Lipid hay chất béo là nhĩm hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong tế bào động vật và thực vật, cĩ thành phần hĩa học khác nhau nhưng cĩ đặc điểm chung là khơng hịa tan trong nước mà hịa tan trong các dung mơi hữu cơ ( ete, cloroform,…). Về cấu tạo hĩa học trong phân tử lipid cĩ chúa rượu đa chức và axit béo bậc cao ( este của rượu và axit béo).
I.1. Chức năng sinh học
• Cung cấp năng lượng cho cơ thể: 1g protein khi được đốt cháy trong cơ thể giải phĩng 4,3 kcal năng lượng. 1 g gluxit đốt cháy trong cơ thể giải phĩng 4,8 kcal, cịn 1 g lipid giải phĩng 9,8 kcal.
• Là dung mơi hịa tan vitamin.
• Là nguồn cung cấp các vitamin A,D,E,K,F cho cơ thể. • Mỡ tạo thành lớp áo tự nhiên bao bọc và bảo vệ cơ thể. • Lipid cũng tham gia vào cấu tạo tế bào.
I.2. Phân loại lipid
Lipid đơn giản là những lipid mà trong thành phần chỉ cĩ este của rượu và axit béo. Thuộc nhĩm này cĩ glycerid, cerid (sáp ), sterid.
Lipid phức tạp là những lipid mà ngồi hai thành phần trên cịn cĩ những nhĩm phụ. Thuộc nhĩm này cĩ glycerophospholipid, glyceroglucolipid.
II. Glycerid
II.1. Cấu tạo hĩa học
O || CH2 – O – C – R1 | O || CH – O – C – R2 | O || CH2 – O – C – R3
II.2. Cách gọi tên glycerid
Giới thiệu một số axit béo:
Mặc dù trong thiên nhiên cĩ rất nhiều loại chất béo khác nhau song sự sai khác chủ
yếu giữa chúng là ở tính chất của các axit béo. Axit béo được chia thành hai loại: no (CnH2nO2) và khơng no.
Trong số những axit béo no thường gặp nhất là palmitic (C15H31COOH) và stearic (C17H35COOH ), chúng khiến chất béo cĩ cấu trúc rắn . Một số axit béo no khác ít gặp hơn là miristic (C14), capric (C10),butyric (C4).
Axit béo khơng no thường gặp trong dầu thực vật, dầu động vật ( từ cá, động vật biển). Ở nhiệt độ phịng chúng cĩ dạng lỏng.Thường gặp nhất là oleic (C17H33COOH), linoleic (C17H31COOH), linolenic (C17H29COOH) và arachidonic (C19H31COOH).
Ba axit béo chưa no là arachidonic, linoleic và linolenic là những thành phần khơng thể thiếu của thực phẩm vì cơ thể con người khơng thể tổng hợp chúng. Người ta coi tập hợp các axit béo chưa no trên cĩ vai trị quan trọng như vitamin ( chúng được gọi là vitamin F).
Oleic : CH3- (CH2)7- CH = CH -(CH2)7 –COOH
Linoleic : CH3 –(CH2)4- (CH=CH-CH2)2 - (CH2)6 – COOH Linolenic: CH3 –CH2- (CH=CH-CH2)3 - (CH2)6 – COOH. Arachidonic: CH3 –(CH2)4- (CH=CH-CH2)4 - (CH2)2 – COOH.
Glycerid được gọi theo số gốc axit tham gia tạo liên kết este, tên của axit đổi đuơi –ic thành đuơi –in. Thí dụ: CH2 – O – CO – (CH2)16 – CH3 | CH – O – CO – (CH2)16 – CH3 | CH2 – O – CO – (CH2)16 – CH3 Tristearin
CH2 – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 | CH – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 | CH2 – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 Triolein Mỡ, dầu động vật, dầu thực vật:
Cĩ thể nĩi dầu mỡ tự nhiên là những triglycid hỗn tạp. Chẳng hạn, thành phần của mỡ
lá ở lợn gồm cĩ : tristearin o%, stearodiolein 15 %, β- palmitodiolein 42-57 %, β- palmitostearolein 21- 36 %, β- palmitodistearin 2%,…
Triglycerid của động vật thường tập trung trong các tế bào của mơ mỡ làm thành một lớp mỡ dưới da, hoặc bao quanh một số cơ quan hoặc nằm xen giữa các mơ khác. Cĩ thể thu được mỡ nước bằng cách nấu nĩng chảy ở nhiệt độ dưới 800C (để mỡ khơng cĩ màu và mùi.
Triglycerid của động vật trên cạn và của chim thì rắn và được gọi là mỡ, cịn của cá và động vật dưới nước thì lỏng và được gọi là dầu động vật. Trong cây glycerid là thành phần tất yếu của hạt. Hạt của một số cây chứa rất nhiều glycerid gọi là hạt cĩ dầu và là nguyên liệu để khai thác dầu ( dầu lạc, hướng dương,..).
II.3. Tính chất lý học của glycerid
Khơng tan trong nước mà tan trong các dung mơi hữu cơ. Tuy nhiên trong những điều kiện nhất định, dưới tác dụng của chất nhũ hĩa (protein, xà phịng, soda,…) lipid bị
phân chia thành các hạt nhỏ lơ lửng trong dung dịch mà khi để yên khơng bị tách thành hai lớp, được gọi là nhũ tương. Nguyên nhân là do các chất nhũ hĩa ( cĩ tính chất hoạt hĩa bề mặt, làm giảm sức căng bề mặt của các giọt lipid) bao quanh các giọt lipid, khiến chúng khơng tích tụ lại với nhau. Trong cơ thể người và động vật, lipid
được nhũ tương hĩa nhờ axit mật.
Là dung mơi cho nhiều chất cĩ mùi dễ bay hơi. Trong mỹ phẩm người ta sử dụng chất béo làm dung mơi để chiết dầu ete ( thí dụ từ hoa hồng). Chính vì tính chất này mà khi bảo quản chất béo dễ dàng hấp thụ những mùi lạ.
Nhiệt độ nĩng chảy của glycerid phụ thuộc vào thành phần số lượng các loại axit béo. Dầu mỡ chứa nhiều axit béo no cĩ nhiệt độ nĩng chảy cao, dầu mỡ chứa nhiều axit béo khơng no cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp hơn. Như chúng ta đã thấy, tất cả dầu và mõ tự nhiên đều chứa các triglycerid khác nhau, do đĩ khơng cĩ một điểm nĩng chảy rõ ràng mà thường cĩ một khoảng nĩng chảy.
II.4. Tính chất hĩa học của glycerid
Phản ứng thủy phân: glycerid dễ dàng tham gia phản ứng thủy phân dưới tác dụng của enzyme lipaza tạo ra glycerin và axit béo.
CH2 – O – CO – R1 CH2OH R1COOH
| Lipaza |
CH – O – CO – R1 CHOH R2COOH
| + H2O |
CH2 – O – CO – R1 CH2OH R3COOH
Phản ứng xà phịng hĩa: Dưới tác dụng của kiềm liên kết este trong phân tử glycerid bị thủy phân tạo glycerin và muối của axit béo. Các muối này gọi là xà phịng.
CH2 – O – CO – R1 CH2OH R1COONa
| |
CH – O – CO – R1 + 3NaOH CHOH R2COONa
| |
CH2 – O – CO – R1 CH2OH R3COONa Xà phịng
Phản ứng hydrogen hĩa: Là phản ứng gắn hydro vào nối đơi của axit béo khơng no trong các glycerid.
Ni
Triolein + 3H2 Tristearin to
Trên thực tế người ta hydro hĩa chọn lọc một số dầu thực vật để làm giảm hàm lượng axit linolenic do đĩ làm tăng độ bền của dầu ( thí dụ hydro hĩa dầu đậu tương để giảm hàm lượng axit linolenic từ 9% xuống 1% ). ðơi khi người ta cũng hydro hĩa từng phần hoặc tồn bộ nhằm mục đích tạo ra các chất béo rắn làm nền để sản xuất margarin hoặc sản xuất mỡđể nhũ hĩa.
II.5. Các chỉ số của chất béo
Chỉ sĩ axit: Là số mg KOH dùng để trung hịa các axit béo tự do cĩ trong 1g chất béo.Chỉ số axit được dùng khi đánh giá độ tươi của các chất béo dùng làm thực phẩm. Chỉ số axit cao chứng tỏ axit khơng tươi, đã bị thủy phân một phần.
Chỉ số xà phịng hĩa ( chỉ số savon ): Là số mg KOH dùng để xà phịng hĩa 1g chất béo và trung hịa axit béo tự do cĩ trong 1g chất béo này. Chỉ số savon cao chứng tỏ
trong dầu mỡ cĩ chứa nhiều axit béo phân tử lượng thấp và ngược lại.
Chỉ số Iot: Là số gam iot kết hợp với 100 gam chất béo. Iot kết hợp vào các nối đơi trong phân tử axit béo khơng no. Các chất béo cĩ chứa nhiều axit béo khơng no, cĩ chỉ số iot lớn. Chất béo cĩ chỉ số iot càng cao, nhoe65t độ nĩng chảy càng thấp.
Chỉ số peroxit: Dầu, mỡ giữ lâu ngày thường cĩ mùi khét khĩ chịu, gọi là sự ơi hĩa. Mùi khét khĩ chịu là do các aldehyt,xeton, axit phân tử thấp,.. được tạo thành do quá trình ơi hĩa. Hiện tượng này cĩ thể do nhiều nguyên nhân, tuy nhiên kiểu phổ biến
nhất là do oxi trong khong khí kết hợp vào nối đơi trong phân tử axit béo khơng no tạo thành peroxit theo kiểu phản ứng sau:
O - O | | | | R – C = C – R1 + O2 R – C – C – R1 | | | | H H H H Peroxyt
Khi cho KI phản ứng với chất béo bị ơi hĩa, nĩ sẽ phản ứng với peroxit, giải phĩng iot theo phản ứng sau:
O - O
| |
R – C – C – R1 + 2KI + H2O R – CH – CH – R1 + I2 + 2KOH
| | O
H H
Dùng tiosunphat để chuẩn độ lượng iot được giải phĩng: 2 Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI.
Số gam iot được giải phĩng bởi peroxit cĩ trong 100gam chất béo được gọi là chỉ số peroxit. Chỉ số peroxit được sử dụng đểđánh giá mức độ ơi hĩa của chất béo. Quá trình ơi mỡ tăng nhanh ởđiều kiện ẩm, nhiệt độ cao và cĩ ánh sáng. Một số ion kim loại như Cu, Pb cũng xúc tác cho quá trình này. Trong thực tế, để ngăn ngừa quá trình ơi hĩa mỡ, người ta thường thêm các chất chống oxi hĩa như galatpropil, galatetil… hoặc tìm cách loại bỏ oxi trong mơi trường bảo quản.