PROPIEDADES BIOQUÍMICAS DE LOS LÍPIDOS

1.OBJETIVO DE LA PRÁCTICA:Al término de la práctica el alumno será capaz de:

Establecer la relación de la polaridad de las moléculas en la solubilidad de los lípidos en solventes acuosos y orgánicos.

Conocer las propiedades coloidales de los lípidos. Comprobar la estabilidad de las grasas a la hidrólisis alcalina.

2.MATERIALES:

REACTIVOS:

3.MARCO TEORICO

LÍPIDOS.En los forrajes y semillas solo se encuentran pequeñas cantidades de lípidos. Las raciones consumidas usualmente por los herbívoros contienen aproximadamente un 4-6 % de lípidos pero son una parte importante de las mismas como fuente de energía .Son sustancias orgánicas insolubles en agua (hidrófobas) y solubles en solventes orgánicos como éter, benceno y cloroformo. En el análisis inmediato de los alimentos se incluyen en la fracción denominada Extracto etéreo.CLASIFICACION:

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Caracteres generales. 

Insolubles en agua. En general se les considera a todos los lípidos como sustancias hidrófobas.Solubles en solventes orgánicos del tipo del éter, cloroformo o benceno. Precisamente dicha característica es la que aprovecha el Análisis inmediato de los alimentos para su determinación analítica. La fracción resultante que incluye todas las sustancias de esta naturaleza que contiene un alimento se denomina Extracto etéreo.Escasos en los vegetales. En general el contenido de los vegetales en sustancias grasas es bajo salvo en algunos casos especiales como por ejemplo, la aceituna, el girasol o la soja.Asumen papeles protectores, aislantes y estructurales en los tejidos en los que se encuentran presentes.Presentes en cantidades variables en los animales.Fuente de energía para los animales que los consumen. También, sobre todo los lípidos compuestos y los no saponificables, ejercen en el organismo animal funciones especiales al actuar como enzimas, sustancias hormonales o vitamínicas. 

Lípidos simples saponificables.

 Grasas.

Se trata de sustancias incoloras, inodoras e insípidas excepto cuando se enrancian que adquieren tonalidades más oscuras y amarillentas y modifican su olor y sabor. Son esteres de la glicerina con ácidos grasos (triglicéridos). En presencia de un alcali sufren el proceso de saponificación que consiste en la hidrólisis de la grasa formándose glicerol y liberándose los ácidos grasos que se unen al alcali formando una sal alcalina hidrosoluble (jabón). En el organismo la saponificación se produce merced a las lipasas segregadas por el páncreas.Son sustancias hidrófobas, flotan en el agua, no son solubles en ella pero forman emulsiones como por ejemplo las que se encuentran en la leche.Constituyen el principal componente de la fracción lipídica de los alimentos concentrados llegando hasta un 98%. Abundan en determinadas semillas (soja, girasol, algodón) y frutos (aceituna), aunque en líneas generales son escasas en el reino vegetal.

 

 Figura 1: Estructura básica de los triglicéridos. Los radicales (R1, R2, y R3) consisten de una cadena carbonadas de longitud y saturación variable. 

Los ácidos grasos que las integran tienen una gran importancia desde el punto de vista nutritivo. Suelen ser ácidos de cadena larga que tienen entre 4 y 24 átomos de carbono y un solo grupo carboxilo. Son frecuentes los que presentan entre 16 y 18 carbonos en su cadena. Las propiedades físicas y químicas de un determinado triglicérido dependen de: 

Acidos grasos que lo integran. En este sentido hay que resaltar que dentro de un mismo triglicérido puede presentarse un mismo ácido graso o distintos y en posiciones diferentes. Los que tiene menos de diez átomos de carbono son líquidos.El grado de saturación de los ácidos grasos integrantes. Los triglicéridos en los que abundan los ácidos grasos insaturados tienen menor consistencia que los que presentan ácidos grasos con mayor grado de saturación.Estas propiedades tienen una gran importancia dietética ya que muchos ácidos poliinsaturados se comportan como ácidos grasos esenciales. Los más frecuentes en las grasas son el palmítico, el esteárico y el oleico, este último presente un doble enlace en el centro de su cadena.Las grasas vegetales, de los peces y las aviares tienen mayor grado de insaturación que las de los mamíferos. También dentro de un mismo animal la composición de la grasa varía, por ejemplo la grasa corporal de una vaca está muy saturada es por tanto más consistente, mientras que la de la leche está integrada por ácidos grasos con escaso número de átomos de carbono por lo que es una grasa más blanda.Los ácidos grasos comunes encontrados en los lípidos de plantas varían de 14 a 18 carbones (Tabla 1). El punto de fusión determina si el lípido es líquido o sólido a temperaturas normales. El punto de fusión depende principalmente del grado de saturación y en menor grado por la longitud de la cadena carbonada. Los lípidos de plantas contienen 70 a 80% de ácidos grasos no-saturados y tienden a quedarse en estado líquido (aceites). Por otro lado, las grasas de origen animal contienen 40-50% de ácidos grasos saturados y tienden a quedarse en estado sólido (grasas). El grado de saturación tiene un efecto marcado en el modo de digestión por los animales y en el caso del rumiante, si interfieren o no con la fermentación de carbohidratos en el rumen.

 

Tabla 1: Acidos grasos comunes encontrados en la dieta de vacas lecheras.

Nombre Estructura Abreviada* Punto de

común fusión (° C)

Acidos saturados

Miristico CH3-(CH2)12-COOH (C14:0) 54

Palmitico CH3-(CH2)14-COOH (C16:0) 63

Estearico CH3-(CH2)16-COOH (C18:0) 70

Acidos no-saturados

Palmitoleico CH3-(CH2)5-CH=CH- (CH2)7-COOH (C16:1) 61

Oleico CH3-(CH2)7-CH=CH- (CH2)7-COOH (C18:1) 13

Linoleico CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH (C18:2) -5

Linolenico CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH (C18:3) -11

 

Ácidos grasos esenciales. Difícilmente se dan carencias o enfermedades carenciales por ausencia de ácidos grasos en la ración, pero en circunstancias muy especiales o experimentalmente se pueden citar problemas de crecimiento y dermatológicos en ratas con dietas carentes de grasa. Los ácidos grasos que se ha comprobado que son esenciales son el linoleico, linolénico y araquidónico. Asimismo se conoce de la importancia que tiene para las aves el ácido linoleico y la presencia de este mismo ácido y sus homólogos en el sistema nerviosos central y periférico formando parte de los fosfoglicéridos.

 Ceras. 

Son lípidos sencillos compuestos por un ácido graso de cadena larga esterificado con un alcohol de alto peso molecular. Carecen de valor nutritivo puesto que no son digeridas por animales. Suelen constituir las cubiertas protectores de tejidos animales (lana, plumas) y vegetales. 

Glicolípidos.  Lípidos compuestos saponificables. 

Son ésteres de los ácidos grasos con grupos polares hidrófilos (bases nitrogenadas, azúcares) además de los restos de ácidos graso hidrófobos. 

Fosfolípidos. Esteres del glicerol en el que dos grupos hidroxilo se esterifican con dos ácidos grasos de cadena larga y un grupo con ácido fosfórico. Presentan propiedades emulsionantes y realizan importantes funciones en el transporte de lípidos en la sangre. Los más abundantes en animales y

vegetales son las lecitinas en las que el ácido fosfórico se encuentra también esterificado con la base nitrogenada colina.son una segunda clase de lípidos que se encuentran principalmente en los forrajes (gramíneas y leguminosas). Tienen una estructura parecida a los triglicéridos con la excepción que uno de los tres ácidos grasos ha sido sustituido por un azúcar (usualmente galactosa). Cuando uno de los ácidos grasos se sustituye por un fosfato ligado a otra estructura compleja, el lípido se llama fosfolípido. Los fosfolípidos son componentes menores en los alimentos, encontrados principalmente en las bacterias del rumen.  Abundan en los forrajes. Dos grupos hidroxilo del glicerol se esterifican con ácidos grasos especialmente linoleico. Al otro grupo hidroxilo se incorporan una o dos moléculas de galactosa. 

Esfingolípidos. Contienen el amino alcohol esfingosina en vez del glicerol, al que se le añaden un ácido graso, fosfato y colina. Abundan en las membranas del tejido nervioso.

 

Lipoproteínas. Son lípidos asociados a proteínas específicas. Importantes en el transporte de lípidos por vía sanguínea. 

Lípidos no saponificables. 

No contienen ácidos grasos y no pueden formar jabones. 

Esteroides. Grupo de compuestos fisiológicamente importantes en animales y vegetales derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno. 

Terpenos. Tienen olores y sabores característicos. Al degradarse producen isopreno. No proporcionan energía a los animales.Dentro de este grupo también se incluyen los carotenoides, pigmentos vegetales yvitaminas liposolubles, como lípidos no saponificables y misiones específicas en el interior del organismo. 

Digestión y absorción de grasas. 

El objetivo primario de la digestión de los lípidos es hacerlos hidromiscibles y puedan absorberse a través de las microvellosidades intestinales que están recubiertas por una capa acuosa. No obstante existen diferencias entre rumiantes y monogástricos. 

Digestión y absorción de grasas en monogástricos.

 La separación mecánica de los lípidos de los demás nutrientes comienza en el estómago por efecto de los movimientos peristálticos. Dicha acción continúa en el duodeno a donde llega una grosera emulsión de grasa que se irá hidrolizando gracias a la acción combinada de las lipasas pancreáticas y de las sales biliares. El tamaño de las partículas de grasa se reduce hasta los 500-1000 Ä. La acción detergente de las sales biliares es previa a la acción de la lipasa pues deja las partículas grasas con mayor superficie por unidad de volumen con lo que facilita la acción de las enzimas pancreáticas. 

La hidrólisis de los triglicéridos aun así no es total sino que se forman unas micelas de monoglicéridos, ácidos grasos y ácidos biliares que poseen grupos polares que se orientan hacia el exterior en contacto con la fase acuosa,

mientras que los grupos no polares forman el corazón lipídico de la micela. Las micelas producidas en la luz del duodeno tienen un diámetro de 50-100 Ä y transportan los lípidos hasta las células de la mucosa intestinal donde son posteriormente absorbidas.

 

 

   

SOLUBILIDAD Para que dos líquidos puedan mezclarse o ser solubles en un solvente, deben tener polaridad. Compuestos que poseen igual polaridad son miscibles. Los solutos que tienen poca polaridad tienden a disolverse en solventes poco polares y los que son muy polares lo hacen en solventes que tienen alto grado de polaridad. Este fenómeno puede explicarse en función de fuerzas electrostáticas que unen los átomos que constituyen una molécula de soluto entre si y otras que lo hacen con los átomos de las moléculas del solvente.

Detección del Glicerol: Prueba de la acroleína

Por acción de agentes deshidratantes tales como bisulfito de potasio, el glicerol que constituye parte de las grasas puede sufrir deshidratación transformándose en acroleína y propenal, cuerpo que es reconocido fácilmente por su olor picante característico.

Caracterización de los ácidos grasos: saponificaciónLos glicéridos por acción de los álcalis pueden sufrir procesos de hidrólisis con formación de glicerol y una sal del ácido graso. El proceso es también conocido con el nombre de saponificación y al producto del catión y el ácido graso jabón.

Emulsificación de los lípidosLos lípidos son sustancias apolares, normalmente el agua y el aceite no se mezclan, pero si a dicha mezcla se le adiciona una sustancia que posee una porción fuertemente atractiva para las moléculas de aceite (grupo oleofílico)y una porción que tiene fuerte atracción por las moléculas de agua (grupo hidrofílico) el aceite puede dispersarse en el agua formando una solución coloidal. Para que esto suceda es necesario que el efecto de la porción hidrofílica sea grande. Las sustancias que favorecen la formación de una emulsión se les denomina emulsificantes o tensoactivos.

4.PROCEDIMIENTO:Experimento 1:Solubilidad de lípidosPrepare una batería de tubos como sigue:

N° de tubo 1 2 3 4SustanciaAgua destilada 2 - - -Cloroformo (ml) - 2 - -Benceno (ml) - - 2 -Alcohol etílico (ml) - - - 2Aceite (gotas) X X X X

Agregar el aceite al final, agitar y observar los resultados

RESULTADOS:Observamos que los aceites fueron solubles en solventes orgánicos pero con el agua insolubles debido a que agua tiene mayor densidad que el aceite por ello el aceite esta en la superficie y son mezclas homogeneas.

Detección del Glicerol: Prueba de la acroleína

Experimento 2:Tome 2 tubos de ensayo bien secos y agregue al primero 1 ml de glicerol al segundo agregue 1 ml de aceite, luego adicione 0,5 g de bisulfito de potasio a cada tubo y caliente suavementeen mechero de Bunsen.Note la formación de acroleína en el primer tubo y compare con el segundo.

RESULTADOS:

CARACTERIZACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS: SAPONIFICACIÓNExperimento 3Tome un tubo de ensayo limpio y seco y coloque 0,5 ml de aceite, luego agregue 3 ml de NaOH en solución alcohólica lleve a baño de agua a 80°C por 30 minutos, retire y agregue 5 ml de agua destilada.Con el producto obtenido (saponificado) proceda de acuerdo al siguiente esquema:

N° de tubo 1 2 3Saponificado (ml) 2 2 2Cloruro de calcio (ml) 1 - -Cloruro de sodio (ml) - 1 -HCl 3N (ml) - - 1

RESULTADOS:En la saponificación la grasa desaparece formando el jabon .

EMULSIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS

Experimento 4:

Prepare 3 tubos de ensayo de acuerdo al siguiente cuadro:

N° de tubo 1 2 3Agua destilada (ml) 3 3 3Sales biliares (ml) 0,5 - -NaOH 0.1 N (ml) - 0,5 -Aceite (ml) 0,5 0,5 0,5

Después de haber agregado el aceite a los tres tubos agítelos y observe los resultados.

Deje reposar 5 min., y observe nuevamente.

Como interpretaría los resultados obtenidos.

RESULTADOS:Observams que en el primer tubo se dio la emulsificacion debido a la menor densidad que tiene el aceite y su cadena es muy

larga y tiene un punto de ebullición alto lo cual la grasa esta presente aun.

CONCLUSIONES: En el experimento de solubilidad de los lípidos ,se podrá observar que el

aceite se ha disuelto en el éter y no en agua ya que este subirá debido a su menor densidad al separarse .

Los lípidos insolubles en agua .Cuando se agitan fuertemente en ella se dividen en pequeñísimas gotas formando una emulsión de aspecto lechoso , que es transitoria, pues desaparece en reposo por reagrupación de las gotitas de grasas eb una capa que por su menor densidad , se sitúa el agua.

Por lo contrario, las grasas son solubles en disolventes organicos, como el éter, cloroformos,acetona,benceno.

Se concluye que en la reacción de saponificación los ácidos grasos reaccionan con bases fuertes como el NaOH o KOH ,dando las correspondientes sale sódicas o potásicas que reciben el nombre de jabón.