Tłuszcze

Tłuszcze – zwyczajowa nazwa grupy lipidów, estrów glicerolu i kwasów tłuszczowych, głównie triacylogliceroli. Reszty kwasowe występujące w cząsteczkach tłuszczów zawierają zwykle od 12 do 18 atomów węgla.

Ten artykuł dotyczy grupy związków chemicznych. Zobacz też: inne znaczenia tej nazwy.

Ogólny wzór strukturalny tłuszczu (triglicerydu)
R oznacza łańcuchy alifatyczne

Większość tłuszczów nie ma zapachu, jest nierozpuszczalna w wodzie i rozpuszczalnikach polarnych oraz dobrze rozpuszczalna w rozpuszczalnikach niepolarnych. Wszystkie tłuszcze są lżejsze od wody, odczyn tłuszczów jest obojętny. Ich stan skupienia zależy od tego, jakie reszty kwasowe tworzą cząsteczkę. Tłuszcze stałe zawierają nasycone reszty kwasowe o długich łańcuchach węglowych, natomiast tłuszcze ciekłe zawierają nienasycone reszty kwasowe (reszty, w których występują wiązania podwójne) lub reszty kwasowe o krótkich łańcuchach węglowych. Kwasy nienasycone występujące w naturalnych tłuszczach są izomerami cis. Większość tłuszczów to estry mieszane, czyli takie, które w cząsteczce zawierają różne reszty kwasowe.

Tłuszcze naturalne zawsze są mieszaninami różnych estrów glicerolu. W temperaturze pokojowej tłuszcze zwierzęce to zazwyczaj ciała stałe (wyjątkiem jest np. tran), tłuszcze roślinne są cieczami (wyjątki to np. tłuszcz kakaowy i olej kokosowy).

Podział tłuszczów

Tłuszcze dzieli się, biorąc pod uwagę szereg kryteriów jak:

Pochodzenie:

• roślinne, zwierzęce, sztuczne i modyfikowane.

Obecność wiązań podwójnych^[1]:

• nasycone, w których występują reszty kwasów tłuszczowych posiadających w łańcuchu węglowodorowym wyłącznie wiązania pojedyncze; tłuszcze te są produkowane przede wszystkim przez organizmy zwierząt.
• nienasycone, w których występują reszty kwasów tłuszczowych posiadających w łańcuchu węglowodorowym wiązania podwójne; tłuszcze te występują w dużych ilościach w roślinach i zwykle w temperaturze pokojowej są ciekłe
  • jednonienasycone
  • wielonienasycone

Obecność atomów węgla w cząsteczce^[1]:

• krótkołańcuchowe (C4 - C8), średniołańcuchowe (C10 - C14), długołańcuchowe (C16 - C24)

Pozycja pierwszego wiązania podwójnego^[1]:

• Omega-3 (kwas α-linolenowy (ALA, C18:3 n-3), kwas dokozaheksaenowy (DHA, C22:6 n-3)), Omega-6, Omega-7, Omega-9

Izomeria cis/trans^[1]

• izomery cis, izomery trans (pochodzenia naturalnego, pochodzenia przemysłowego)^[2]

Stan skupienia w temperaturze pokojowej:

• stałe (np. tłuszcze zwierzęce z wyjątkiem tranu, np. łój, sadło lub utwardzone tłuszcze roślinne), których głównymi składnikami są glicerydy wyższych nasyconych kwasów tłuszczowych
• ciekłe (głównie tłuszcze roślinne, np. oliwa, olej rzepakowy, słonecznikowy, arachidowy i lniany; do wyjątków należy masło kakaowe i olej kokosowy), w skład których wchodzą głównie glicerydy wyższych nienasyconych kwasów tłuszczowych

Zastosowania

Tłuszcze roślinne, takie jak oliwa, olej rzepakowy, słonecznikowy, arachidowy, lniany, masło kakaowe są oczyszczane, czasem utwardzane lub odwadniane, a następnie używane w przemyśle spożywczym, mydlarskim, włókienniczym i w lecznictwie.

Tłuszcze jadalne mają szerokie zastosowanie kulinarne. W kuchni występują one w formie wysoko skoncentrowanych produktów, takich jak masło, smalec, olej, łój (kuchnia) i oliwa. Służą one do moczenia lub smarowania chleba oraz pieczenia i smażenia potraw.

Rola tłuszczów w diecie

Tłuszcze spełniają w diecie człowieka szereg ważnych zadań: są nośnikiem smaku, nadają pokarmom właściwą konsystencję, wpływają na uczucie sytości, są źródłem niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), witamin i substancji bioaktywnych rozpuszczalnych w tłuszczach, dostarczają znaczną ilość energii. Niektóre kwasy tłuszczowe biorą także udział w syntezie niektórych hormonów tkankowych, m.in. prostaglandyn^[3].

Tłuszcze są niezbędnym składnikiem pokarmowym. Są one głównym źródłem glicerolu i kwasów tłuszczowych, z których organizm syntezuje inne lipidy. Spożywanie nadmiernej ilości kalorii w diecie, przy jednoczesnej niskiej aktywności i braku narażenia na zimno sprzyja nadwadze^[4]. Zapotrzebowanie na kalorie jest mniejsze u osób starszych i prowadzących mało aktywny fizycznie tryb życia.

Przyjmuje się, że tłuszcze powinny stanowić 20 - 35% porcji diety^[5], stosunek kwasów tłuszczowych omega-3 do omega-6 powinien wynosić ok. 1:1-6. Ilości tłuszczu spożywanego w populacji zależy od szeregu czynników m.in. płci, wieku, aktywności fizycznej, stanów fizjologicznych, powinny się kształtować mniej więcej następująco^[6]:

• kobiety
  • 10-12 lat – 62 do 74 g
  • 16-18 lat – 72 do 95 g
  • 26-61 lat – 57 do 97 g
• mężczyźni
  • 10-12 lat – 65 do 81 g
  • 16-18 lat – 82 do 117 g
  • 26-61 lat – 73 do 120 g

W gastronomii można wyróżnić:

• tłuszcze tzw. "widoczne" stanowiące 40-55% spożywanego tłuszczu^[7]. Jest to tłuszcz dodawany do potraw jak: masło, oliwa, olej, margaryna.
• tłuszcze tzw. "niewidoczne" stanowiące 55-60% spożywanego tłuszczu^[7]. Są to tłuszcze zawarte w produktach spożywczych jak: mleko, mięso, słodycze, wypieki itp.

Kwasy tłuszczowe w organizmie zwierząt są magazynowane w tkance tłuszczowej. Tkanka tłuszczowa w organizmie pełni szereg bardzo ważnych funkcji m.in. jest największym magazynem energii jak i największym gruczołem wydzielania wewnętrznego, bierze udział w detoksykacji, aktywnej termogenezie, hormony wydzielane przez tę tkankę mają plejotropowy wpływ na wszystkie komórki ciała, tkanka tłuszczowa w stanie zapalnym ma właściwości modulujące działanie wielu układów m.in. odpornościowego, nerwowego. Stan tkanki tłuszczowej: miejsca występowania podściółki tłuszczowej, jej wielkość, stosunek białej tkanki tłuszczowej (tzw. zła tkanka tłuszczowa) do brunatnej (tzw. dobra tkanka tłuszczowa) jest kwestią indywidualną związaną ściśle ze stylem życia.

Szkodliwe działanie

Kwasy tłuszczowe omega-3 i omega-6 w diecie powinny być spożywane w proporcji 1:1 do 1:6. Spożycie kwasów tłuszczowych omega-9 powinno wynosić ok. 10 - 15% zapotrzebowania energetycznego organizmu. Stosunek kwasów tłuszczowych w diecie jest ważny, ponieważ wchodzą one w skład błon komórkowych, kwasy tłuszczowe omega-3 i omega-6 zwiększają ich przepuszczalność, natomiast omega-9 zmniejszają. Spożycie tłuszczów trans w diecie nie powinno być wyższe niż 1% energii pochodzącej z tłuszczu^[7].

Duże spożycie tłuszczów wielonienasyconych omega 6 (obecnych zwłaszcza w oleju roślinnym z soi, kukurydzy, słonecznika i innych olejach z nasion, w margarynie), np. kwasu linolowego, przy niedostatku tłuszczów wielonienasyconych omega 3 (w oleju rybnym, ale również w lnianym; olej rzepakowy zawiera prawie tyle samo niepożądanego tłuszczu oleinowego omega 9, jak oliwa)^[8], sprzyja rozwojowi raka piersi. W 2001 stwierdzono, że obecność tłuszczów jednonienasyconych typu omega 9 oraz niektórych wielonienasyconych typu omega 6 w erytrocytach może sprzyjać rozwojowi raka piersi u kobiet po menopauzie, a obecność tłuszczów wielonienasyconych typu omega 3 – przeciwdziała. Skład tłuszczów w erytrocytach wynikać może zarówno z diety, jak i syntezy endogennej oraz metabolizmu reszt kwasowych^[9].

Tłuszcze wielonienasycone omega 6 przy niedostatku tłuszczów wielonienasyconych omega 3 stymulują wzrost nowotworów prostaty, przyspieszają postęp histopatologiczny i zmniejszają przeżywalność pacjentów z rakiem prostaty, podczas gdy tłuszcze wielonienasycone omega 3 (w oleju rzepakowym) mają odwrotne, pozytywne działanie^[10].

Właściwości fizyczne kwasów tłuszczowych

• czyste tłuszcze są substancjami bezbarwnymi i bezwonnymi (zapach, barwa i smak tłuszczów naturalnych pochodzą od ich domieszek)
• bardzo dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach apolarnych, np. benzynie, nafcie i nie rozpuszczają się w wodzie
• wstrząsane z wodą tworzą emulsję, w której drobniutkie kuleczki tłuszczu są zawieszone w wodzie; jest ona jednak nietrwała i rozdziela się na dwie warstwy

Reakcje tłuszczów

Tłuszcze ulegają takim samym reakcjom jak inne estry.

Transestryfikacja

• z alkoholami – alkoholiza:

R₁COOR₂ + R₃OH → R₁COOR₃ + R₂OH

• z kwasami karboksylowymi – acydoliza:

R₁COOR₂ + R₃COOH → R₃COOR₂ + R₁COOH

• z innymi estrami:

R₁COOR₂ + R₃COOR₄ → R₁COOR₄ + R₃COOR₂

Reakcje transestryfikacji stosuje się zazwyczaj do otrzymywania estrów, które trudno jest uzyskać metodą bezpośredniej estryfikacji.

Hydroliza

tłuszcz + woda → kwas tłuszczowy + gliceryna

• hydroliza kwasowa

(RCOO)₃C₃H₅ + 3H₂O → 3RCOOH + C₃H₅(OH)₃

• hydroliza zasadowa (zmydlanie)

(RCOO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3RCOONa + C₃H₅(OH)₃

Reakcje tłuszczów nienasyconych

• Tłuszcze nienasycone odbarwiają wodę bromową i roztwór nadmanganianu potasu.
• Utwardzanie tłuszczów

Utwardzanie tłuszczów polega na addycji wodoru do wiązań podwójnych (→ uwodornienie) występujących w resztach kwasowych tłuszczu nienasyconego, w obecności katalizatora niklowego. Reakcja utwardzania tłuszczów jest przeprowadzana z uwagi na większą wygodę posługiwania się tłuszczami stałymi w życiu codziennym, np. podczas gotowania, w technice. Metoda ta jest stosowana między innymi w procesie produkcji margaryny.

(C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅ + 3 H₂ → (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅

trioleinian gliceryny → tristearynian gliceryny

Próba akroleinowa

Pod wpływem ogrzewania tłuszczu w obecności wodorosiarczanu potasu, KHSO
4, wydziela się akroleina. Reakcja ta jest podstawą próby akroleinowej^[11], pozwalającej np. odróżnić olej naturalny od mineralnego^[12].

Zobacz też

Zobacz hasło tłuszcz w Wikisłowniku

• wartość energetyczna
• wysokotłuszczowa dieta Kwaśniewskiego
• dieta niskowęglowodanowa tzw. dieta ketogeniczna