FITA (lipids)

1. FITA (lipids) • Skilgreining á fitu: • Fjölbreyttur hópur efna leysanleg í lífrænum leysum en ekki í vatni • Hlutverk: • Í fituvef, byggingarefni fruma, orkugjafi, uppspretta lífsnauðsynlegra fitusýra n-3 og n-6, burðarefni fituleysinna vítamína, stjórnun á blóðfitu (FFS og kólesterol) • Tæknileg áhrif á fæðu

2. Fita • 99% fita hafa glycerol grind með þrjár estertengdar f.s. • Plöntu eða dýrafita • Fitur vs. olíur • Fitur - harðar við herbergishita • Olíur - fljótandi við herbergishita

3. Nafnakerfi fitusýra • Nokkur nafnakerfi eru í gangi • 1. Sama nafnakerfi og kolefnissambönd (6)CH3-(5)CH2-(4)CH2-(3)CH2-(2)CH2-(1)COOH hexanoic sýra • 2. Nafn grundvallað á karboxylhópi en sama nafnagift og í 1. Kolefni sem er næst -COOH hópi er númer 1 (5)CH3-(4)CH2-(3)CH2-(2)CH2-(1)CH2-COOH 1-pentanekarboxyl sýra

4. Nafnakerfi fitusýra (frh) 3. Trivial nafnakerfi - byggt á gamalli hefð butyric, stearic, oleic, linolenic o.s.frv. • Númerakerfi, fjöldi kolefnisatóma og tvítengja: 4:0 (4 kolefni, engin tvítengi) 18:2 (18 kolefni, tvö tvítengi) 5. Eins bókstafs kerfi t.d. P=palmitic, L=linoleic

5. Ómettaðar fitusýrur • Ómettaðar fitusýrur • Sama nafnakerfi og mettaðar f.s. en -enoic ending • dí, trí o.s.frv. táknar fjölda tvíbindinga • Dæmi: • 16:1 = hexadecaenoic sýra • 18:3 = octadecatríenoic sýra • Staðsetning tvíbindinga miðað við n () og  (delta)kerfin • n () - miðað við fyrsta tvíbinding frá CH3 enda •  - “ “ “ “ “ COOH enda

6. Ómettun fitusýra Dýr • Tvítengi í stöðu n-9 • Geta ekki myndað annað tvítengi á milli n-9 og CH3 enda - aðeins á milli n-9 og COOH enda Plöntur • Mynda tvítengi á milli n-9 og CH3 enda • Mettaðar fitusýrur eru beinar keðjur • Tvítengi veldur bognun í cis fitusýrum • Ekki frjáls snúningur um tvítengi

7. Cis og trans fitusýrur • Flestar nátturúlegar fitusýrur eru a cis formi

8. Oleic sýra úr palmitic sýrun-9 fitusýra

9. Arachidon sýra úr linoleic sýrun-6 fitusýrur

10. Myndun n-3 fitusýra

11. Eicosanoí ðar úr arachidon sýru

12. Mettun fitusýra

13. Nafnakerfi þríglyceríða • TAG (triacyl glycerol), ÞG (þríglyceríðar) • Dæmi um þríglyceríð með þrjár áfastar fitusýrur (stearic sýru, 18:0) • Mynd: H2C-O-(C=O)-(CH2)16-CH3 3HC-16(CH2)-(O=C)-O-CH • H2C-O-(C=O)-(CH2)16-CH3 • Glycerol, tristearate • Tri (stearin) - allar fitusýrur stearic (18:0) • StStSt (n=16) • Ef tvær mismunandi f.s. eru í stöðum 1 og 3 á þ.G.  chiral center

14. Nafnakerfi þríglyceríða • Stereosérhæfð númerun • Sn-kerfið (Hirchmann) mest notað • þríglyceríð með 3 mismunandi fitusýrur áfastar (18:0, 18:1 og 14:0): 1-stearoyl-2-oleoyl-3-myristoyl-sn-glycerol sn-glycerol-1-stearate-2-oleate-3-myristate sn-18:0-18:1-14:0 sn-StOM (St = stearic, O = oleic, M myristic) • Mynd: H2C-O-(C=O)-(CH2)16-CH3 3HC-7(CH2)-CH=CH-(CH2)7-(O=C)-O-CH • H2C-O-(C=O)-(CH2)12-CH3

15. Fitusýrudreifing í dýra- og plöntufitum

16. Fita og olía Fita vs. olía • Meiri ómettun fitusýra (f.s.) í olíu  Meiri fljótanleiki í olíu en í fitu • Styttri f.s. meiri mýkt (fljótanleiki) • Ómettun  bognun keðja  ekki eins þétt pökkun f.s. • Stuttar f.s.  hraðari rotation keðja

17. Bræðsluferlar kakósmjörs og svínafitu

18. Fosfólípíðar • Myndaðir úr phosphatidic sýru

19. Fosfólípíðar

20. Plötusterólar og stanólar

21. Kristalbygging þríglyceríða Fundin með kristalgreiningu, NMR tækni, Infra Red tækni, Calorimælingum og fleiri aðferðum. • Fitusýrur (f.s.) - raðast saman í pörum haus við haus og deila með sér vetnistengjum milli -COOH hópa • Blöndur lípíða (mism. f.s.)  blandaðir kristallar • Mismunandi pör tengd COOH við COOHraðast í kristalla eins og í kristöllum lípíða með eina tegund f.s.

22. Kristallar þríglyceríða

23. Gerðir þríglyceríð kristalla þrjár gerðir kristalla ´  • Aukinn stöðugleiki  ein stefna • Monotrophic transition: óstöðugur () stöðugri (´ og )

24. Gerðir Þ.G. kristalla Kristalform Einkenni Stærð m •  brothættar gegnsæjar flögur 5 • ´ örlitlar viðkvæmar nálar 1 •  stórir grófir kristallar 25-50 (100)

25. Kristallar þrígyceríða

26. Áhrif kristallagerða á bræðslumark þ.G. • ´ formið er æskilegt í bökunarfeiti - það auðveldar bindingu mikils magns loftbóla ( gefur fáar stórar loftbólur) • Gerð BM (bræðslumark, ˚C) •  54,7 • ´ 64,0 •  73,3

27. Polymorphic hegðan fitu Fitusýrusamsetning og staðsetning f.s. í Þríglyceríðum hefur mest áhrif á kristalgerð og byggingu þeirra • Við hæga kælingu þríglyceríða myndast oft lög kristalla, þ.e. lög af einni tegund kristalla ofan á lögum af öðrum tegundum

28. Eðlisfræðilegir eiginleikar fitu Eðlisfræðilegir eiginleikar t.d. smyrjanleiki, mýkt og áferð eru háðir: • Magni fastrar fitu • Algengast er að magn fastrar fitu sé á milli 10-30% af heildarfitu, sem er til staðar við ákveðið hitastig • Bræðslumarki þ.G. fitu • Kristalformi fitu

29. Eðlisfræðilegir eiginleikar fitu þjálni fitu (plasticity) • Háð réttri dreifingu (réttum hlutföllum) á milli fasts og vökvafasa • Einsleitar (homogen) fitur hafa þröngt þjálnisvið • Margleitar (heterogen) fitur hafa vítt þjálnisvið • Unnt að auka þjálnisvið með íbót þ.G. með hátt eða lágt BM

30. Bræðslumark fitu (BM) • BM er það hitastig þar sem síðasti snefill fastrar fitu bráðnar • Vítt T-bil bráðnunar er vegna mismunandi fitusýrusamsetningar og kristalgerða • Lengd og ómettun f.s. • Kristalgerð

31. þjálni fitu Skilgreining á þjálni: • Fitan þolir þrýsting að ákveðnu þröskuldsgildi  lætur undan þrýstingi og rennur eins og vökvi þjált efni • Tveir fasar, sem unnt að líta á sem ýrulausn þar sem dreifði fasinn er vökvi en samfelldi fasinn er fastur • Samfelldi fasinn - er oftast sá fasi, sem er í meira magni • Dreifði fasinn - er oftast sá fasi, sem er í minna magni

32. þjálni (frh.) • Fasti fasinn er smátt dreifður, van der Waals kraftar milli kristalla. Lítil kornastærð kristalla  aðdráttarkraftar eru meiri en þyngdarkraftur örfín göng eru á milli korna (eins konar netja) - hindra að vökvafasinn renni út • Tiltekið hlutfall er á milli fasts fasa og vökvafasa • BinghamSkilgreindi þjálni þannig: Föstu agnirnar rekast á og mynda eins konar umferðarhnúta sem veita rennsli viðnám  lítill þrýstingur getur ekki komið efninu á flot

33. þættir sem hafa áhrif á þjálni Hlutfall storknaðar fitu í massanum: • Föst fita getur verið aðeins um 5% af massa (t.d. svína og bökunarfeiti) en samt heldur fitan lögun • þegar föst fita > 40-50% af massa þá molnar massinn undan spennu en rennur ekki • Bökunarfeiti: rétt áferð- föst fita á milli 15-25% af massa- 1% breyting  getur leitt til rangrar áferðar

34. Þjálni og áferð • Best áferð fæst þegar fitan hefur vítt T svið þ.e. fita með þ.G. sem hafa ólík BM • Kristalgerð fitu ásamt fjölda og stærð fitukristalla hefur mikil áhrif á þjálni fitu • Hnoðun fitu  tengi rofna en myndast á ný síðar

35. Fiturof (lipolysa) • Losun frírra FFS  getur gefið aukabragð • Fitusýrur eru losaðar af þríglyceríðum með ensímum og hita • Hægt að óvirkja ensím og koma þannig í veg fyrir rof • Ostar og brauð - lípolysa æskileg • Olíur - mikið magn frírra f.s. eftir útdrátt fitu úr fræjum eða vef neutraliserað með basa  magn FFS 

36. Djúpsteiking og fiturof • Við djúpsteikingu fer raki úr matvælum, hátt T  mikil lípolysa • Afleiðingar:  smoke point (reykur ),  yfirborðsspenna gæði djúpsteiktra matvæla FFS  ofur viðkvæmar fyrir oxun • FFS viðkvæmari fyrir oxun en FS í þ.G.

37. þránun fitu (autooxidation) þránun (oxun)- autooxidation • Oxun lípíða: Er aðal skemmdarvaldur í matvælum • Áhrif: oxunarbragð (þráabragð) og minnkað næringargildi • Sum myndefni oxunar eru eitruð • Takmörkuð oxun er stundum æskileg t.d. í ostum og steiktum matvælum Afstæður oxunarhraði fitusýra: • 18:0 18:1 18:2 18:3 • 1 : 100 : 1200 : 2500

38. Módelkerfi fyrir þránun Módelkerfi fyrir þránun (oxun) • Oleic-, linoleic- og linolenic sýrur (litið á einstaka skref oxunar) • Oxun í matvælum er mjög flókið fyrirbæri. þess vegna er erfitt að rannsaka oxun beint en í staðinn er hægt að styðjast við módelkerfi • Oxun í matvælum er frábrugðin því sem gerist í módelkerfum

39. Áhrif þránunar • Fitusameindir eru oft tengdar próteinum, kolvetnum, vatni, ensímum, söltum, vítamínum, og pro- og antioxidöntum • Oxunarhvörf f.s. geta stöðvast fyrir tilstilli afoxunarmiðla í matvælum t.d. sum myndefni Maillard hvarfs • ROOH + prótein (cys, met)  næringargildi  • Oxunarmyndefni lípíða  fríir radikalar í próteinum, lys 

40. Þránun - skref 1 3 skref þránunar 1. Initiation • RH (fitusýra) + initiator  R + H (hydrogen free radical) • Initiator (radikal) nemur á brott vetnisatóm frá fitusýru og við það myndast fitusýru radikal • Initiator getur t.d. myndast: Við niðurbrot ROOH, með frjálsum R eða H,við hvötun með málmum, í ljósi, eða fyrir tilstilli O2 singlet oxygens (Chl, Mb)

41. Þránun - skref 2 Propagation R + O2 ROO ROO + RH  ROOH + R RH = f.s. H (hydrogen free radical) R (lipid free radical) ROO (peroxy free radical) Fáum hérna keðjuverkun þar sem R fer aftur í skref 1 Í skrefi 2 myndast 1 stigs oxunarmyndefni

42. Þránun - skref 3 Termination R + R R-R R + ROO ROOR ROO + ROO ROOR + O2 Allt nonradikal myndefni

43. Mælingar á þránun Breytingar á svínafeiti - háð mæliaðferð hvenær þránun hefst A: 1∞ oxunarmyndefni ekki tenging við skynmat • B: 2∞ “ tenging við skynmat • C: 3∞ “ tenging við skynmat • Induction period: hæg breyting, mislöng háð mæliaðferð

44. Hin þrjú skref þránunar

45. Singlet súrefni og tvítengi

46. Niðurbrot vetnisperoxíða

47. Efnahvörf þránunar • Myndir af þránunfitusýranna: • Oleic sýru (18:0), • Linoleic sýru (18:2 -6) • Linolenic sýru (18:2 -3)