOH -3,4 Caprilico Octanoico CH3(CH2)6 COOH 16,7 Cáprico Decanoico CH3(CH2)8 COOH 31,6 Láurico Dodecanoico CH3(CH2)10 COOH 44,2 Mirístico Tetradecanoico CH3(CH2)12 COOH 54,4 Palmítico Hexadecanoico CH3(CH2)14 COOH 63,0 Esteárico Octadecanoico CH3(CH2)16 COOH 69,4

Ácidos grasos saturados Butírico CH3-(CH2)2 -COOH Pf -5,9 ºC P. ebullición 164 ºC.

Ácidos grasos saturados Palmítico Aceite de Palma -- 45% CH3-(CH2)14 -COOH Manteca de cacao -- 25% Pf 63ºC P. ebullición 167ºC. Algodón -- 22%

Ácidos grasos saturados Esteárico Aceite de Manteca de cacao -- 38% CH3-(CH2)16 -COOH Sebo vacuno -- 19% Pf 69,4ºC P. ebullición 360,85ºC. Manteca de cerdo -- 14%

Ácidos Grasos Insaturados Son ácidos carboxílicos de cadena larga con uno o varios dobles enlaces entre los átomos de C. Presentando gran reactividad química. Suelen ser líquidos a temperatura ambiente. Pf disminuye al aumentar los dobles enlaces. Abundan en aceites vegetales y marinos Estos se dividen en: ▪ Monoinsaturados: cuando poseen un solo doble enlace. ▪ Poliinsaturados: cuando hay 2 ó más dobles enlaces, normalmente separados por un grupo metileno (-CH2-).

Ácido graso insaturado

Ácidos grasos insaturados Nombre trivial Nombre científico Fórmula P. Fusión (°C) Palmitoleico Hexadeca-9-enoico C15H29 COOH -0,5 Oleico Octadeca-9-enoico C17H33COOH 13,0 Linoleico Octadeca-9:12-dienoico C17H31 COOH -5,0 Linolénico Octadeca-9:12:15-trienoico C17H29 COOH -11,0 Araquidónico Eicosa-5:8:11:14-tetraenoico C19H31 COOH -49,5 Vaccénico Octadeca-11-enoico C17H32 COOH 39,5

Ácidos grasos insaturados Oleico Semilla de uva -- 15 a 20% Hígado de bacalao – 22 % C 17 H33 -COOH Oliva -- 71% Aceite de Aguacate -- 70% Cis-9 Soja -- 24%

Ácidos grasos insaturados Linoleico Maní – 32% Girasol – 68% Semilla de uva – 73 % Aceite de Maíz – 58 % Soja – 40 a 60 % C 17 H31 -COOH Cis-9 Cis-12

Ácidos grasos insaturados Linolénico Aceite de Linaza – 53 % C 17 H29 -COOH canola – 10 % Soja – 7 % Cis-9 Cis-12 Cis-15

nombres y punto de fusión Ácidos grasos: nombres y punto de fusión nº de dobles enlaces Carbonos 1 2 3 4 12 C 44ºC Láurico   14 C 54ºC Mirístico 16 C 63ºC Palmítico -0,5ºC Palmitoléico 18 C 70ºC Esteárico 13ºC Oléico -5ºC Linoleico -11ºC Linolénico 20 C 76ºC Araquídico -49,5ºC Araquidónico 24 C 84ºC Lignocérico

Isómeros En los ácidos grasos insaturados, las insaturaciones presentan dos tipos de isomerismo: geométrico, cis, trans, y posicional, según sea la localización del doble enlace en la cadena de átomos de carbono. Posición Sistema conjugado Sistema no conjugado Geométrico Cis (natural) Trans (grasas modificadas)

Isómeros Los ácidos grasos poliinsaturados naturales tienen los dobles enlaces dispuestos de una forma característica. Si el ácido graso tiene dos dobles enlaces, éstos se sitúan de forma que en medio quede un carbono que no participa de la insaturación. Sería ésta una estructura «no conjugada ». A veces, fruto de las manipulaciones tecnológicas, desaparece el carbono metilénico intermedio, con lo que se obtiene una estructura «conjugada». A su vez, ese ácido graso conjugado puede tener los dos dobles enlaces en posición cis o en posición trans, o incluso uno con isomería cis y otro con isomería trans .

Dobles enlaces conjugados y no conjugados Entre los ácidos grasos insaturados, se pueden distinguir los monoinsaturados o monoenoicos (una insaturación) y los poliinsaturados o polienoicos (varias insaturaciones). La mayoría de los monoinsaturados presentan el doble enlace entre los átomos de carbono 9 y 10. Por su parte, en forma natural, los poliinsaturados tienen sus dobles enlaces no conjugados; es decir, están separados por un grupo metileno (como en el ácido linoléico, linolénico y araquidónico); lo contrario a ésta distribución es la conjugación, en la que no existe dicho metileno de por medio. Sistema de dobles ligaduras conjugadas - CH = CH – CH = CH - Sistema de dobles ligaduras no conjugadas - CH = CH – CH2 – CH = CH -

Dobles enlaces conjugados y no conjugados

Dobles enlaces conjugados y no conjugados CH3(CH2)5CH=CH-CH=CH(CH2)7COOH Ácido linoléico conjugado (cis-9, trans-11) CH3(CH2)4CH=CH-CH2-CH=CH(CH2)7COOH Ácido 9,12-octadecadienoico (Ácido Linoleico) (cis-9, cis-12) No conjugado (natural)

Configuración cis y trans En estado natural, la mayoría de los A.G. poliinsaturados son cis, mientras que los trans se encuentran en grasas hidrogenadas comerciales y en algunas provenientes de rumiantes; la mantequilla contiene aproximadamente 2% de ácidos grasos trans que se sintetizan por un proceso de biohidrogenación efectuado en el rumen de la vaca. Los isómeros trans son termodinámicamente más factibles y estables que los cis.

Configuración cis y trans La configuración geométrica del doble enlace se designa con los prefijos cis (del latín, en el mismo lado) y trans (del latín, enfrente), que indican si los grupos alquil están en el mismo o en distinto lado de la molécula Los ácidos grasos trans se forman en el proceso de hidrogenación que se realiza sobre las grasas para utilizarlas en diferentes alimentos.

¿Que son los ácidos grasos trans? Los enlaces dobles son muy fuertes y previenen la rotación de los carbonos alrededor del eje del enlace doble. Esta rigidez da origen a los isómeros geométricos que consisten de arreglos de átomos que solamente pueden cambiarse quebrando los enlaces dobles. «trans»

Isómeros geométricos ácido cis-9-octadecenoico (Ácido Oleico) ácido trans-9-octadecenoico (Ácido Elaídico) La forma natural del ácido 9-octadecenoico (ácido oleico), un constituyente del aceite de oliva, tiene forma de "V" por la configuración Cis en la posición 9. La configuración Trans (ácido elaídico) tiene una forma recta.

Isómeros geométricos ácido cis-9-octadecenoico (Ácido Oleico) ácido trans-9-octadecenoico (Ácido Elaídico)

Ácidos grasos trans Algunos alimentos contienen ácidos grasos trans. La mayor parte son subproductos en la saturación de los ácidos grasos durante el proceso de hidrogenación o “endurecimiento” de aceites naturales (por ejemplo, en la fabricación de margarina). Lo anterior plantea la interrogante respecto a la seguridad como aditivos en los alimentos.

Efectos de los ácidos grasos trans Sus efectos a largo plazo en el ser humano son difíciles de valorar, aunque han estado en la alimentación por muchos años. El cuerpo humano los metaboliza más como ácidos graso saturados que como ácidos insaturados de forma cis. Esto puede deberse a su conformación semejante de cadena lineal. A este respecto tiende a elevar la concentraciones de LDL y bajar las de HDL, y por tanto se contraindican en relación con el incremento de arteriosclerosis y enfermedad coronaria. por lo que pueden antagonizar el metabolismo de los ácidos grasos esenciales y agravar su deficiencia.

Ácidos grasos esenciales El organismo es incapaz de sintetizar ciertos ácidos poliinsaturados que se consideran esenciales. Ejemplos: Linoleico, linolénico y araquidónico Son necesarios para ciertas funciones vitales. El ácido linolénico forma parte constitutiva de la membrana de diferentes tejidos celulares, es precursor del ácido araquidónico, que se requiere para darle rigidez a la mitocondria de las células y se utiliza en la síntesis de las hormonas prostaglandinas.

Ácidos grasos esenciales El ácido linoléico influye en el desarrollo normal del hombre, mantenimiento de la piel. El linolénico interviene en los revestimientos celulares y el crecimiento del cabello. Además, entre las funciones que desempeñan los ácidos grasos indispensables están: la regulación del metabolismo del colesterol y el mantenimiento del sistema reproductivo. Dieta aproximada ideal 10-17% de ácidos grasos saturados, 8% de mono-insaturados y 7 % de poli-insaturados

Ácidos grasos omega 3 y 6 Son ácidos grasos esenciales (AGE) poliinsaturados. Los términos n-3 y n-6 se aplican a los ácidos grasos omega-3 y omega-6, respectivamente. La nomenclatura de los ácidos grasos usa el alfabeto griego (α,β,γ,...,ω) para identificar la posición de los enlaces dobles. El carbono del grupo carboxilo es el número uno, y el carbono "alfa" es el carbono adyacente (el carbono número 2). El carbono "omega" corresponde al último carbono en la cadena porque la letra omega es la última letra del alfabeto griego.

El ácido linoléico es un ácido graso omega-6 porque tiene un enlace doble a seis carbonos del carbono "omega". El ácido linoléico juega una función importante en la reducción del nivel de colesterol. El ácido alfa-linolénico es un ácido graso omega-3 porque tiene un enlace doble a tres carbonos del carbono "omega". Ácidos grasos omega 3 y 6

Ácidos grasos omega 3 y 6

Ácidos grasos omega 3 y 6

Ácidos grasos omega 3 y 6 El DHA (ácido docosahexaenoico) y el AA (ácido araquidónico) son cruciales para el desarrollo óptimo del cerebro y los ojos. La importancia del DHA y AA en la nutrición de los infantes está bien establecida, y ambas sustancias se añaden a la leche de fórmula para infantes lactantes. Cantidades excesivas de ácidos grasos poliinsaturados omega-6 y proporciones altas de omega-6 relativamente a las de omega-3 se han asociado con la patogénesis del cáncer, enfermedades cardiovasculares, y enfermedades inflamatorias y autoinmunes.

Ácidos grasos omega 3 y 6 El DHA (ácido docosahexaenoico) y el AA (ácido araquidónico) son cruciales para el desarrollo óptimo del cerebro y los ojos. La importancia del DHA y AA en la nutrición de los infantes está bien establecida, y ambas sustancias se añaden a la leche de fórmula para infantes lactantes. Cantidades excesivas de ácidos grasos poliinsaturados omega-6 y proporciones altas de omega-6 relativamente a las de omega-3 se han asociado con la patogénesis del cáncer, enfermedades cardiovasculares, y enfermedades inflamatorias y autoinmunes.

Ácidos grasos omega 3 y 6 La proporción de omega-6 a omega-3 en las dietas modernas es aproximadamente 15:1, mientras que las proporciones de 2:1 a 4:1 están asociadas con menos mortalidad de enfermedades cardiovasculares, reducción de inflamación en los pacientes con artritis reumatoide, y un riesgo menor del cáncer de mama. Algunos investigadores han sugerido que no hay suficiente evidencia para los beneficios de estas proporciones, y que quizás es mejor aumentar el consumo de ácidos grasos omega-3 en vez de reducir el consumo de omega-6 porque la reducción de grasas poliinsaturadas en la dieta puede aumentar la incidencia de enfermedades cardiovasculares.

Alimentos fortificados con -3 /-6 Ácidos grasos -3 : pescado, aceites de semillas de girasol, maíz, soja, frutos secos oleaginosos (nueces, almendras). Contribuyen a disminuir el colesterol y triglicéridos sanguíneos Disminución de la formación de trombos o coágulos Disminución de enfermedad cardiovascular (Cortés, 1997)

Es todo por hoy, muchas gracias por su atención!