Lipid là gì? Vai trò, cấu tạo, tính chất, phân loại

Lipid là nhóm chất hữu cơ có các đặc tính hóa lý giống nhau, chúng không tan trong nước, chỉ tan trong các dung môi hữu cơ như ether, cloroform, benzene, acetone,… Không phải tất cả lipid đều hòa tan như nhau trong các dung môi hữu cơ nói trên mà mỗi lipid hòa tan trong dung môi hữu cơ tương ứng của mình, nhờ đặc tính này người ta có thể phân tích riêng từng loại lipid. Về mặt hóa học lipid là những ester giữa rượu và acid béo, điển hình là triglycerid.

Ngoài rượu và các acid béo, ở các lipid phức tạp (lipoid), trong phân tử của chúng còn chứa các dẫn xuất có phospho, nitơ, …

Lipid gồm các chất như dầu, mỡ có tính nhờn không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ như ether, chlorophorm, benzene, rượu nóng. Giống như carbohydrate. Các lipid được tạo nên từ C, H, O nhưng chúng có thể chứa các nguyên tố khác như P hay N. Chúng khác với carbohydrate ở chỗ chứa O với tỷ lệ ít hơn hẳn.

Hai nhóm lipid quan trọng đối với sinh vật là: nhóm có nhân glycerol và nhóm có nhân sterol. Các nhân này kết hợp với các acid béo và các chất khác nhau để tạo thành nhiều loại lipid khác nhau.

Vai trò của Lipid

• Là chất dự trữ năng lượng, khi oxy hóa một gam lipid có thể thu được 9,3 Kcal
• Lipid cấu tử của tế bào chất là thành phần cấu tạo của tế bào và chứa trong tế bào với số lượng ổn định. Lipid là thành phần cấu trúc của màng tế bào, màng ty lạp thể, … Trong màng sinh học lipid ở trạng thái kết hợp với protein tạo thành hợp chất lipoproteid. Chính nhờ hợp chất này đã tạo cho màng sinh học có được tính thẩm thấu chọn lọc.
• Lipid dưới da động vật có tác dụng gối đệm và giữ ấm cho cơ thể.
• Lipid là dung môi cho nhiều vitamin quan trọng (như A, D, E, K).
• Đối với loài động vật ngủ đông, động vật di cư, các loại sâu kén, lipid còn là nguồn cung cấp nước, vì khi oxy hóa lipid cho một lượng nước sinh
• Các hạt cây trồng khác nhau có hàm lượng lipid khác

Ví dụ: đậu tương (20→30%); gạo (2,2%); ngô (4,9%); lúa mì (1,9%); cao lương (3,9%); lạc (44 →56%); thầu dầu (50 → 60%).

Cấu tạo của Lipid

Cấu tạo: Dầu, mỡ được tổng hợp ở các cơ thể sống và tùy theo nguồn gốc mà chúng được phân ra dầu thực vật và mỡ động vật.

Glycerine là một rượu có 3 chức, do đó có thể hình thành mono, di– hay triester. Các ester này được biết từ lâu với các tên mono, di– và triacylglycerid. Dầu, mỡ có nguồn gốc tự nhiên luôn là hỗn hợp các triacylglycerid.

Các acid béo của dầu, mỡ có nguồn gốc tự nhiên đều có số nguyên tử carbon chẵn. Bởi vì các acid béo đều được tổng hợp từ các đơn vị 2C (gốc acetyl).

Bên cạnh các acid béo bão hòa, một số  acid béo không bão hòa   đã được tìm thấy trong dầu, mỡ. Sau đây là một số acid béo bão hòa thường gặp:

• Caproic acid (6C): CH₃ – (CH₂)₄ – COOH
• Caprilic acid (8C): CH₃ – (CH₂)₆ – COOH
• Caprinic acid (10C); lauric acid (12C); miristic acid (14C); panmitic acid (16C); stearic acid (18C); arachidic acid (20C).

*Các acid béo chưa bão hòa thường gặp là:

• Oleic acid: CH₃ – (CH₂)₇ – CH = CH – (CH₂)₇ – COOH
• Linoleic acid: CH₃ – (CH₂)₃ – [CH₂ – CH = CH]₂ – (CH₂)₇ – COOH
• Linolenic acid: CH₃ – [CH₂ – CH = CH]₃ – (CH₂)₇ – COOH
• Eruxic acid: CH₃ – (CH₂)₇ – CH = CH – (CH₂)₁₁ – COOH

Tính chất

a, Nhiệt độ nóng chảy: Tùy thuộc vào lượng acid béo bão hòa hay chưa bão hòa chiếm ưu thế trong thành phần của dầu mỡ mà nhiệt độ nóng chảy khác

Nếu trong thành phần của dầu, mỡ có nhiều acid béo bão hòa thì nhiệt độ nóng chảy cao, nếu nhiều acid béo chưa bão hòa thì nhiệt độ  nóng chảy thấp và ở trạng thái lỏng. Đa số dầu thực vật ở dạng lỏng ở nhiệt độ thường.

b, Chỉ số acid: là lượng mg KOH cần thiết để trung hòa các acid béo tự do có trong 1 gam dầu, mỡ. Chỉ số acid càng cao thì lượng acid béo tự do càng nhiều. Chất béo để lâu ngày, không bảo quản cẩn thận sẽ có nhiều acid béo tự do. Chỉ số này cho ta biết được chất lượng của chất béo.

c, Chỉ số xà phòng hóa: là lượng mg KOH cần thiết để trung hòa các acid béo tự do và các acid béo kết hợp với glycerine khi xà phòng hóa 1 gam chất béo. Chỉ số này đặc trưng cho phân tử lượng trung bình của glyceride có trong dầu, mỡ.

d, Chỉ số iod: là số gam iod có thể kết hợp với 100 gam dầu, mỡ.

Chỉ số này dùng để mô tả mức độ không bão hòa của các acid béo có trong thành phần dầu, mỡ. Chỉ số iod càng cao thì dầu mỡ càng loãng, chúng càng bị oxy hóa nhanh hơn vì các acid béo bị oxy hóa dễ nhất ở vị trí các liên kết đôi.

Sự gắn iod vào acid béo chưa bão hòa xảy ra theo sơ đồ sau:

Chỉ số iod của mỡ động vật dao động trong khoảng 30 à 70; còn của dầu thực vật trong khoảng 120 → 160.

e, Sự ôi hóa dầu, mỡ: Dầu, mỡ để lâu ngày sẽ có vị hôi, đắng. Nguyên nhân là do tác dụng của O₂. Trường hợp này thường xảy ra khi dầu mỡ chứa nhiều acid béo chưa bão hòa. Oxy kết hợp vào các nối đôi của acid béo chưa bão hòa để tạo thành peroxid:

hoặc O₂ kết hợp với nguyên tử C ở bên cạnh liên kết đôi tạo thành hydroperoxid:

Peroxid và hydroperoxid được tạo thành lập tức bị phân giải để tạo thành aldehyd và cetone là những chất có mùi vị khó chịu.

Các loại Lipid

1. Các acid béo:

Là các acid hữu cơ có mạch hydrocacbon no như acid palmitic: CH₃– (CH₂)₁₄-COOH, acid stearic: CH₃-(CH₂)₁₆-COOH, hoặc có mạch hydrocarbon không no (có nối đôi) như acid oleic: CH₃-(CH₂)₇-CH=CH-(CH₂)₇-COOH.

2. Glycerid:

Glycerid còn gọi là mỡ trung tính. Do sự kết hợp của một phân tử glycerol với 3 phân tử acid béo (triglycerid). Sáp ong là một loại glycerid.

3. Phospholipid:

Là những lipid được tạo nên do sự kết hợp của hai nhóm -OH của một phân tử glycerol với 2 phân tử acid béo, còn nhóm OH thứ ba gắn với 1 phân tử H₃PO₄ . Tiếp theo phosphate lại gắn với các nhóm nhỏ khác phân cực (rượu). Lecitin là một phospholipid rất hay gặp ở thực vật và động vật, nhất là trong lòng đỏ trứng, tế bào thần kinh, hồng cầu.

Các phân tử phospholipid có 1 đầu ưa nước và đuôi kỵ nước. Đầu ưa nước phân cực – chứa acid phosphoric. Đuôi kỵ nước không phân cực gồm các chuỗi bên của các acid béo. Các phospholipid và glycolipid tạo nên lớp màng lipid đôi là cơ sở của tất cả màng tế bào.

4. Các lipid khác:

Các steroid và polyisoprenoid được coi là các lipid theo tính không hòa tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ. Cả hai đều gồm các đơn vị nhỏ là isoprene.

Steroid là este do sự kết hợp của một phân tử rượu với acid béo. Quan trọng nhất là cholesterol thường gặp trong cấu trúc màng tế bào, testosterol là hormone sinh dục đực…

Nguồn tham khảo: Sinh học đại cương