Características físico-químicas de los aceites

Tema 2.
Características físico-químicas de los
principales aceites producidos en el mundo. Fracción
saponificable. Principales Ácidos grasos
Características físico-químicas de los aceites vegetales y animales.
Esquema fundamental de un aceite o grasa comestible desde el
punto de vista analítico.
Fracción saponificable e insaponificable.
Glicéridos, hidrocarburos, ceras, etc.
Principales ácidos grasos.
Ácidos grasos con propiedades beneficiosas para la salud.
J.S.
- UAM
Lípidos
El rasgo distintivo de los lípidos es la naturaleza hidrocarbonada de la cadena principal de los
mismos.
Sus funciones biológicas son:
1.Elementos estructurales (membranas biológicas).
2.Transporte y almacenamiento de combustible.
3.Protección (superficie de animales).
4.Componentes de la superficie celular que sirven para:
Reconocimiento celular,
Especificidad de especies,
Inmunidad
Ciertos lípidos presentan funciones específicas como las hormonas y vitaminas.
Algunos se unen a otras biomoléculas covalentemente o mediante enlaces más débiles: glucolípidos
y lipoproteínas. Las propiedades físicas y químicas de ambos componentes se fusionan para cumplir
funciones biológicas especializadas.
En el organismo, los azúcares en exceso se convierten en lípidos.
J.S.
Familia compleja de compuestos químicos
- UAM
1
Triacilgliceroles o triglicéridos
J.S.
Las grasas (sólidas) o aceites (líquidos) más frecuentes son una mezcla de
triacilglicéridos (triglicéridos) con cantidades menores de otros lípidos. Los triglicéridos
constituyen la familia más abundante de lípidos y la principal reserva de combustible.
Se hidrolizan por acción de las lipasas.
El alcohol “glicerina” (propanotriol) se esterifica con ácidos grasos y forma
acilglicéridos. Los ácidos grasos presentes constituyen la parte con mayor interés
nutritivo.
Dependiendo de la cantidad de ácidos grasos que esterifiquen, pueden ser:
Monoacilglicéridos
Diacilglicéridos
Triacilglicéridos (más abundantes)
- UAM
Glicéridos
http://www.fao.org/docrep/v4700s/v4700s06.htm#cap%EDtulo%202%20%20%20composici%F3n%20de%20las%20grasas%20alimentarias
J.S.
- UAM
2
Triacilgliceroles o triglicéridos
Los triacilglicéridos pueden ser:
1.Simples: contienen una sola clase de ácido en las tres
posiciones.
Triestetearilglicérido.
Tripalmitilglicérido.
Trioleilglicérido
2.Mixtos: contienen dos o más ácidos diferentes.
1-palmitoil-diesterarilglicérido.
Trilinolenina
J.S.
Fosfolípido
- UAM
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Los ácidos grasos más abundantes presentan cadenas lineales con un
número par de átomos de carbono.
En los seres vivos son escasos en estado libre, aunque abundantes como
componentes principales de la mayoría de los lípidos.
Pueden ser utilizados energéticamente, pudiendo ser degradados
completamente a CO2 y H2O.
Existen unos 100 ácidos grasos que difieren en la longitud de sus cadenas, y
en el número y posición de las insaturaciones.
J.S.
La variación en las longitudes de cadena es muy amplia, entre algunos ácidos
grasos de la leche con cuatro átomos de carbono, y los ácidos grasos de
algunos aceites de pescado, con 30 átomos de carbono.
Son frecuentes los ácidos grasos con 18 átomos de carbono, especialmente
en aceites de origen vegetal.
- UAM
3
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Pueden ser:
Saturados, sin dobles enlaces (sólidos).
P.ej.:
Ác. Palmítico
Ac. Esteárico.
Ac. Araquídico.
Insaturados, con un doble enlace (mono-) o
varios (poli-)
(líquidos, menor punto de fusión).
P.ej.:
Ac. Palmitoleico
Ac. Oleico
Ac. Linoleico
Ac. Linolénico
EPA
J.S.
- UAM
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Estructuras de ácidos grasos
J.S.
Fuente: http://www.fao.org/docrep/v4700s/v4700s00.gif
- UAM
4
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Los dobles enlaces situados en la cadena de carbonos o los sustituyentes de
la misma se designan químicamente asignando al carbono del grupo carboxilo
la posición 1.
Así, los dobles enlaces del ácido linoleico le proporcionan el nombre químico
sistemático de ácido 9,12-octadecadienoico.
J.S.
Se suelen simbolizar con una notación taquigráfica que indica la cantidad de
átomos de carbono, número y posición de insaturaciones.
La mayor parte de ácidos grasos suelen ser de número par de átomos de C.
- UAM
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Ácido linoleico
Ácido alfa-linolénico
Ácido linoleico
J.S.
- UAM
5
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Los ácidos grasos insaturados predominan en los vegetales y animales que
viven en temperaturas bajas, puesto que presentan un punto de fusión más
bajo.
Suelen presentar dobles enlaces en configuración geométrica Z (cis), aunque
puede haber también E (trans). Las ácidos grasos con triples enlaces son muy
raros.
Los monoinsaturados suelen tener su doble enlace en el C 9, y los
poliinsaturados los suelen tener intercalados cada tres átomos de C.
ácido cis-9-octadecenoico
(Ácido Oleico)
J.S.
ácido trans-9-octadecenoico
(Ácido Elaídico)
- UAM
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Nomenclatura de los ácidos grasos insaturados
Terminología Química:
Se indica el número total de átomos de carbono, el número de
dobles enlaces y la posición de éstos, empezando a contar por el grupo
carboxilo.
Ejemplo: 18:2 D9,12, nombre trivial ácido linoleico., ácido cis-9, cis-12octadecadienoico (nomenclatura IUPAC),
Terminología Bioquímica y fisiológica:
Se cuentan los dobles enlaces desde el grupo metilo terminal,
indicando la posición del último doble enlace del ácido, que determina la
familia metabólica (según el número: n-6, n-3, n-9...). La posición del resto
de enlaces dobles se deduce añadiendo 3 (ácidos grasos no conjugados,
los más frecuentes).
Por ejemplo, el ácido linoleico o ácido cis-9, cis-12-octadecadienoico se puede
denominar 18:2 (n-6).
(International Commission on Biochemical Nomenclature)
J.S.
- UAM
6
Ácidos grasos saturados, insaturados y poliinsaturados
Ácidos grasos esenciales
Son ácidos grasos poliinsaturados
necesarios para el metabolismo
humano y que el organismo
no puede sintetizar, por lo que
deben ingerirse en la dieta.
Abundan en algunos alimentos no
procesados, como vegetales,
pollo y pescados.
Ej.:
Ac. linoleico,
Ac alfainolénico, (precursores de Ac
araquidónico (20:4, n-6) y EPA)
J.S.
- UAM
NOMENCLATURA Acidos grasos.:
Nomenclatura de ácido grasos
Nombres
Abreviaturas
Abreviaturas
Prefijos (griego):
Penta- 5
Hexa- 6
Octa- 8
Pentadeca- 15
Hexadeca- 16
Octadeca- 18
Deca- 10
Eicosa- 20
Docosa- 22
7
Algunos ácidos grasos de los alimentos:
ácidos grasos saturados
Nombre común
J.S.
Nombre sistemático
Abreviatura
caproico
hexanoico
6:0
caprílico
octanoico
8:0
cáprico
decanoico
10:0
láurico
dodecanoico
12:0
mirístico
tetradecanoico
14:0
palmítico
hexadecanoico
16:0
esteárico
octadecanoico
18:0
araquídico
eicosanoico
20:0
behénico
docosanoico
22:0
lignocérico
tetracosanoico
24:0
Familia de
ácido graso
- UAM
Algunos ácidos grasos de los alimentos:
Ácidos grasos Monoinsaturados
Nombre común
Nombre sistemático
Abreviatura
Familia de ácido
graso
palmitoleico
9-hexadecenoico
16:1
n-7
oleico
9-octadecenoico
18:1
n-9
gadoleico
11-eicosaenoico
20:1
n-9
cetoleico
11-docasaenoico
22:1
n-11
erúcico
13-docasaenoico
22:1
n-9
nervónico
15-tetracosaenoico
24:1
n-9
8
Ácidos grasos monoinsaturados:
oleico y elaídico
18:1 cis-9.
ácido Oleico
ácido cis-9-octadecenoico
ácido Elaídico
ácido trans-9-octadecenoico
18:1 trans-9.
Diferentes propiedades físicas y químicas debido a la distinta configuración del doble enlace.
ácido Elaídico tiene un Pf mucho mayor, 46.5 °C frente a 13,5 ºC del ácido oleico.
J.S.
- UAM
Grasas alimentarias. Acidos grasos.
ACIDOS GRASOS POLIINSATURADOS
Nombre común
Nombre sistemático
Abreviatura
Familia de ácido
graso
linoleico
9,12-octadecadienoico
18:2
n-6
alfa -linolénico
9,12,15-octadecatrienoico
18:3
n-3
gamma-linolénico
6,9,12-octadecatrienoico
18:3
n-6
dihomo-g -linolénico
8,11,14-eicosatrienoico
20:3
n-6
5,8,11-eicosatrienoico
20:3
n-9
araquidónico
5,8,11,14-eicosatetraenoico
20:4
n-6
EPA
5,8,11,14,17-eicosapentaenoico
20:5
n-3
7,10,13,16-docosatetraenoico
22:4
n-6
7,10,13,16,19-docosapentaenoico
22:5
n-3
(ó AEP)
adrénico
ADP
4,7,10,13,16-docosapentaenoico
22:5
n-6
DHA (ó ADH)
4,7,10,13,16,19-docosahexaenoico
22:6
n-3
9
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-6
Nombre común
Nombre del lípido
Nombre químico
ácido Linoleico
18:2 (n-6)
ácido 9,12-octadecadienoico
ácido Gamma-linolenico
18:3 (n-6)
ácido 6,9,12-octadecatrienoico
ácido Eicosadienoico
20:2 (n-6)
ácido 11,14-eicosadienoico
ácido Dihomo-gamma-linolenico 20:3 (n-6)
ácido 8,11,14-eicosatrienoico
ácido Araquidonico
20:4 (n-6)
ácido 5,8,11,14-eicosatetraenoico
ácido Docosadienoico
22:2 (n-6)
ácido 13,16-docosadienoico
ácido Adrenico
22:4 (n-6)
ácido 7,10,13,16-docosatetraenoio
ácido Docosapentaenoico
22:5 (n-6)
ácido 4,7,10,13,16-docosapentaenoico
ácido Calendico
18:3 (n-6)
ácido 8E,10E,12Z-octadecatrienoico
J.S.
- UAM
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-6
ácido Linoleico
18:2 (n-6)
ácido cis, cis-9,12-octadecadienoico
J.S.
omega-6
18:2 (ω-6)
- UAM
10
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-6
J.S.
ácido gamma-Linolénico (GLA)
18:3 (n-6)
ácido 6,9,12-octadecatrienoico
18:3 (ω-6)
omega-6
- UAM
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-6
ácido Araquidónico
20:4 (n-6)
omega-6
ácido todo cis-5,8,11,14-eicosatetraenoico
J.S.
- UAM
11
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-3
Nombre común
Nombre del lípido
Nombre químico
α-Linolenico (ALA)
18:3 (n-3)
octadeca-9,12,15-trienoico
Estearidónico
18:4 (n-3)
octadeca-6,9,12,15-tetraenoico
Eicosatetraenoico
20:4 (n-3)
eicosa-8,11,14,17-tetraenoico
Eicosapentaenoico (EPA)
20:5 (n-3)
eicosa-5,8,11,14,17-pentaenoico
Docosapentaenoico
22:5 (n-3)
docosa-7,10,13,16,19-pentaenoico
Docosahexaenoico (DHA)
22:6 (n-3)
docosa-4,7,10,13,16,19-hexaenoico
J.S.
- UAM
Ingesta de ácidos grasos de los alimentos:
ácidos poliinsaturados: relación omega-6 / omega-3
ω−6 / ω−3
ω−6 = pro-inflamatorio
ω−3 = anti-inflamatorio
Equilibrio importante
Some medical research has suggested that excessive levels of omega-6 acids, relative to
Omega-3 fatty acids, may increase the probability of a number of diseases.
Modern Western diets typically have ratios of omega-6 to omega-3 in excess of 10 to 1,
some as high as 30 to 1. The optimal ratio is thought to be 4 to 1 or lower.
J.S.
- UAM
12
J.S.
Imagen de Wikipedia, 2008
- UAM
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-3
Nombre común
Nombre del lípido
Nombre químico
α-Linolenico (ALA)
18:3 (n-3)
octadeca-9,12,15-trienoico
Estearidónico
18:4 (n-3)
octadeca-6,9,12,15-tetraenoico
Eicosatetraenoico
20:4 (n-3)
eicosa-8,11,14,17-tetraenoico
Eicosapentaenoico (EPA)
20:5 (n-3)
eicosa-5,8,11,14,17-pentaenoico
Docosapentaenoico
22:5 (n-3)
docosa-7,10,13,16,19-pentaenoico
Docosahexaenoico (DHA)
22:6 (n-3)
docosa-4,7,10,13,16,19-hexaenoico
Ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga:
LC-PUFA
J.S.
aceites de pescado
Long Chain Poly Unsaturated Fatty Acids
- UAM
13
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-3
de cadena larga (origen marino)
EPA
(Eicosa-Pentaenoic Acid= EPA)
20:5 (n-3)
omega-3
ácido Eicosapentaenoico (EPA)
ácido todo cis- 5,8,11,14,17 -eicosapentaenoico
J.S.
20:5 (ω-3)
- UAM
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-3
de cadena larga (origen marino)
¿Cuál es el nombre sistemático del ácido poliinsaturado de la imagen?
J.S.
- UAM
14
Ácidos grasos poliinsaturados (PUFA): omega-3
DHA
(Docosa-Hexaenoic Acid= DHA)
ácido Docosahexaenoico (DHA)
J.S.
22:6 (n-3)
omega-3
- UAM
Ácidos grasos (monoinsaturados)
(omega-9)
Nombre común
Nombre del lípido
Nombre químico
ácido oleico
18:1 (n-9)
ácido 9-octadecenoico
ácido eicosenoico
20:1 (n-9)
ácido 11-eicosenoico
ácido mead
20:3 (n-9)
ácido 5,8,11-eicosatrienoico
ácido erucico
22:1 (n-9)
ácido 13-docosenoico
ácido nervonico
24:1 (n-9)
ácido 15-tetracosenoico
J.S.
- UAM
15
Propiedades físicas de los ácidos grasos de los alimentos
Punto de fusión del ácido graso ( y de los triglicéridos):
Longitud de cadena
Grado de insaturación
Isómeros cis o trans
También influyen:
configuración molecular
técnicas de procesado
J.S.
- UAM
Puntos de fusión de ácidos grasos de los alimentos
http://iupac.org/publications/pac/pdf/2001/pdf/7304x0685.pdf
J.S.
- UAM
16
Ácidos grasos monoinsaturados: cis y trans
oleico y elaídico
ácido Oleico
18:1 cis-9.
ácido cis-9-octadecenoico
ácido Elaídico
ácido trans-9-octadecenoico
18:1 trans-9.
Diferentes propiedades físicas y químicas debido a la distinta
configuración del doble enlace.
ácido Elaídico tiene un Pf mucho mayor, 46.5 ºC frente a 13,5 del ácido oleico.
J.S.
- UAM
Ácidos grasos y efecto en la salud
Efecto de los ácidos grasos sobre los niveles de colesterol
total y lipoproteínas LDL y HDL
www.scientificpsychic.com/fitness/aceites-grasas2.html
J.S.
- UAM
17
Algunos ácidos grasos de los alimentos:
ácidos insaturados
J.S.
- UAM
Puntos de fusión de ácidos grasos de los alimentos:
Triglicéridos y polimorfismo de grasas sólidas
Las grasas sólidas muestran polimorfismo porque existen en más de una forma
cristalina y por tanto tienen varios puntos de fusión.
Puntos de fusión más altos de triacilglyceroles con una única clase de ácido
graso:
tricaprina (33°C),
trilaurina (46°C),
trimiristina (56°C),
tripalmitina (66°C),
triestearina (73°C),
triarachidina (78°C),
tribehenina (83°C),
trioleina (5°C), trielaidina (41°C) and trierucina (32°C).
J.S.
- UAM
18
Algunos ácidos grasos de los alimentos:
ácido linoleico conjugado (CLA)
ácido Linoleico conjugado
mezcla de isómeros de 18:2
cis y trans
9,11- y 10,12-
ácido ruménico
ácido cis-9, trans-11-octadecadienoico
ácido trans-10, cis-12-octadecadienoico
ácido vaccénico
J.S.
- UAM
Ceras
Ceras
Son esteres formados por un alcohol de cadena larga y
monohidroxílico y un ácido graso.
Insolubles.
Duras en frío, blandas y moldeables en caliente.
Funciones:
Importantes reservas energéticas de animales marinos.
Lubricantes y protectores de la piel.
Impermeabilizantes.
La cera de abeja, formada mayoritariamente por ésteres de ácido
palmítico y alcoholes de 26 a 34 C.
J.S.
- UAM
19
Éteres alquílicos de los triacilglicéridos (Éteres lipídicos)
Contienen dos ácidos grasos que esterifican con la glicerina.
El restante grupo hidroxilo forma un enlace éter (en posición sn-1 casi
siempre) a una cadena larga alquílica o alquenílica (éter vinílico= trans entre
C1 y C2).
Principales: chimyl (16:0), batil (18:0) y selachyl (18:1)
• Son difíciles de separar de los triacilglicéridos.
•Pueden tener propiedades biológicas interesantes
J.S.
- UAM
Compuestos relacionados con los Éteres alquílicos de los
triacilglicéridos (Éteres lipídicos)
Plasmalógeno
J.S.
Factor de activación plaquetaria
(PAF)
- UAM
20
Componentes minoritarios
http://iupac.org/publications/pac/pdf/2001/pdf/7304x0685.pdf
J.S.
- UAM
Enlaces empleados o recomendados
http://www.dr-baumann-international.co.uk/science/Ebook Lipid Glossary.pdf
Acceso febr-12
J.S.
- UAM
21
Enlaces empleados y recomendados
Lipid library:
http://lipidlibrary.aocs.org/index.html
IUPAC Lipid Handbook (free pdf, 60 pags.:
http://www.iupac.org/publications/pac/2001/pdf/7304x0685.pdf
Lipid Glossary 2 (free pdf, 247 pags.):
http://www.dr-baumann-international.co.uk/science/E-book Lipid Glossary.pdf
Acceso febr-12
J.S.
- UAM
Enlaces empleados o recomendados
Lipomics:
http://www.lipomics.com/resources/fatty_acids/index.htm
Cyberlipid:
http://www.cyberlipid.org/fa/acid0003.htm
Linus Pauling Institute. Micronutrient Research for Optimum Health
http://lpi.oregonstate.edu/infocenter/othernuts/omega3fa/
The Medical Biochemistry Page
http://themedicalbiochemistrypage.org/
Wikipedia (English): Varios artículos
http://en.wikipedia.org/wiki/Omega-6
J.S.
- UAM
22
Composición en ácidos grasos de los 4 aceites vegetales con
mayor producción mundial
J.S.
Ácido Graso
Soja
Palma
Colza (Rapeseed)
Girasol (Sunflower)
14:0
-
0-15
-
-
16:0
8-13
22-46
3-4
5-7
16:1
-
0-2.5
-
<0.5
18:0
2-5
0.5-5
1-2
4-6
18:1
17-26
36-68
9-16
15-25
18:2(n-6)
50-62
2-20
11-16
62-70
18:3(n-3)
4-10
<1
7-12
-
20:0
<1
<0.5
-
<1
20:1
<0.4
-
7-13
<0.5
22:0
<0.5
-
-
<1
22:1
-
-
41-52
-
- UAM
Composición en ácidos grasos de los 6 aceites producidos
entre 0.6 y 4.2 millones toneladas anuales
J.S.
Ácido graso
Cacahuete
Peanut
Algodón
Cotton
Coco
Coconut
6:0
-
-
<1
-
-
-
8:0
-
-
9-10
-
-
-
10:0
-
-
5-10
-
-
-
12:0
-
-
40-54
-
-
-
14:0
-
<1
15-23
-
-
-
16:0
8-13
17-31
6-11
8-13
8-21
8-11
16:1
<0.3
<1
<2
<1
1-4
<0.3
18:0
1-4
1-3
1-4
1-4
1-6
4-6
18:1
35-66
13-21
4-11
24-32
53-80
37-42
18:2
14-41
34-60
1-2
55-62
2-24
39-47
18:3
<0.3
<1
-
<2
1-2
<0.5
20:0
<2
-
-
<1
<0.5
<1
Maíz
Maize
Oliva
Olive
Sésamo
Sesame
20:1
<2
-
-
<0.5
<0.5
<0.4
22:0
2-5
-
-
<0.5
<1
<0.5
- UAM
23