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LÍPIDOSESTRUCTURA

INTRODUCCIÓN.• Al gpo. de los lípidos pertenecen compuestos

sencillos y complejos.

• Formados por componentes que carecen de unidadestructural, con notable hidrofobicidad .

• Son solubles en disolventes orgánicos e insolublesen agua. Por lo tanto, pueden separarse fácilmentede proteínas y carbohidratos.

• Algunos son tensoactivos, ya que contienencomponentes con gpos. hidrófilos.

• Se diferencian como sustancias polares (anfifílicas)de los lípidos neutros (Ver Tabla 1).

• La hidrofobicidad de lamayoría de los lípidos, comosu diferente reactividad, sebasan en que se trata dederivados de ácidos grasos.

• En los ácil-lípidos, el ácidograso se halla formando partede la molécula en forma deéster y en algún tipo de lípidoscomo amida.

• Algunos lípidos participan enla formación de lasmembranas que constituyenla envoltura de las células yelementos subcelulares.

• Por lo que se presentan en los alimentos enpequeñas proporciones a veces inferiores al 2 %.

• Debido a su gran reactividad afectan mucho a lacalidad de los alimentos.

• En algunos tejidos animales y órganos de vegetalesse acumulan especialmente los triacilgliceroles.

• Cuando estos sobrepasan el 15-20 % resultarentable aislarlos para utilizarlos en forma puracomo aceites o grasas.

• La importancia de los lípidos en la nutrición, radicaen el elevado valor energético de los triacilgliceroles(39 KJ/g), la presencia de ác. grasos esenciales yvitaminas.

• Características: comportamiento a la fusión, el saboragradable, capacidad disolvente sustancias sápidas ynumerosas sustancias aromáticas.

• Las cuales son de gran importancia para conseguirdeterminada consistencia, una sensación bucal y aromaespecifico y una clara estabilidad del aroma.

• Además los alimentos se pueden preparar en mediooleoso a altas temperaturas.

• Numerosas sustancias aromáticas o precursores que setransforman en sustancias aromáticas pertenecen a loslípidos.

• Algunos lípidos son importantes como emulsionantes yotros como colorantes liposolubles.

ÁCIDOS GRASOSNOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN

• Por hidrólisis de los ácil-lípidos se liberan ácidos carbox ílicosalifáticos, que se diferencian por su estructura química.

• Se pueden clasificar de acuerdo con la longitud de la cadenacarbonada, el número, posición y configuración de los doble senlaces, así como por la existencia adicional de otros grupo sfuncionales.

• Otra característica para su división es la distribución de l osácidos grasos en los alimentos.

• Los ácidos palmítico, oleico y linoleico existen en grandescantidades (Ver Tabla 2).

• Los ácidos grasos insaturados predominan en la naturaleza.

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ÁCIDOS GRASOS SATURADOS

• Predominan en los lípidos compuestos con esqueleto carbonado lineal y número par de átomos de C.

Como componentes de los triglicéridos, los ácidos grasos de bajo peso molecular (<14:0) sólo se presentan en la grasa de la leche, de coco y de palma.

• En forma libre y esterificados con alcoholes de bajo pesomolecular se presentan en pequeñas concentraciones.

• Especialmente en alimentos se obtienen con la ayuda demicroorganismos, y juegan en ellos un papel importante comosustancias aromáticas.

• Los umbrales olfatorios y gustativos de los ácidos grasos pa rala nata, mantequilla y grasa de coco, se presentan en la tabla 3.

• El umbral del aroma crece mucho cuando aumenta el pH (Vertabla 4), debido a que solo los ácidos grasos sin disociar sonactivos desde el punto de vista del aroma.

• En mezclas se han observado efectos sinérgicos (Ver tabla 5) .

• En las leguminosas se han detectado algunosácidos grasos de PM elevado (> 18:0), por ej. Lamantequilla de cacahuate.

Sirven al igual que sus homólogos de peso molecularbajo para identificar el origen de algunas grasas.

Los ácidos grasos con número impar de átomos de carbono (Ver tabla 6) solo existen en los alimentos en cantidades traza.

También en este caso tienen importancia como sustancias aromáticas los homólogos de bajo peso molecular.

De los ácidos grasos de cadena de número impar de átomos de C existen los ácidos pentadecanoico y heptadecanoico en la grasa de la leche y en una serie de grasas vegetales.

Los ácidos grasos ramificados son raros en los alimentos .

ÁCIDOS GRASOS INSATURADOSLos que mas predominan en los lípidos contienen uno , dos o tres

grupos alilo en el resto acilo (Ver Tabla 7).

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ÁCIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS • El ácido araquidónico se encuentra en la carne, el hígado, lamanteca de cerdo y en los lípidos del huevo de gallina.

• Los ácidos C 20 y C22 con 5 y 6 dobles enlaces, que pertenecen ala familia ω3, son característicos de los aceites de pescado.

• El ácido linoleico no puede ser sintetizado por el organismo shumano.

• Este y otros ácidos grasos que pertenecen a la familia ω6, sonácidos grasos esenciales, que entre otras cosas sonnecesarios para la formación de las membranasbiológicamente activas.

• La familia ∆9, contiene el ácido palmitoleico y miristoleico, dosácidos menores, que se presentan en los alimentos de origenvegetal y animal.

• Los ácidos grasos insaturados se emulsionan en agua, tienensabor amargo, siendo el valor umbral relativamente bajo (Ve rTabla 8).

• Pueden aparecer así sabores desagradables cuando se libera nlos ácidos grasos por hidrólisis enzimática de lostriacilgliceroles insaturados, que emulsionados con agua soninsípidos.

ÁCIDOS GRASOS SUSTITUIDOSÁcidos hidroxigrasos: El más conocido es el ácido ricinolei co 12-

OH -18:1(9). Ácido principal del aceite de ricino (hasta 90% ),sirve como indicador de la presencia de este aceite en losaceites comestibles.

• Ácidos oxograsos: Alrededor del 1 % de los lípidos de la lecheson ácidos oxograsos saturados (C 10-C24) e insaturados (C 14-C18) de número par de átomos de carbono, en los cuales elgrupo carbonilo se encuentra en las posiciones 5-13.

• Ácidos grasos con anillo furánico: Los aceites de hígado depescado contienen 1-6 % de ácidos grasos (en algunos pecesde agua dulce hasta el 25 %) que poseen anillo de furano.También son componentes secundarios de algunos aceitesvegetales y de la mantequilla (Ver Tabla 9) y se han encontrad oen frutas (limones, fresas), verduras (col, patatas) y hong os(champiñones).

PROPIEDADES FÍSICAS

Grupo carboxilo• Tienen una tendencia a la formación de dímeros, que se

estabilizan mediante puentes de hidrógeno, cuya energía deenlace en el hexano es de 38 kJ/mol de dímero. Y En las redescristalinas se ordenan las moléculas de ácidos grasos de est emodo (Ver fig. 2).

• El carácter ácido del grupo carboxilo se debe a la disociació ndel protón y a la formación de un anión carboxilato estabiliz adopor resonancia .

• El valor de los pK a de los ácidos carboxílicos C 2-C9 estásituado en la zona 4.75 – 4.95. El pK a del ácido linoleico, delorden de 7.9, se aparta claramente de los anteriores.

• Este comportamiento anormal, que aun no tiene explicación, serepresenta en la fig. 1.

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Estructura cristalina, punto de fusión

• En el comportamiento de las grasas frente a la fusión esdecisiva la ordenación de los restos acilo en la red cristali na,además de las peculiaridades que se derivan de la estructurade los triglicéridos.

• Los ácidos grasos insaturados forman, como consecuencia ala incapacidad para rotar en torno al doble enlace, uno o máscodos rígidos.

• Al cristalizar, las moléculas de los ácidos grasos saturado s seorientan tal como se representa de forma algo simplificada e nla fig. 2.

• Los ácidos grasos de numero impar de átomos de C, así comolos insaturados, no se ordenan en la red cristalina de modo ta nregular como los ácidos grasos saturados con numero par.

• El doble enlace trans perturba menos la ordenación molecularen la red cristalina de los ácidos grasos insaturados que eldoble enlace cis .

• Esta diferencia, que resulta de las relaciones estéricasrepresentadas anteriormente para los ácidos grasosinsaturados, tiene como consecuencia que el punto de fusióndescienda en la serie 18:0, 18:1 (tr9), 18:1 (9). Esta sucesi ónsolo es válida cuando las posiciones de los dobles enlaces enla molécula son comparables.

Aductos de Urea.• Cuando la urea cristaliza se forman en los cristales canales de

un diámetro de 0.8 -1.2 nm, que pueden acomodarhidrocarburos de cadena larga.

• Cualquier sustitución del resto acilo impide la formación d eladucto. De este modo se pueden separar ácidos grasosramificados y oxidados en sus ésteres metílicos de loscompuestos de cadena lineal.

Solubilidad.• Los ácidos grasos de cadena larga son prácticamente

insolubles en agua, formando una película en la superficie.

• Al disminuir el número de C aumenta la solubilidad; el ácidobutírico es completamente soluble en el agua.

• El ácido esteárico y otros ácidos grasos saturados de cadenalarga se disuelven muy bien en éter etílico, pues estedisolvente es todavía suficientemente polar para el grupocarboxilo.

• Los disolventes totalmente apolares, como el éter de petról eo,no son adecuados para los ácidos grasos.

• Cuando aumenta el número de dobles enlaces cis seincrementa la solubilidad

Absorción Ultravioleta.• Todos los ácidos grasos insaturados, debido a los dobles

enlaces cis aislados, absorben luz ultravioleta de la mismalongitud de onda, alrededor de 190 nm. Por lo tanto, no puedenidentificarse fotométricamente.

PROPIEDADES QUÍMICAS

Metilación del grupo carboxilo.

• A fin de facilitar la separación cromatográfica en la fasegaseosa o la separación por destilación, los ácidos grasos s edespolarizan por metilación del grupo carboxilo.

• A nivel analítico, se realiza la reacción con diazometano,formado por hidrólisis alcalina.

• Otro método de metilación es esterificación con un exceso demetanol en presencia de un acido de Lewis (BF3) comocatalizador o reacción de la sal de plata del ácido graso conyoduro de metilo.

REACCIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS

Adición de halógenos• La determinación del contenido en dobles enlaces de una

grasa es posible mediante el índice de yodo. `Para ello, la gr asase hace reaccionar con un reactivo halogenante, queúnicamente se adiciona (fija) el doble enlace. Debe evitars e unasustitución con formación de halogenuro de hidrogeno.

Hidrogenación• En presencia de catalizadores metálicos adecuados, se

consigue la adición de hidrógeno al doble enlace de los acil -lípidos. Esta hidrogenación catalítica heterogénea ocurr eestereoselectivamente como adición cis . En ácidos grasos convarios dobles enlaces se produce una isomerización,favorecida por el catalizador, del ácido graso isoleno alconjugueno.

• En la naturaleza, la cantidad de grasas sólidas existentes e sinferior a la que se necesita. Por ello la hidrogenación parc iales muy importante en la tecnología de las grasas.

BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS

• Sus precursores son los ácidos grasos saturados activadosque son deshidrogenados estereoespecíficamente de modoaerobio por desaturasas en vegetales y tejidos de mamíferos .

• En las plantas una flavoproteína y la ferredoxina toman part een el transporte de electrones al oxígeno.

• Entre los mamíferos y las plantas existen las siguientesdiferencias esenciales: en los mamíferos es posible la sínt esisde acido oleico y pueden también introducirse otros doblesenlaces en dirección al extremo carboxilo.

• Por deficiencia de la dieta en acido linoleico, el acido olei co sedeshidrogena a ácido isolinoleico y otros productossecundario que no pueden cumplir la función fisiológica delacido linoleico.

• Las plantas puede introducir dobles enlaces tanto en dirección alextremo metilo como al carboxilo.

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ACILGLICEROLES• Los acilgliceroles pertenecen a los lípidos neutros.

• Los mono, di y triésteres del glicerol con los ácidos grasos s edenominan grasas neutras .

• Las grasas y aceites comestibles están formados casiexclusivamente por triacilgliceroles.

TRIACILGLICEROLES (TG)

3.1.1 Nomenclatura y clasificación• El glicerol, por ser un trialcohol, puede formar mo no, di o

triésteres. Si los tres restos acilo son iguales tenemos, por e jemplo, la

tripalmitina (P 3), glicérido simple.Si hay dos o tres ácidos grasos distintos, tendremo s glicéridos

mixtos, tales como por ejemplo, dipalmito – oleína ( P2O).

ACILGLICEROLES• Los acilgliceroles pertenecen a los lípidos neutros.

• Los mono, di y triésteres del glicerol con los ácidos grasos s edenominan grasas neutras .

• Las grasas y aceites comestibles están formados casiexclusivamente por triacilgliceroles.

TRIACILGLICEROLES (TG)

3.1.1 Nomenclatura y clasificación• El glicerol, por ser un trialcohol, puede formar mo no, di o

triésteres. Si los tres restos acilo son iguales tenemos, por e jemplo, la

tripalmitina (P 3), glicérido simple.Si hay dos o tres ácidos grasos distintos, tendremo s glicéridos

mixtos, tales como por ejemplo, dipalmito – oleína ( P2O).

Comportamiento durante la fusión.

• El punto de fusión de los TG depende tanto de la composiciónen ácidos grasos como de la posición que el ácido grasoocupa en la molécula.

• Los mono, di y triacilgliceroles son polimorfos esto es,cristalizan en diversas modificaciones que se designan α, β´, βy se diferencian en su punto de fusión y en sus propiedadesespectroscópicas.

• Al enfriar el triacilglicerol fundido, se obtendrá una de la s tresformas polimórficas, dependiendo, entre otros factores, d eltranscurso del cambio de temperatura.

• La forma α, es la que tiene el punto de fusión más bajo.

• Al calentar pasa primero a la modificación β´, y después a la β,que es la más estable, con el punto de fusión más elevado y laque cristaliza de manera preferente cuando están endisolución.

• Los ácidos grasos insaturados estorban la disposiciónordenada de las moléculas en el cristal y en consecuencia elpunto de fusión desciende.

• Forma α: sistema hexagonal, su p.f. es relativamente bajo,porque las áreas de los extremos metilo están librementearregladas como en cristales líquidos.

• Forma ‘ß: sistema ortorrómbico, las cadenas de carbono sonperpendiculares unas de otras.

• Forma ß: sistema triclínico, arreglos paralelos de las cade nasde carbono

• Si una grasa se enfría rápidamente, se forman cristales α

pequeños, transparentes, tersos, suaves, de forma de aguja ,frágiles de 1 µ de longitud; por su alto grado de desorden, portener cadenas orientadas al azar y en todas las direcciones ypor no estar bien empacados, estos cristales son inestables yse transforman en β’, que son más grandes y con mejororientación y uniformidad; estos, a su vez, tienden a cambia r ala forma β de un tamaño de 50 µ, aun cuando en ocasionesllegan a crecer más.

• El tamaño del cristal y su orientación determina: la textura ,tersura, sensación oral y las propiedades funcionales de lagrasa.

• El orden cristalino de los ácidos grasos define el pf, el cualaumenta con el tamaño del ác. graso que contenga.

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• Las grasas comestibles se clasifican de acuerdocon la forma cristalina que predomina cuando sesolidifican. (Ver tabla 10).

PROPIEDADES QUÍMICASHidrólisis• Por acción de los álcalis (Por ejemplo, KOH / metanol), la gra sa

se escinde (saponifica).

Por acidificación y extracción se obtiene, a partir de las sa lesalcalinas (jabones), los ácidos grasos libres. Este proces o tieneinterés analítico.

A escala industrial, los ácidos grasos libres se obtienen po rhidrólisis de los triglicéridos con agua a presión,aumentándose la velocidad de la reacción mediante el empleode temperaturas elevadas y catalizadores alcalinos (ZnO, M gO,CaO) o ácidos (ácidos sulfónicos aromáticos).

Metanólisis• Los ácidos grasos existentes en los triglicéridos se analiz an

principalmente en forma de sus ésteres metílicos.

• La interestereficación necesaria se realiza con metilatoNa/metano en presencia de 2,2-dimetoxipropano, que secues trael glicerol que se va formando.

• La reacción transcurre con mucha rapidez y cuantitativamen te.

InteresterificaciónEsta reacción es de gran importancia para la tecnología de la sgrasas, pues con ella se modifican las propiedades físicas d elas grasas o sus mezclas sin alterar la estructura química delos ácidos grasos.

• Con esta reacción se produce un intercambio intra ointermolecular de los restos acilo, con lo cual se establece unequilibrio que depende entre otras cosas de la estructura yconcentración de los TG modificados.

• Como catalizador se utiliza ordinariamente metilato sódic o.

• En la interesterificación en una sola fase , los restos acilo sedistribuyen estadísticamente por los triglicéridos.

• En la interesterificación dirigida , se hace bajar la temperaturade la reacción hasta que cristalicen los TG de punto de fusiónmás alto y más difícilmente solubles.

DETERMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA

• Aparte de poder identificar una grasa o aceite de origendesconocido, el análisis de la estructura de los TG es de graninterés para poder aclarar las relaciones existentes entre laconstitución química de las grasas y su comportamiento en lafusión o su consistencia.

• El análisis de los TG existentes en una grasa se ll evan a cabo por HPLC de fase inversa (Ver Fig. 3)

• Los TG se dividen de acuerdo con su número de átomos de C,por el número de sus dobles enlaces y en parte también por laposición de dichos dobles enlaces en la molécula.

• No se separan lo TG que se diferencias solo en la posición delos restos acilo. Su contribución a un pico determinado debedeterminarse mediante un análisis estereoespecífico.

• En el caso de mezclas de aceites vegetales con unacomposición de TG compleja no es suficiente la separaciónprevia de los TG en función del número de dobles enlaces porcromatografía de argentación.

• A partir de investigaciones acerca de la biosíntesis de TG sehan desarrollado diversas hipótesis que permiten predecir lacomposición de los TG a partir de los ácidos grasoscomponentes de la grasa en cuestión.

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Análisis estereoespecífico

• Bioquímicamente puede diferenciarse entre los restos acil oque se hallan esterificados con los grupos OH primarios delglicerol y con ellos saber la distribución (reparto) de los á cidosgrasos en las posiciones 1, 2 y 3.

• Con este procedimiento pueden analizarse TG individuales omezclas de TG. Para las grasa vegetales se deducen de losresultados del análisis (Ver tabla 11) las reglas siguiente s:

- Los grupos OH primarios del glicerol en las posiciones 1 y 3se esterifican preferentemente con ácidos grasos saturado s.- Los ácidos oleico y linolénico, con algunas excepciones(manteca de cacao, tabla 11), se reparten uniformemente entodas las posiciones.- La posición 2, todavía libre, es ocupada por el ácido linole ico .

• De los resultados recopilados en la tabla 11, se deduce que la s grasasvegetales apenas se diferencian de los restos acilo de las po siciones 1 y3.

• En las grasas animales la composición en ácidos grasos de la m uestradepende en gran medida de la composición en ácidos grasos de l a dieta.

• Se alcanza un estado estacionario si el animales es alimentad o durante unperiodo de 4 – 6 meses con una dieta de composición constante.

• La tabla 11, muestra que en las grasas animales la ocupación d e lasposiciones 1 y 3 difiere notablemente de las grasas vegetale s.

3.1.5 BIOSÍNTESIS

• Los TG se sintetizan en los adipocitos de los mamíferos y también en las plantas superiores a partir de L-glicerol-3-fosfato y de los ésteres de los ácidos grasos con el coenzima A (Fig. 4).

• Los TG sintetizados toman la forma de gotitas (esferosomona s)que están rodeadas por una membrana y que se acumulan enlos tejidos.

• La composición en ácidos grasos de los TG sintetizados enuna determinada especie vegetal depende del clima,especialmente de la temperatura.

• En general, es válida la regla según la cual las plantas declimas fríos producen más ácidos grasos insaturados. De est emodo se puede mantener la movilidad de los TG.

• El girasol muestra este comportamiento de modo notable; elcártamo, en cambio, solo reacciona débilmente a los cambiosde temperatura (Fig. 5).

MONO Y DIACILGLICEROLES (MG Y DG)

Distribución, obtención

• Los MG y DG se encuentran en pequeñas cantidades tanto en lasgrasas comestibles como en los lípidos de las materias prima s de losalimentos.

Mediante la acción de hidrolasas puede aumentar suconcentración durante la conservación y elaboración de losalimentos.

• Los MG y DG se obtienen industrialmente por glicerólisis (20 0ºC, catalizador básico).

Propiedades físicas

También los MG y DG cristalizan en formas diferentes, asípues, el punto de fusión aumenta en los glicéridos de la seria ,1,2 – DG < TG < 2-MG < 1,3-DG < 1-MG:

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• Los MG y DG son sustancias con actividadde superficie cuyas propiedades pueden sermodificadas por reacción química.

• Tanto ellos como sus derivados juegan unpapel muy importante como emulsionantesen la tecnología de los alimentos.

FOSFO Y GLICOLÍPIDOSCLASES DE COMPUESTOS

Los fosfo y glicolípidos participan junto con lasproteínas en la construcción de las membranascelulares.

• Se encuentran tanto en los alimentos de origenanimal como vegetal.

• Por ser compuestos con actividad de superficie, losfosfo y glicolípidos contienen grupos hidrófobos(restos acilo, N-acil-esfingosina) y grupos hidrófilos(acido fosfórico, carbohidratos, bases N).

• Como consecuencia, tiene capacidad para formar en medioacuoso estructuras ordenadas (micelas), que juegan un pape limportante en la formación de membranas.

Fosfatilderivados

• Del ácido fosfatídico de derivan los siguientesglicerofosfolípidos:

• **Fosfatidilcolina (lecitina), Fosfatidilserina y**Fosfatidiletanolamina que en otros tiempos se denominancefalinas;

• **el L-α-Fosfatidil-D-glicerol se halla en numerosas plantas,especialmente en los cloroplastos;

• **Fostatidilinositol,• **Difosfatidilglicerol (cardiolipina)• **y plasmalógenos que son fosfátidos en los cuales la posici ón

1 del glicerol está unida mediante unión éter-enol con unaldehído graso de 16 o 18 átomos de carbono.

• Los fosfolípidos se autooxidan muy fácilmente, puescon mucha frecuencia contienen además de ácidopalmítico, ácido linoleico.

• Son muy solubles en mezclas cloroformo-metanol ypoco solubles en acetona anhidra.

• Se hidrolizan con KOH alcohólica. En condicionessuaves se hidrolizan solo los ácidos grasos; conálcalis fuertes también se hidrolizan las bases.

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GLICEROGLICOLÍPIDOS

Están formados por 1,2-diacilgliceroles que en la posicion 3del glicerol tiene un mono, di y, menos frecuente, tri otetrasacáridos unido por un enlace glicosídico.

• En los gliceroglicolípidos de las plantas el componentepredominante es la galactosa.

• Los cloroplastos son especialmente ricos engliceroglicolípidos.

ESFINGOLÌPIDOSContienen en vez de glicerol, el aminoalcohol de cad ena larga

esfingosina (D-erito-1,3-dihidroxi-2-amino- trans -4-octadeceno).

En las plantas (por ej. el trigo) existen esfingolí pidos, que se derivan de las fitoesfingosinas.

En los esfingolípidos el grupo amino forma con el ácido grasoun enlace amida.

• La esfingomielina, que se encuentra en las vainas de losnervios humanos, es un ejemplo de esfingofosfolìpido.

• Los esfingoglicolìpidos se encuentran en el cerebro de lasplantas (especialmente cerelaes).

• En función de las características estructurales de lafracción glucídica se distinguen los glicoesfingolípidosneutros y ácidos, a los que pertenecen los sulfátidos ygangliósidos.

ANÁLISIS

Extracción y separación de las sustancias no lipídicas.

• Para la extracción total y eficaz de los lípidos se utilizanmezclas de disolventes, p. ej. Cloroformo / metanol (2+1v/v) o hexano / isopropanol (3+2 v/v). Con el fin de protegera los lípidos de la oxidación se recomienda la adición depequeñas cantidades de BHA.

• Anteriormente se separaban mediante agitación de losextractos con mezclas complejas de soluciones salinas.

• Un procedimiento mucho mejor, que evita la formación deemulsiones, es la cromatografía en gel de dextrano.

SEPARACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE COMPUESTOS

• Utilizando eluyentes de distinta polaridad, los lípidosaislados se separan mediante cromatografía de capa finaen las distintas clases de compuestos existentes.

• La identificación de los lípidos polares se realiza porpulverización con los reactivos correspondientes para losdistintos componentes, tales como el ácido fosfórico,colina etanolamina y serina, esfingosina.

ANÁLISIS DE LOS COMPONENTES

• La determinación de la composición en ácidos grasos puede realizarse por cromatografía de gases previa metanólisis.

LIPOPROTEÍNAS, MEMBRANAS

LIPOPROTEÍNAS• Las lipoproteínas son complejos formados por proteínas,

lípidos polares y triacilgliceroles, solubles en medio acu osoque no se pueden separar en sus componentes proteicos ylipídicos por procedimientos físicos, tales comosedimentación y electroforesis y sí por extracción con losdisolventes apropiados.

• Para su estabilidad son determinantes, las interaccioneshidrofóbicas entre las regiones hidrófobas de las proteína sformadas por sus cadenas laterales apolares, así comotambién, los restos acilo de los lípidos.

• Además contribuyen a su estabilidad las interaccionesiónicas entre las cadenas laterales cargadas de losaminoácidos y los grupos cargados de los fosfátidos.

Clasificación

• Las lipoproteínas de plasma son las mejores estudiadas; adensidades variables, obtenidas por adición al plasma deNaCl, se separan tres fracciones por ultracentrifugación:

• En una disolución de densidad < 1.006 g/ml flotan laslipoproteínas de muy baja densidad (<<very low densitylipoproteins>>, VLDL),

• a 1.063 g/ml las lipoproteínas de baja densidad (<<lowdensity lipoproteins>>, LDL),

• a 1.21 g/ml las lipoproteínas de alta densidad (<< highdensity lipoproteins>>, HDL) y

• en el sedimento quedan las proteínas del plasma.

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Clasificación

• Por electroforesis se separan las VDL de losquilomicrones y las pre- β-lipoproteínas.

• Las LDL se denominan β-lipoproteínas.• Las HDL se denominan α-lipoproteínas.

PARTICIPACIÓN DE LOS LÍPIDOS PARA LA CONSTRUCCIÓN D E LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS.

• Los componentes principales de las membranas quecompartimentan las células son las proteínas y los lípidos.

• Para la creación de modelos de membranas se ha partido de laidea de que los acil-lípidos polares se ordenan en na medioacuoso creando un máximo de interacciones hidrofóbicas.

• De este modo se forma una bicapa en la cual los restos acilode los ácidos grasos se dirigen hacia el interior u los gruposhidrófilos hacia el exterior de la fase acuosa. Se puedenconseguir así estructuras micelares o laminares.

• En las membranas de las células animales se encuentranincorporadas proteínas globulares, entre las cuales se hal lantambién enzimas, embebidas en la capa bimolecular formadapor fosfolípidos, algunas de las cuales alcanzan ambas cara sde la membrana.

DIOL-LÍPIDOS, ALCOHOLES GRASOS, CERAS, CUTINA

DIOL-LÍPIDOS (LÍPIDOS DIÓLICOS)

• Los diol-lípidos se encuentran ampliamente distribuidoscomo componentes menores en la fracción lipídica devegetales y animales.

• En relación con el glicerol alcanza el contenido en diolalrededor del 1 %. Excepción son las estrellas de mar,erizos de mar y moluscos, cuyos lípidos contiene enverano el 25-40 % de derivados diólicos. En invierno yprimavera disminuye notablemente esta cantidad.

• También existen diol-lípidos cuya estructura es análoga a l ade la fosfatidilcolina y los plasmalógenos.

ALCOHOLES GRASOS Y DERIVADOS

Ceras

• Los alcoholes grasos se encuentran ampliamentedistribuidos en vegetales y animales, libres o conjugados.

• Los aceites de pescados son especialmente ricos enalcoholes grasos libres, tales como Alcohol cetílico,Alcohol esteárico, y Alcohol oleílico.

• Los alcoholes grasos libres y esterificados con ácidosgrasos de cadena larga son los principales componentesde muchas ceras naturales.

• Además, también existen ésteres de alcoholessecundarios, como el éster del nonacosan-15-ol.

• Las ceras protegen las superficies de las hojas, tallos ysemillas de la desecación y del ataque pormicroorganismos.

• Por extracción de las semillas sin descascarillar, las cera spasan al aceite.

• A temperaturas elevadas son solubles en aceite, perocristalizan a temperatura ambiente causando unenturbiamiento no deseado.

• Para obtener un aceite “limpio” es necesarios eliminar lasceras por refinado.

• Las ceras existen también en el los aceites de pescado,especialmente en el aceite de la cabeza y el lomo delcachalote.

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Alcoxilípidos• Los alcoholes grasos 16:0, 18:0 y 18:1 (9) forman con el

glicerol mono y diésteres que existen ampliamentedistribuidos en pequeñas cantidades en mamíferos ypeces.

• Para analizarlos alcoxilípidos en grasas y aceites esnecesario enriquecer los alcoxilípidos desacilados del<<insaponificable>> por extracción y cromatografía encolumna.

• Después de la sililación de ambos grupos OH, se realiza elanálisis cromatográfico.

CUTINALa parte de la epidermis de las plantas en contacto con el aire

contienen además de ceras cutinas.

• Las cutinas son sustancias de composición compleja y elevado peso molecular.

• Como componentes de las mismas participan, entre ot ros, los ácidos hidroxigrasos.

Componentes del insaponificable .

Con algunas excepciones, las grasas contienen 0.2-1.5% de compuestos insaponificables.

Entre los cuales existen.**hidrocarburos,**esteroles,**tocoferoles y**carotenoides;**así también pueden encontrarse componentes

extraños tales como aceites minerales, plastificantesy biocidas.

Hidrocarburos.

� Todos los aceites comestibles contienenhidrocarburos, tales como el aceite de oliva ygermen de arroz, así como ciertos aceites depescado.

� El principal hidrocarburo del aceite de oliva es elescualeno, un triterpeno lineal, el cual se utilizacomo indicador de dicho aceite.

� Aparte de los hidrocarburos policíclicos también sedetectan alquilbencenos en pequeñas cantidades enlos aceites vegetales.

Esteroles y sus derivados.

Estructura y nomenclatura.

El esqueleto de los esteroles está formado por cuatroanillos condensados A-D, de los cuales el A, B y C tienenconformación de silla y el anillo D es casi plano.

La unión de los anillos B y C, así como de los C y D tienenconformación trans, la unión de los anillos A y B tienenconformación cis y trans.

Tienen la presencia del grupo hidroxilo en posición C-3.

CLASIFICACION

COLESTEROL

ANIMAL

SITOESTEROLCAMPESTEROLSTIGMASTEROL

FITOESTEROLES MICOESTEROLES

VEGETAL

ESTEROLES

Esteroles de los alimentos de origen animal.

Colesterol.

� Se sintetiza a partir del escualeno.

� Esteroide de gran importancia para los mamíferos, sepresenta libre o estratificado con ácidos grasossaturados e insaturados en la fracción lipídica.

� La autooxidación del colesterol, se produceprinciplamente vía hidroperóxidos intermediarios 3betahidroxicolest-5-en-7 alfa y 7 beta.

� El colesterol es punto de partida en el organismo animalpara la síntesis de otros esteroides, por ejemplohormonas sexuales, provitamina B y ácidos biliares.

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Juegan un papel importante en la emulsión y absorci ón intestinal de los acil-lípidos como consecuencia de su actividad tensioactiva.

METODOS PARA REDUCIR EL COLESTEROL EN LOS ALIMENTOS

• Físicos• Químicos

• Biológicos

• Mezcla con aceitesvegetales.

• Extracción con solventesorgánicos.

• Adsorción con saponinapara formar complejos decolesterol.

• Destilación al vacío.• La degradación con

colesterol oxidasa.• Eliminación mediante

dióxido de carbonosupercrítico.

ALTERNATIVA• Aplicación de dietas especiales para la

alimentación de los animales.

• Precht (2001) ha demostrado que el colesterolcontenido en materia grasa de la leche puede serreducida por 8 a 13% con las condicionesespeciales de alimentación seca porfraccionamiento de la grasa de la leche.

• La yema de huevo de gallinas alimentadas con labiomasa de las algas rojas Porphyridicum y delos ácidos grasos poliinsaturados (ácidoaraquidónico y ácido eicosapentanoico), hantendido a la reducción de colesterol (10%) (Ginzberget al. 2000)

EL COLESTEROL Y SU RELACIÓN CON LA ARTEROSCLEROSIS

Formación de placas, ricas en colesterol,en las paredes de las arterias, lo queimpide la llegada de sangre a los tejidos yel correcto funcionamiento de los órganosvitales.

Ataque al corazón• Derrame cerebral• Enfermedad vascular periférica

• La relación causal entre la elevación de los

niveles séricos de colesterol y la

arterosclerosis se ha establecido más allá

de toda duda por varias líneas de pruebas(McMillan, 1995; Steinberg, 1995).

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Oxidación del colesterol

• “Productos de la oxidación del colesterol" (COP) o "oxiesteroles"

Grupo de esteroles similares a la estructura delcolesterol, pero conteniendo adicionalmente ungrupo hidroxilo, una cetona, o un grupoepóxido, en el núcleo del esterol o un grupohidroxilo en la cadena lateral de la molécula.

Efectos Biológicos de los Oxiesteroles

• Inhibición de la síntesis celular de colesterol• Cambio en la fluidez de las membranas• Inducción de la apoptósis• Inhibición de la síntesis de DNA• Alteración de la homeostásis de calcio• Posiblemente son mutagénicos• Serían más arterogénicos que el colesterol

Vitamina D.

A partir de 7-dehidrocolesterol, que se forma como precursor en la biosíntesis del colesterol, por reacción fotoquímica se forma colecalciferol.

En el hombre, el 7-dehidrocolesterol, que se acumula en la piel, se transforma en vitamina D3 po r acción de la radiación ultravioleta de la luz solar .

El principal esterol de la levadura, el ergosterol, es la provitamina D2.

Esteroles de las grasas vegetales.

Desmetilesteroles.

El colesterol, que desde hace mucho se haconsiderado como indicador de la grasa animal,también existe en pequeñas concentraciones en lasplantas.

El campesterol, estigmasterol y sitosterol, presentesen los aceites en concentraciones elevadas, estánemparentados estructuralmente con el colesterol;variando la cadena lateral en C17. Constituyen 95%-98% de los fitoesteroles identificables en extractosvegetales .

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• Los fitoesteroles son compuestos naturales de origen vegetal presentes en alimentos como el aceite de girasol y la soya

• Se encuentran en pequeñas cantidades en algunos alimentos de origen vegetal y son similares al colesterol humano.

Propiedades

El efecto más importante de los fitoesteroles es que bloquean la absorción del colesterol a nivel intestinal.

Estructura química

- Su estructura química es muy similar a la del colesterol .

- Los esteroles vegetales comparten con el colesterol el núcleo central de la molécula (el ciclo pentano perhidrofenantreno).

- La diferencia estructural de los fitoesteroles con el colesterol y entre los diferentes fitoesteroles radica en la cadena hidrocarbonada lateral, que suele presentar sustituyentes de tipo metilo o etilo

- En los fitoesteroles, la cadena hidrocarbonada lateral está formada por 9 o 10 carbonos y en algunos de ellos presenta un doble enlace (stigmasterol), mientras que en el colesterol esta cadena está formada por 8 carbonos y es saturada.

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ÉSTERES DE FITOESTEROLES.

- Disminución de colesterol en sangre.- Efectos hipocolesterolémicos.- La diferencia estructural en la

cadena lateral de los fitoesteroles con el colesterol es responsable de estos efectos.

- Y debido a la baja absorción de estos esteroles vegetales en el intestino.

- Fitoesteroles reducen los niveles de colesterol en sangre. Debido a:

- **Inhiben su absorción a nivel intestinal, tanto del proveniente de la alimentación como del biliar

- **Los fitoesteroles son mas lipofílicos (mas solubles en lípidos) que el colesterol, los fitoesteroles desplazan competitivamente al colesterol presente en las micelas mixtas formadas en el lumen intestinal por las sales biliares conjugadas y fosfolipidos .

**Inhiben la reesterificacion del colesterol

**Aumentan la actividad y la expresión (síntesis) de transportadores, acelerando el flujo de colesterol desde las células intestinales al lumen intestinal.

De esta forma, cuando las micelasmixtas entran en contacto con lasmicrovellosidades de las célulasintestinales, los fitoesterolesocuparían el lugar del colesterol, elque, al ser desplazado de lasmicelas, no puede ser absorbido y eseliminado con las deposiciones.

Por su parte, los fitoesteroles sonescasamente absorbidos a nivel intestinal,por lo cual durante el proceso de difusión delos ácidos grasos y monoglicéridos desde lamicela hacia las células intestinales en el quese produce la separación de las micelasmixtas en sus respectivos componentes losesteroles son liberados junto con elcolesterol que no puede ser absorbido y sonexcretados por las deposiciones .

Análisis.

� Para la identificación cualitativa de los esteroles sesomete la grasa o el “insaponificable” a la rxn deLiebermann-Burchard.

De esta prueba, puede resultar una coloración verde o rojadependiendo de la estructura de los esteroles o delagente oxidante utilizado.

� Por cromatografía en capa fina se pueden separar losesteroles y otros compuestos, y por posterior rxn con1,3-diaminopropano se valoran cuantitativamente comoaductos de Meisenheimer .

� Para la determinación de Vitamina D comprende, laseparación del insaponificable por cromatografía en capafina, elución de la vit. D de la placa y la valoraciónfotométrica del color, así como utilización del HPLC.

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Tocoferoles y tocotrienoles.

Estructura e importancia.Los derivados metilados del tocol, se denominantocoferoles.

Existen además los correspondientes metilderivados deltocotrienol.

Como antioxidantes aumentan la estabilidad de losalimentos grasos.

Los tocoferoles existentes en los aceites de semillasresisten en un 60-70% el proceso de refinado ypermanecen en las grasas comestibles.

Análisis.

Los tocoferoles que permanecen en solución sedeterminan por cromatografía en capa fina o en fasegaseosa o por HPLC.

Se determinan fotométricamente por su absorciónen el UV.

Carotenoides.

Hidrocarburos poliénicos, formados hasta por 8 unidadesisoprenoides y que poseen consiguientemente unesqueleto de 40 átomos de C.

Poseen color amarillo, naranja o rojo, solo puedensintetizarse en las plantas. En plantas verdes estánenmascarados por la clorofila.

Carotenoides.

Estructura química, distribución.

� De la estructura C40 fundamental de los carotenoidesse derivan varios compuestos por hidrogenación,deshidrogenación y/o ciclación.

� Los carotenoides se dividen en dos gruposprincipales, carotenos y xantofilas.

� A diferencia de los carotenos, que constituyen unaserie de hidrocarburos poliénicos puros, lasxantofilas contienen funciones oxigenadas.

Propiedades físicas.

� Son solubles en disolventes apolares y por tanto engrasas comestibles e insolubles en agua.

� Los carotenoides se extraen con éter de petróleo,éter etílico o benzol; para las xantofilas sonapropiados el alcohol y la acetona.

� La mayoría de los carotenoides en la naturaleza soncompuestos trans .

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Propiedades químicas.

� Son sensibles al oxígeno y a la luz.

� En ausencia de estos factores, los carotenoides sonestables a temperaturas elevadas.

� La degradación de carotenoides se acelera por losradicales libres que se forman en la oxidaciónlipídica.

� El paso de color rojo a pardo, por ejemplo, que seobserva cuando se almacena pimentón en polvo, sedebe además a la rxn de Maillard a la oxidación de lacapsantina y a una peculiar polimerización.

Utilización en tecnología de los alimentos.

� Se utilizan como colorantes de la margarina, helados,quesos, bebidas, salsas, carne, pasteles.

Análisis.De la fracción lipídica que se obtiene por extracción, los

carotenoides se aíslan con el “insaponificable” .En caso de que exista una mezcla compleja de carotenoides,

es necesaria una separación por cromatografía en capafina.

� Para la determinación de la estructura de loscarotenoides, se utiliza la espectroscopía VIS/UV, la demasas y la IR.

� Los carotenoides se separan bien con ayuda de lacromatografía líquida de alta presión en función de suspropiedades espectrales y cromatográficas.