Tłuszcze i białka - Chemia Nowej Ery 8

1.Występowanie tłuszczów

Tłuszcze występują w nasionach roślin oleistych, np. słonecznika i rzepaku, w orzechach, a w organizmach zwierząt jako materiał zapasowy - składnik tkanek podskórnych.

2.Tłuszcze

Mieszaniny estrów glicerolu i kwasów tłuszczowych.

3.Kwasy tłuszczowe

Wyższe kwasy karboksylowe występujące naturalnie w tłuszczach, np. kwas palmitynowy, kwas oleinowy i kwas stearynowy $\ce{C17H35COOH}$.

4.Naturalne tłuszcze jako estry mieszane

W cząsteczkach naturalnych tłuszczów występują grupy alkilowe kwasów nasyconych i nienasyconych, zawierających od 12 do 18 atomów węgla w cząsteczce.

5.NNKT

Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe - kwasy potrzebne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Ich źródłem jest m.in. olej z pestek winogron.

6.Kwasy tłuszczowe nasycone a zdrowie

Kwasy nasycone powodują odkładanie się cholesterolu w naczyniach krwionośnych. Cholesterol przyczynia się do wzrostu ciśnienia krwi, co może prowadzić do chorób serca i układu krążenia.

7.Podział tłuszczów ze względu na pochodzenie

Tłuszcze roślinne, np. olej słonecznikowy, olej sojowy, oliwa z oliwek, oraz tłuszcze zwierzęce, np. smalec, tran, łój, masło.

8.Podział tłuszczów ze względu na rodzaj wiązania w cząsteczce

Tłuszcze nienasycone - ciekłe, np. oleje, oliwy, tran, oraz tłuszcze nasycone - stałe, np. masło, smalec, łój.

9.Budowa cząsteczki tłuszczu

Fragment pochodzący od cząsteczki glicerolu jest połączony wiązaniami estrowymi z trzema fragmentami pochodzącymi od cząsteczek kwasów tłuszczowych. Grupa funkcyjna to grupa estrowa $\ce{-COO-}$, a grupy alkilowe R1, R2, R3 mogą być takie same lub różne.

10.Otrzymywanie tłuszczów w reakcji estryfikacji

Tłuszcze mogą powstawać w reakcji estryfikacji wyższych kwasów karboksylowych z glicerolem: glicerol + kwasy tłuszczowe → tłuszcz (ester) + woda. Np. z glicerolu i kwasu stearynowego powstaje tristearynian glicerolu i 3 cząsteczki wody. Tak nie produkuje się tłuszczów w przemyśle.

11.Stan skupienia tłuszczów roślinnych i zwierzęcych

Tłuszcze roślinne są zwykle ciekłe (wyjątek: olej kokosowy, stały w temperaturze pokojowej). Spożywcze tłuszcze zwierzęce są w temperaturze pokojowej stałe (wyjątek: ciekły tran, pozyskiwany m.in. z wątroby dorsza).

12.Rozpuszczalność tłuszczów

Olej roślinny dobrze rozpuszcza się w benzynie, gorzej w etanolu, a w wodzie się nie rozpuszcza - pływa po jej powierzchni, bo ma mniejszą gęstość niż woda.

13.Emulsja

Mieszanina niejednorodna dwóch nierozpuszczających się w sobie cieczy, z których jedna jest rozproszona w drugiej w postaci małych kropelek. Tworzy się np. po wstrząśnięciu tłuszczu z wodą.

14.Gaszenie płonącego tłuszczu

Palącego się oleju nie wolno gasić wodą: tłuszcz ma mniejszą gęstość niż woda, więc unosi się na jej powierzchni i pali się dalej. Płonący tłuszcz gasi się przez odcięcie dostępu powietrza, np. przykrywając patelnię pokrywką.

15.Odróżnianie tłuszczów nasyconych od nienasyconych

Do wody bromowej lub rozcieńczonego roztworu manganianu(VII) potasu dodaje się tłuszcz i wstrząsa. Olej roślinny odbarwia odczynnik, bo zawiera związki nienasycone. Smalec lub masło go nie odbarwiają, bo zawierają związki nasycone.

16.Przemiany tłuszczów w organizmie

Podczas trawienia tłuszcz reaguje z wodą pod wpływem enzymów i powstają kwasy tłuszczowe oraz glicerol. Przenikają one przez ścianki jelit i łączą się ponownie w tłuszcze. W oddychaniu kwasy tłuszczowe i glicerol reagują z tlenem, dając $\ce{CO2}$, $\ce{H2O}$ i energię.

17.Zastosowania tłuszczów

W domu: smarowanie pieczywa, pieczenie i smażenie. Przemysł spożywczy: dodatek do większości potraw. Przemysł chemiczny: oleje lniany i konopny do produkcji farb olejnych. Przemysł kosmetyczny: mydła oraz oleje o działaniu ochronnym i nawilżającym.

18.Mydła

Sole kwasów tłuszczowych, które otrzymuje się w reakcji chemicznej tłuszczów z wodorotlenkiem potasu $\ce{KOH}$ lub wodorotlenkiem sodu $\ce{NaOH}$.

19.Funkcje składników odżywczych w organizmie

Funkcje budulcowe pełnią głównie białka i niektóre sole mineralne, energetyczne - głównie cukry i tłuszcze, a regulujące - głównie witaminy, woda i sole mineralne.

20.Makroelementy i mikroelementy

Makroelementy to pierwiastki występujące w organizmach w dużej ilości: budulcowe C, H, O, N, P, S oraz m.in. Mg, Ca, Cl, Na, K. Mikroelementy występują w bardzo małej ilości, np. F, I, Zn, Fe, Se, Cu, Mn.

21.Wysalanie a denaturacja - jak je odróżnić

Żel powstały w wyniku wysalania po dodaniu wody rozpuszcza się i przechodzi ponownie w zol (peptyzacja). Białko po denaturacji nie wraca do pierwotnej postaci, bo jego struktura została zniszczona.

22.Procesy odwracalne i nieodwracalne białek

Procesy odwracalne to wysalanie (zol → żel pod wpływem soli metali lekkich) i peptyzacja (żel → zol po dodaniu wody). Procesem nieodwracalnym jest denaturacja.

23.Występowanie białek

Białka występują we wszystkich organizmach roślinnych i zwierzęcych. Są podstawowym materiałem budulcowym tkanek zwierzęcych: wchodzą w skład krwi, mięśni, chrząstek, mleka, skóry, paznokci, sierści i piór.

24.Białka

Wielkocząsteczkowe związki organiczne o bardzo skomplikowanej budowie, występujące w organizmach; są produktami reakcji łączenia się (kondensacji) aminokwasów. Białkami są m.in. prawie wszystkie enzymy, wiele hormonów, toksyny bakteryjne i substancje jadu zwierząt.

25.Skład pierwiastkowy białek

Cząsteczki białek są zbudowane głównie z atomów węgla, tlenu, azotu, wodoru i siarki. Niektóre białka zawierają też atomy innych pierwiastków, np. fosforu.

26.Wiązanie peptydowe i masa cząsteczkowa białek

W cząsteczkach białek występują wiązania peptydowe $\ce{-CO-NH-{}}$ między resztami aminokwasów. Masa cząsteczkowa białek wynosi od kilkunastu tysięcy do kilkudziesięciu milionów jednostek masy atomowej (u).

27.Powstawanie i rodzaje białek

Białka powstają z aminokwasów wytwarzanych przez organizm i pobranych z pokarmem; z 20 aminokwasów białkowych mogą powstać tysiące różnych białek. Białka proste są zbudowane wyłącznie z reszt aminokwasowych, a złożone zawierają też inne pierwiastki lub przyłączone cząsteczki innych związków.

28.Reakcja ksantoproteinowa

Reakcja charakterystyczna białek: pod wpływem stężonego roztworu kwasu azotowego(V) $\ce{HNO3}$ substancje zawierające białko (np. twaróg, wełna, pióro, ugotowana fasola) barwią się na żółto.

29.Czynniki ścinające białko

Białko jaja kurzego ścina się pod wpływem podwyższonej temperatury, kwasów, zasad, alkoholi oraz soli metali.

30.Koloid (zol) białka

Białko jaja kurzego i woda tworzą koloid (zol), czyli mieszaninę, w której cząstki substancji mają rozmiary od $10^{-9}~\mathrm{m}$ do $10^{-7}~\mathrm{m}$.

31.Zol i żel

Zol to roztwór wodny białka, czyli koloid. Żel to zawiesina białka w wodzie - produkt koagulacji zolu.

32.Koagulacja białka

Proces przemiany zolu w żel: białko ścina się lub z zolu wytrąca się osad.

33.Wysalanie białka

Odwracalny proces koagulacji białek, zachodzący pod wpływem soli metali lekkich, np. $\ce{NaCl}$, $\ce{Na2SO4}$. Nie narusza struktury białka.

34.Peptyzacja

Proces przemiany żelu w zol, odwrotny do wysalania: po dodaniu wody żel rozpuszcza się i przechodzi ponownie w zol.

35.Metale lekkie i metale ciężkie

Metale lekkie mają gęstość mniejszą od $4{,}5~\mathrm{g/cm^3}$, a metale ciężkie - większą od $4{,}5~\mathrm{g/cm^3}$.

36.Denaturacja

Nieodwracalny proces ścinania się białka (koagulacja nieodwracalna) - zmiana struktury białka pod wpływem podwyższonej temperatury oraz roztworów kwasów, zasad, alkoholi i soli metali ciężkich, np. $\ce{Pb(NO3)2}$.

37.Efekt Tyndalla

Zjawisko charakterystyczne dla koloidów: cząstki koloidu (np. białka) są na tyle duże, że rozpraszają światło, więc w koloidzie widać stożek światła. Podobnie widać promienie słońca w zakurzonym pomieszczeniu.

38.Gluten

Mieszanina białek występująca w ziarnach zbóż - kleista substancja nierozpuszczalna w wodzie, ważna przy wypieku pieczywa. Osoby, których organizm nie przyswaja glutenu, stosują dietę bezglutenową.

39.Jad kiełbasiany (botulina)

Białko - jedna z najsilniejszych trucizn. Wytwarza go bakteria, a może powstawać m.in. w niewłaściwie przygotowanych i przechowywanych konserwach.

40.Mleko przy zatruciu solami metali ciężkich

Osobie zatrutej solami metali ciężkich podaje się dużo mleka. Białko mleka ścina się z metalem ciężkim i w żołądku wytrąca się osad, który usuwa się z organizmu, np. przez płukanie żołądka.