1

Lipidele alimentare

2014-2015

2

Compuşi organici naturali care au particularitatea

de a fi: foarte heterogeni

insolubili în apă

şi solubili în diverşi solvenţi organici: eter, cloroform etc.

Spre deosebire de HC nu sunt polimeri ci molecule mici ce pot fi extrase din tesuturi vegetale sau animale

Lipidele alimentare (LA)

3

COMPOZIŢIA ŞI CLASIFICAREA LA

D.p.d.v. chimic, lipidele sunt formate: ~ exclusiv din C, H şi O dar şi forme mai complexe

în care pot să apară P, S, N

Majoritatea lipidelor naturale = esteri ai acizilor graşi cu un alcool:

glicerol alcooli alifatici

superiori steroli

4

reprezentate în cea > parte

de trigliceride (98-99%), restul de 1-2% includ urme

de: mono- şi digliceride acizi graşi liberi fosfolipide şi

substanţe nesaponificabile care conţin steroli

- acest grup include şi vitaminele liposolubile

COMPOZIŢIA ŞI CLASIFICAREA LA

5

CLASIFICAREA LA după proprietăţile fizice:

lipide neutre: trigliceride, colesterol

lipide amfifile: fosfolipide

au proprietatea de a se orienta: la suprafaţa moleculelor mari pe suprafeţele apoase sau la interfaza dintre două

straturi nemiscibile

se folosesc la stabilizarea alimentelor lichide sau semilichide

6

CLASIFICAREA LA după funcţia lor:

lipide de depozit - trigliceride în principal acumulate în zone specifice ale organismelor animale, vegetale sursă importantă de energie

lipide structurale – fosfolipide, colesterol fac parte din structura membranelor celulare şi a unor organe –

ex. creierul.

7

CLASIFICAREA LA d.p.d.v. chimic

1. lipide simple

= compuşi ternari (C, H, O) - structură de esteri organici

– f. de natura resturilor de alcooli şi acizi graşi:

gliceride – esteri acizi graşi + glicerol: mono-, di-, trigliceride (slide 9)

steride – esteri ai acizilor graşi superiori cu steroli: zoosteroli – colesterolul, caprosterolul fitosteroli - stigmasterolul, sitosterolul, campesterolul micosteroli – ergosterolul (în drojdii)

ceride (ceruri) – esteri ai acizilor graşi superiori cu alcooli superiori - ex.: ceroat de miricil (cânepă, bumbac, trestie de zahăr)

8

lipide simple (continuare)

Proprietăţile TG

determinate de:

1. Proporţia şi structura chimică a AG constituienţi: lichide la tº camerei – uleiuri - AG cu catenă mai scurtă şi AG

mai nesaturaţi solide – ex. din carne - cantităţi AG saturaţi cu catenă lungă:

palmitic (C16:0), stearic (C18:0)

2. Numărul omega al acizilor graşi

3. Poziţia în care sunt legaţi AG la molecula de glicerol

9

2. lipide complexe (heterolipide)

= formate din bioelemente ternare (C, H, O) + alte elemente biogene (P, N, S):

a. Glicerofosfolipide (GF) - conţin: glicerol, acid fosforic,

acizi graşi etc: GF cu azot: cefaline, lecitine, serinfosfolipide GF fără azot: acizi fosfatidici, inozitolfosfatide

b. Sfingolipide (slide 10)

CLASIFICAREA LA d.p.d.v. chimic

10

2. Lipide complexe b) Sfingolipide

– esterificarea se face cu

un aminoalcool: sfingozina conţin sfingozina şi acizi graşi

sfingolipide cu fosfor: sfingomielina şi sfingolipide fără fosfor: cerebrozide, ceramide.

Sfingomielina

11

3. Lipide derivate (nesaponificabile):

= compuşi rezultaţi din hidroliza lipidelor simple şi complexe,

păstrând caracterul de solubilitate în solvenţi organici

ex: alcooli alifatici superiori, steroizi, carotenoizi

12

Structura lipidelor alimentare Acizii graşi (AG)

În structura LA:

24 AG - catene liniare cu nr. par de atomi de C la un capăt – gr. metil şi la celălalt capăt – gr. carboxil:

caracter de acid organic slab permite legarea chimică de o altă

grupare ex. de gr. -OH din glicerol

AG diferă prin: lungimea lanţului de atomi de C gradul de nesaturare

13

Structura lipidelor alimentare

Lungimea lanţului de atomi de C

Variază: 4 - 30 atomi C

Determină: anumite proprietăţi metabolice şi proprietăţi fizice: puncte de topire diferite ale AG

AG cu catenă scurtă = conţin 4 - 6 atomi de C Ex. acidul butiric din unt

AG cu catenă mijlocie = conţin 8 - 12 atomi de C se găsesc în lapte, grasimi vegetale saturate, grăsimi

sintetice

AG cu catenă lungă = conţin până la 27 atomi de C Cei mai răspândiţi în alimente: cei cu 16 sau 18 atomi

de C

14

Structura LA Gradul de nesaturare

AG saturaţi (AGS) mai răspândiţi: ac. palmitic (C16), stearic (C18), miristic (C14), lauric (C12)

AG nesaturaţi AG mononesaturaţi (monounsaturated fatty acids = MUFA) -

mai răspândiţi: acidul oleic (C18) - 30% din AG furnizaţi prin alimentaţie şi acidul palmitoleic (C16).

AG polinesaturaţi (polyunsaturated fatty acids = PUFA) - conţin 2 sau mai multe = legături

Prezenţa dublei legături în structura AG conferă moleculei reactivitate foarte mare si punctul de topire al acestora

15

Structura LA AGN - Poziţia a dublelor legături

structura PUFA – formule simplificate:

în raport cu gruparea metil prin simbolul sau n

în raport cu gruparea carboxil prin simbolul sau c

EX. acidul linoleic – simbolizat: C18:2; 6,9 sau C18:2; 9,12

CH3(CH2)4 CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH acid linoleic

F. de această raportare → există 3 clase mari de PUFA: clasa omega-6 clasa omega-3 clasa omega-9

16

Denumire comună

Denumire chimică,

sistematică

Nr.atomi de C

Nr. =legături

Tip ω

Surse alimentare principale

Acizi graşi saturaţi

acid butiric Butanoic 4 0 unt

acid caproic Hexanoic 6 0 unt

acid caprilic Octanoic 8 0 nuca de cocos

acid capric Decanoic 10 0 nuca de cocos

acid lauric Dodecanoic 12 0 nuca de cocos

acid miristic Tetradecanoic 14 0 unt, cocos

acid palmitic Hexadecanoic 16 0 grăsimi vegetale şi animale

acid stearic Octadecanoic 18 0 grăsimi vegetale şi animale

acid arahidic Eicosanoic 20 0 ulei de arahide, alune

acid behenic Docosanoic 22 0 ulei de arahide, alune

17

Acizi graşi nesaturaţi

acid caproleic 9-decenoic 10 1 unt

acid lauroleic 9-dodecenoic 12 1 9 unt

acid miristoleic 9-tetradecenoic 14 1 9 unt

acid palmitoleic 9-hexadecenoic 16 1 9 ulei de peşte, seu vită

acid oleic 9-octadecenoic 18 1 9 grăsimi şi uleiuri

acid elaidic 9-octadecenoic 18 1 trans unt

acid vaccenic 11-octadecenoic 18 1 unt

acid linoleic 9,12-octadecadienoic 18 2 6 uleiuri vegetale

acid -linolenic 9,12,15-octadecatrienoic 18 3 3 ulei de soia

acid arahidonic 5,8,11,14-eicosatetrenoic 20 4 6 untură, ficat

- (EPA) 5,8,11,14-eicosapentaenoic

20 5 3 ulei de peşte

acid erucic 13-docosaenoic 22 1 9 ulei de rapiţă

- (DHA) 4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic

22 6 3 ulei de peşte

Denumire comună

Denumire chimică, sistematică

Nr. atomi de C

Nr. =legăt

Familia ω

Surse alimentare principale

18

AGN: în natură, în general: forma cis rumegatoarele sau acţiunea factorilor fizici – căldura izomerizare la

forma trans

Stereoizomerii trans apar în lapte/carne rumegatoare, în procesul de hidrogenare – unt,

margarine, uleiuri hidrogenate biochimic pierd proprietăţile fiziologice şi beneficiile formelor cis

incriminaţi de risc cardiovascular acţionează: hipercolesterolemiant, HDL-colesterol, interferă cu metabolismul PUFA -3

O alimentaţie normală - 6-8 g AG trans / zi

Structura LA AGN - izomeri

19

Structura LA AGN - izomeri

CLA - acidul linoleic conjugat

= amestec de izomeri geometrici şi de poziţie ai acidului octadecadienoic (C18:2)conţinând = legături conjugate

↓ constituie o categorie specială de acizi

graşi trans, prezenţi în mod natural în lapte, carne de vita şi

beneficii pentru sănătate

20

Structura LA AGN - izomeri

CLA din lipidele lactate derivă parţial din :

- biohidrogenarea microbiană incompletă a ac. linoleic în rumen şi

- desaturarea enzimatică C9 a acidului trans-vaccenic cu formare de acid rumenic în ţesutul glandei mamare

75-90% din CLA în grăsimea rumegătoarelor este 9c,11t-C18:2 (acid rumenic)

21

Structura LA Acizii graşi esenţiali (AGE)

Au fost denumiţi iniţial - AG esenţiali (prin analogie cu aa esenţiali):

acidul linoleic C18:2;-6, acidul alfa-linolenic C18:3;-3 şi acidul arahidonic C20:4;-6

acid CH3(CH2)4 CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH linoleic CH3CH2CH=CHCH2CH=CH-CH2CH=CH(CH2)7COOH linolenic CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH-(CH2)3-COOH arahidonic

Doar plantele pot sintetiza AG -3 si -6. Omul si animalele pot doar desatura / elonga AG -3 si -6 din dieta.

22

Caracterul esenţial e dovedit pt. AG cu 18C:

-6: ac. linoleic C18:2;-6

-3: alfa-linolenic C18:3;-3

(ALA): indispensabili pt. formarea structurilor celulare ale SNC

Pornind de la ac. -linolenic se pot sintetiza derivaţii săi omega-3: • acidul eicosapentenoic (C20:5;-3) (EPA) • acidul docosahexenoic (C22:6;-3) (DHA)

Structura LA Acizii graşi esenţiali (AGE)

23

EPA si DHA specifici lipidelor din peşte

Planctonul conţine AG -3: peştii transformă ac. -linolenic în EPA şi DHA prin mărirea catenei şi desaturare uleiuri de peşte - bogate în EPA, DHA

organismul uman poate converti ALA în EPA şi DHA, la raport -6/-3 optim

Ac. -linolenic - se găseşte în frunzele plantelor, unele uleiuri vegetale obţinute din seminţe

Structura LA Acizii graşi omega-3

24

Omega-6 / omega-3:

în paleolitic: dietă bogată în organisme marine - sursă de acizi -3 şi săracă în -6, raportul -6/-3 1:1

în contrast, dieta modernă: bogată în AG -6 - grăsimile de origine animală, uleiurile vegetale din seminţe de cereale (porumb, floarea soarelui) - cu un raport -6/-3 estimat între 8:1 şi 12:1.

deoarece raportul optim -6/-3 este de 2:1 – 3:1 se recomandă ca dieta să fie corectată prin aport suficient de -3

Structura LA - Acizii graşi esenţiali (AGE)

25

Absorbţia lipidelor este favorizată de: gradul de emulsionare, prezenţa sărurilor biliare hidroliza TG,…

Lipidele din dietă se absorb ~ 97% , restul se elimină prin fecale.

DIGESTIA SI ABSORBŢIA LIPIDELOR

26

DIGESTIA ŞI ABSORBŢIA LIPIDELOR

Cea > parte a lipidelor ingerate: trigliceride.

Digestia TG:

începe în cavitatea bucală: masticaţie dezagregarea grăsimilor în picături <

creşte suprafaţa de expunere la enzimele lipolitice. acţionează lipaza linguală – acţiunea sa continuă şi în stomac

digliceride + se eliberează AG situat în poziţia 3 a TG

La nivel gastric: lipaza gastrică

rezultatul digestiei buco-gastrice: hidroliza parţială a TG

27

Digestia TG –

continuă în duoden

şi jejun.

Duoden:

- lipidele din chim stimulează secreţia de colecistochinonă contracţia vezicii biliare eliberare de bilă

sărurile biliare - emulsionează grăsimile

mişcările peristaltice intestinale – contribuie la dezagregarea picăturilor de lipide din chim în picături şi mai fine

DIGESTIA ŞI ABSORBŢIALIPIDELOR

28

În final, asupra grăsimilor fin emulsionate acţionează lipaza pancreatică

hidrolizează TG monogliceride, AG şi cantităţi mici de glicerol liber

Absorbţia TG: AG cu catenă scurtă şi medie (parţial la nivel gastric), glicerol

- absorbite direct în fluxul sanguin prin vena portă ficat

o AG cu catenă lungă: se absorb şi formează TG în

enterocite sistemul limfatic sub formă de

chilomicroni sânge

DIGESTIA ŞI ABSORBŢIA LIPIDELOR

29

Digestia fosfolipidelor din dietă:

importanţă redusă d.p.d.v. cantitativ

- ingestie zilnică redusă

hidroliza fosfolipidelor

acţiunea fosfolipazei pancreatice lizofosfolipide = forma de absorbţie – cu separarea AG legat în poziţia 2 a glicerolului

Ulterior în celula intestinală se formează fosfolipidele.

DIGESTIA ŞI ABSORBŢIA LIPIDELOR

30

DIGESTIA ŞI ABSORBŢIA COLESTEROLULUI

Procesul de digestie afectează doar

colesterolul esterificat: 10-15% din colesterolul alimentar,

insolubil în apă nu se poate absorbi, dar

sub acţiunea colesterolesterazei (enzimă pancreatică) - se dezesterifică AG şi colesterol liber

restul de colesterolului din dietă şi biliar – formă liberă

Absorbţia colesterolului - mult mai lentă decât cea a produşilor de digestie a TG şi se absoarbe în cantitate f. mică

colesterolul din dietă influenţează cu < 20 % nivelele de colesterol sanguin

31

ROLUL BIOLOGIC AL LIPIDELOR ALIMENTARE

Trigliceridele

Funcţiile lipidelor - depind în mare parte de AG din structura lor.

TG reprezintă ~ 98% din lipidele alimentare şi 90% din lipidele prezente în organism influenţează în cea > parte funcţiile lipidelor.

Funcţia biologică cea mai importantă: sursă de energie concentrează cea > cantitate de energie insolubile în apă formă f. bună de stocare a energiei în

organism. în organism ard complet până la CO2 şi H2O:

1g de lipide 9 kcal

32

funcţie structurală: rol de protecţie a scheletului şi a altor organe, rol de izolator termic

precursori ai altor lipide: fosfolipide şi colesterol

economisesc utilizarea energetică a proteinelor - permit utilizarea proteinelor alimentare în sinteza proteică nu în scop energetic

furnizează şi/sau vehiculează vitaminele liposolubile A, D, E şi K – si fitochimicale precum carotenoide, licopen, facilitând absorbţia lor.

efectul organoleptic - fundamental pt. gustul şi mirosul ce îl dau alimentelor – cresc palatabilitatea acestora.

contribuie la efectul de saţietate – consumul de alimente ce contin lipide are efect modulator asupra ariilor corticale responsabile de satietate

ROLUL BIOLOGIC AL LA

33

ROLUL BIOLOGIC AL LIPIDELOR ALIMENTARE AG ESENŢIALI

TG - sursă unică de AG esenţiali

in organism - AG esenţiali se găsesc în esterii colesterolului, in fosfolipidele din plasmă şi in lipoproteinele mitocondriale

AG -3: efect antiinflamator - echilibrează acţiunea ac. arahidonic (6) ai cărui metaboliţi

pot iniţia (în exces) procese inflamatorii: tromboză, artrita.

presiunea sanguină, imbunătătesc functia cardiovasculară producerea hepatică de TG şi apolipoproteină B (principala componentă lipo-proteică a

VLDL).Îmbunătătesc: functia nervoasă, previn degradarea neurologică cu inaintarea in varstă imunitatea valorile glicemiei….

ROLUL BIOLOGIC AL AG esentiali si CLA

Efecte CLA: anticarcinocen antidiabetogen antiaterogen studii cu CLA demonstreaza % de grăsime si a greutatii corporale (Baldini et al, Churrucal et al, 2009)

Efecte PUFA AG omega-3: DHA, EPA, ALA AG omega-6: acidul linoleic

34

35

36

Deficienţa de AG esenţiali

se manifestă la sugari printr-o dermatită caracteristică (eczemă) se poate evita sau trata prin adăugarea de acid linoleic în dietă

Singurele cazuri de deficienţă de acizi graşi la adulţi s-au corelat cu o alimentaţie intravenoasă prelungită, lipsită de lipide

ROLUL BIOLOGIC AL LIPIDELOR ALIMENTARE

37

Fosfolipidele

rol plastic

prezente în cc. mari combinate în structura membranelor celulare rol important în reglarea permeabilităţii şi transportului prin membrane

cantităţi mari în creier, SN periferic, ficat – complexe lipoproteice

participă la transmiterea influxului nervos

ROLUL BIOLOGIC AL LA

38

ROLUL BIOLOGIC AL LA

Colesterolul

formarea de membrane biologice – contribuie la caracteristicile funcţionale ale acestora, alături de fosfolipidele. compus important al celulelor cerebrale şi nervoase

precursor al unor compuşi biologici importanţi: Acizi biliari sărurile biliare diverse funcţii Hormoni steroidieni Vitamina D3

colesterolul este o moleculă cheie a organismului uman

problema nu e prezenţa ci excesul de colesterol, care: produce efecte negative severe. determinat în mare parte de factori dietetici: grăsimi saturate,

colesterol alimentar

39

NECESARUL DE LIPIDE ŞI AG ESENŢIALI

Nu s-a stabilit cantitatea de lipide ce trebuie ingerată zilnic

Se recomandă ca aportul de lipide prin alimente:

30% din energia totală a dietei - pentru un adult sănătos.

< 20% din valoarea calorică a dietei la persoane în vârstă, sedentare, femei în perioada de maternitate, obezi, dislipidemici, persoane cu afecţiuni hepatopancreatice.

~35% din valoarea calorică a dietei la: copii, adolescenţi, persoane care desfăşoară activităţi cu cheltuială mare de

energie.

40

Se recomandă:

0,7 - 1 g lipide/kg greutate corporală/zi - la adulţi, 1,5 - 2 g/kg greutate corporală/zi - la copii, adolescenţi,

persoane care efectuează activităţi cu cheltuială mare de energie.

În general se recomandă:

echilibru între aportul energetic al celor 3 categorii de AG – în proporţia de 30% lipide din aportul energetic total:

7-8% prin AG saturaţi 15% prin MUFA: acid oleic 7-8% prin PUFA: linoleic şi AG -3.

Respectarea acestui raport = alegere atentă a alimentelor, uleiurilor ingerate.

NECESARUL DE LIPIDE ŞI AG ESENŢIALI

41

Se recomandă un aport minim de acid linoleic:

1-2% din totalul de energie ingerată la adult, 2,7% la sugari

Acest necesar = ingestie de 15-20 g grăsimi de diferite tipuri / zi.

Necesarul în g acid linoleic - fixat provizoriu la 3-4 g/persoană/zi.

Aport de colesterol - se recomandă: media zilnică < 300 mg/persoană/zi.

NECESARUL DE LIPIDE ŞI AG ESENŢIALI

42

Efecte fiziopatologice

După anii ‘50 - studii epidemiologice demonstrează relaţia dintre: cantitatea şi tipul de lipide din dietă vs. nivelele de colesterol

plasmatic cel mai important factor de risc în dezvoltarea afecţiunilor aterosclerotice cardiovasculare.

Excesul de lipide în alimentaţie este corelat cu: incidenţa a hiperlipoproteinemiilor, a bolilor aterosclerotice

cardiovasculare şi rezistenţei organismului faţă de unele noxe chimice

(cloroform, benzen, metale grele, pesticide organoclorurate).

Absenţa sau aportul insuficient de lipide alimentare aportul de AG esenţiali şi vitamine liposolubile.

Studii privind consumul de alimente, relevă: o tendinţă continuă de a consumului de lipide - proces invers

începutului de secol XX

43

SURSE ALIMENTARE DE LIPIDE

Se găsesc în concentraţii variabile în: alimente de origine animală alimente de origine vegetală

Se prezintă ca:

Lipide invizibile sau lipide ascunse = lipidele din compoziţia alimentelor reprezintă cca 60% din aportul zilnic de lipide şi conţin cantităţi crescute de AGS în detrimentul PUFA

Principala sursă de lipide ascunse alimente de origine animală: găbenuş, carne, carne tocată,

organe, lapte şi derivate lactate lipide saturate, colesterol fructele, legumele şi cerealele - cantităţi reduse de lipide

excepţie: seminţele de porumb, soia, fructe oleaginoase

44

Lipide vizibile reprezentate prin grăsimile

alimentare, au în compoziţie 80 - 100%

lipide: uleiuri, unt, margarine untură, slanina

uleiurile, grăsimile de origine marină - sursa importanta de AG esenţiali

SURSE ALIMENTARE DE LIPIDE

45

Conţinutul în lipide al unor alimente

Alimentul Lipide g% Alimentul Lipide g%

Carne de vacă 13 – 18 Uleiuri vegetale 100 de cal 2 – 10 Cereale 0,5-5,1 de oaie 10 – 21 Legume de porc 20 – 30 Seci 1 – 1,8 de pui 8 Proaspete 0,1 – 0,8 de gâscă 32 Fructe de viţel 10 – 15 Seci 45 – 53 Untura de porc 98 Proaspete 0,1 – 0,7 Peşte Oleaginoase 40 – 50 Slab 1 – 3 Produse zaharoase Gras 6 – 12 Ciocolată 24 Produse lactate Bomboane 0 Lapte 3 – 7 Zahăr 0 Iaurt 30 Brânzeturi 20 – 38 Unt 85

46

Conţinutul în acid linoleic şi acid linolenic al unor alimente(% din totalul de acizi graşi)

Alimentul Acid linoleic Acid linolenic

Uleiuri vegetaleulei de arahide 20 – 29 urmeulei de nucă 69 – 78 3 – 13ulei de măsline 7 urmeulei de soia 50 – 60 6 – 10ulei de floarea soarelui 55 – 65 urme ulei de porumb 45 – 50 urme ulei de sâmburi de struguri > 60 urme

Grăsimi animaleuntură de porc 8 urmegrăsime de gâscă 6,5 urmegrăsime de vacă 2 0,5unt 3 – 5 urmegălbenuş de ou 9 urmegrăsimea laptelui 4 – 8 urme

Inlocuitorii de grasimi

Ingrediente derivate din HC, lipide,

proteine care pot inlocui grasimile

in anumite alimente Propuse pentru a reduce aportul caloric

Olestra – substituent lipidic obtinut prin esterificare gr. –OH ale glucozei cu acizi grasi (6-8 molecule de AG) se elimina din organism nedigerat - enzimele digestive nu pot

hidroliza acest compus dezavantaje majore:

poate determina tulburari digestive importante: flatulenta, meteorisme, diaree

poate fixa si elimina neutilizate vitamine liposolubile din dieta47

48