Trong dinh dưỡng, sinh họchóa học, chất béo thường có nghĩa là bất kỳ este nào của axit béo, hoặc hỗn hợp của các hợp chất đó ; phổ biến nhất là những vi khuẩn xảy ra trong cơ thể sống hoặc trong thực phẩm.[1]

A space-filling model of an unsaturated triglyceride.
Biểu diễn lý tưởng của một phân tử của chất béo trung tính điển hình, loại chất béo chính. Lưu ý ba chuỗi axit béo gắn vào phần glycerol trung tâm của phân tử.
Thành phần chất béo từ các loại thực phẩm khác nhau, theo tỷ lệ phần trăm của tổng chất béo của chúng.

Thuật ngữ này thường đề cập cụ thể đến chất béo trung tính (ba este của glycerol ), là thành phần chính của dầu thực vậtmô mỡ ở động vật và người;[2] hoặc hẹp hơn nữa là chất béo trung tính ở thể rắn hoặc bán rắn ở nhiệt độ phòng, do đó loại trừ dầu. Thuật ngữ này cũng có thể được sử dụng rộng rãi hơn như một từ đồng nghĩa của lipid - bất kỳ chất nào có liên quan sinh học, bao gồm carbon, hydro hoặc oxy, không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong dung môi không phân cực.[1] Theo nghĩa này, bên cạnh triglycerid, thuật ngữ này sẽ bao gồm một số loại hợp chất khác như mono-diglycerid, phospholipid (chẳng hạn như lecithin ), sterol (chẳng hạn như cholesterol ), sáp (chẳng hạn như sáp ong [1]), và chất béo tự do axit, thường có trong chế độ ăn uống của con người với một lượng nhỏ hơn. [2]

Chất béo là một trong ba nhóm chất dinh dưỡng đa lượng chính trong chế độ ăn uống của con người, cùng với carbohydrateprotein, và các thành phần chính của các sản phẩm thực phẩm thông thường như sữa, , mỡ động vật, mỡ lợn, thịt xông khóidầu ăn. Chúng là nguồn cung cấp năng lượng chính và dày đặc cho nhiều loài động vật và đóng các chức năng cấu trúc và trao đổi chất quan trọng, ở hầu hết các sinh vật, bao gồm dự trữ năng lượng, chống thấm và cách nhiệt.[3] Cơ thể con người có thể sản xuất chất béo cần thiết từ các thành phần thực phẩm khác, ngoại trừ một số axit béo thiết yếu phải có trong chế độ ăn. Chất béo trong chế độ ăn uống cũng là chất mang một số thành phần hương vịhương thơmvitamin không tan trong nước[2].

Cấu trúc hóa họcSửa đổi

 
Ví dụ về chất béo trung tính tự nhiên với ba axit béo khác nhau. Một axit béo bão hòa (đánh dấu màu xanh lam ), một axit béo khác chứa một liên kết đôi trong chuỗi cacbon (đánh dấu màu xanh lá cây ). Axit béo thứ ba (một axit béo không bão hòa đa, được đánh dấu màu đỏ ) chứa ba liên kết đôi trong chuỗi carbon. Tất cả các liên kết đôi cacbon-cacbon được hiển thị là đồng phân cis .

Các yếu tố quan trọng nhất trong cấu tạo hóa học của chất béo là các axit béo . Phân tử của một axit béo bao gồm một nhóm cacboxyl HO(O=)C− nối với một nhóm ankyl không phân nhánh - (CH
x
)
n
H: cụ thể là một chuỗi các nguyên tử cacbon, được nối với nhau bằng các liên kết đơn, đôi hoặc (hiếm hơn), với tất cả các liên kết tự do còn lại được lấp đầy bởi các nguyên tử hydro.[4]

Loại chất béo phổ biến nhất, trong chế độ ăn uống của con người và hầu hết sinh vật, là chất béo trung tính, một este của ba rượu glyxerol H(–CHOH–)
3
H
và ba axit béo. Phân tử của chất béo trung tính có thể được mô tả là do phản ứng trùng ngưng (cụ thể là phản ứng este hóa ) giữa mỗi nhóm –OH của glixerol và phần HO– của nhóm cacboxyl HO(O=)C− của mỗi axit béo, tạo thành một cầu este −O−(O=)C− với sự khử phân tử nước H
2
O
.

Các loại chất béo khác ít phổ biến hơn bao gồm diglyceridemonoglyceride, trong đó quá trình este hóa được giới hạn ở hai hoặc chỉ một trong các nhóm –OH của glycerol. Các rượu khác, chẳng hạn như rượu cetyl (chiếm ưu thế trong tinh trùng ), có thể thay thế glycerol. Trong các phospholipid, một trong các axit béo được thay thế bằng axit photphoric hoặc một đơn phân của chúng.

Chuyển đổiSửa đổi

Hình dạng của chất béo và phân tử axit béo thường không được xác định rõ ràng. Bất kỳ hai phần nào của phân tử được nối với nhau chỉ bằng một liên kết đơn sẽ tự do quay quanh liên kết đó. Do đó, một phân tử axit béo có n liên kết đơn giản có thể bị biến dạng theo n -1 cách độc lập (đồng thời tính cả vòng quay của nhóm metyl đầu cuối).

Sự quay như vậy không thể xảy ra trên một liên kết đôi, ngoại trừ bằng cách bẻ gãy và sau đó biến đổi nó với một trong hai nửa phân tử quay 180 độ, điều này đòi hỏi phải vượt qua một rào cản năng lượng đáng kể. Do đó, một phân tử chất béo hoặc axit béo với các liên kết đôi (không bao gồm ở cuối chuỗi) có thể có nhiều đồng phân cis-trans với các đặc tính hóa học và sinh học khác nhau đáng kể. Mỗi liên kết đôi làm giảm một số bậc tự do tuân thủ. Mỗi liên kết ba buộc bốn nguyên tử cacbon gần nhất nằm trên một đường thẳng, loại bỏ hai bậc tự do.[5]

Điều này dẫn đến việc mô tả các axit béo "bão hòa" không có liên kết đôi (như axit stearic) có hình dạng "thẳng zig-zag" và những axit béo có một liên kết cis (như oleic) bị uốn cong theo hình "khuỷu tay" là hơi sai lệch. Trong khi loại thứ hai kém linh hoạt hơn một chút, cả hai đều có thể được xoắn để có hình dạng thẳng hoặc khuỷu tay tương tự. Trên thực tế, bên ngoài một số bối cảnh cụ thể như tinh thể hoặc màng hai lớp, cả hai đều có nhiều khả năng được tìm thấy trong các cấu hình biến đổi ngẫu nhiên hơn là ở một trong hai hình dạng đó.

Ví dụSửa đổi

Ví dụ về axit béo 18 cacbon.
Axit stearicbão hòa  
Axít oleickhông bão hòa

cis -8

 
Axit elaidickhông bão hòa

trans -8

 
Axit vaccenickhông bão hòa

trans -11

 

Axit stearic là một axit béo bão hòa (chỉ có liên kết đơn) được tìm thấy trong mỡ động vật và là sản phẩm dự kiến trong quá trình hydro hóa hoàn toàn.

Axit oleic có một liên kết đôi (do đó là "không bão hòa") với dạng hình học cis ở giữa chuỗi; nó chiếm 55–80% dầu ô liu.

Axit elaidic là đồng phân trans của nó; nó có thể có trong dầu thực vật đã được hydro hóa một phần, và cũng có trong chất béo của quả sầu riêng (khoảng 2%) và trong chất béo sữa (ít hơn 0,1%).

Axit vaccenic là một axit chuyển hóa khác với elaidic chỉ ở vị trí của liên kết đôi; nó cũng xuất hiện trong chất béo sữa (khoảng 1-2%).

Danh phápSửa đổi

Tên chất béo thông thườngSửa đổi

Chất béo thường được đặt tên theo nguồn gốc của chúng (như dầu ô liu, dầu gan cá, bơ hạt mỡ, mỡ đuôi ) hoặc có tên truyền thống của riêng chúng (như bơ, mỡ lợn, bơ sữa trâubơ thực vật ). Một số tên trong số này đề cập đến các sản phẩm có chứa một lượng đáng kể các thành phần khác ngoài chất béo thích hợp.

Tên axit béo hóa họcSửa đổi

Trong hóa học và hóa sinh, hàng chục axit béo bão hòahàng trăm axit béo không bão hòa có tên khoa học / kỹ thuật truyền thống thường được lấy cảm hứng từ chất béo nguồn của chúng (butyric, caprylic, stearic, oleic, palmiticnervonic ), nhưng đôi khi mang tên người phát hiện ra chúng ( mead, osbond ).

Một chất béo trung tính sau đó sẽ được đặt tên là một este của các axit đó, chẳng hạn như "glyceryl 1,2-dioleate 3-palmitate".

Tính chất hóa họcSửa đổi

Phản ứng thủy phânSửa đổi

  • Thủy phân trong môi trường axit: Khi đun nóng chất béo với nước, có axit xúc tác, chất béo tác dụng với nước tạo ra các axit béo và glixerol.

 

  • Thủy phân trong môi trường kiềm: Khi đun chất béo với dung dịch kiềm, chất béo cũng bị thủy phân sinh ra muối của các axit béo và glixerol.

 

Hỗn hợp muối natri (hoặc kali) của axit béo là thành phần chính của xà phòng, vì vậy phản ứng thủy phân của chất béo trong môi trường kiềm còn gọi là phản ứng xà phòng hóa.

Phản ứng cộng H2 của chất béo lỏngSửa đổi

 

Triolein (lỏng)         (rắn)

Xem thêmSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ a ă â Entry for "fat" in the online Merriam-Webster disctionary, sense 3.2. Accessed on 2020-08-09
  2. ^ a ă â Thomas A. B. Sanders (2016): "The Role of Fats in Human Diet". Pages 1-20 of Functional Dietary Lipids. Woodhead/Elsevier, 332 pages. ISBN 978-1-78242-247-1doi: 10.1016/B978-1-78242-247-1.00001-6
  3. ^ “Introduction to Energy Storage”. Khan Academy. 
  4. ^ Anna Ohtera, Yusaku Miyamae, Naomi Nakai, Atsushi Kawachi, Kiyokazu Kawada, Junkyu Han, Hiroko Isoda, Mohamed Neffati, Toru Akita, Kazuhiro Maejima, Seiji Masuda, Taiho Kambe, Naoki Mori, Kazuhiro Irie, and Masaya Nagao (2013): "Identification of 6-octadecynoic acid from a methanol extract of Marrubium vulgare L. as a peroxisome proliferator-activated receptor γ agonist". Biochemical and Biophysical Research Communications, volume 440, issue 2, pages 204-209. doi: 10.1016/j.bbrc.2013.09.003
  5. ^ Chất béo không bão hòa cũng gây hại cho cơ thể, kienthuc.net, 15/08/2012