지방

지방의 분류 – 예

지방은 물리적 상태, 기원 및 화학적 성질에 따라 나눌 수 있습니다. 물리적 상태 측면에서 지방은 고체(예: 코코넛 버터, 라드 또는 우지) 또는 액체(대두유, 올리브 또는 어유)일 수 있습니다. 물리적 상태는 또한 또 다른 구분을 시사합니다. 고체 지방의 탄화수소 부분에는 포화 결합만 포함되어 있는 반면 액체 지방에는 불포화 결합도 포함되어 있습니다. 이중 결합의 존재는 탄소 사슬의 굴곡에 영향을 미치며, 이는 차례로 분자의 패킹과 밀도를 감소시킵니다. 자연적으로 발생하는 불포화 지방은 구조적 "-시스" 기하학을 특징으로 하지만 열처리를 받으면 인체 건강에 해로운 "-트랜스" 이성질체로 변환됩니다. 지방의 화학적 성질은 또한 구조 내 특정 결합의 유무에 따라 달라질 수 있습니다. 포화 지방은 라드, 우지 또는 버터의 경우처럼 포화 결합만 포함하는 반면, 불포화 결합은 대두유, 올리브 또는 어유에서 찾을 수 있습니다. 세 번째 중요한 분류는 기원에 따른 것입니다. 지방은 식물이나 동물에서 유래할 수 있습니다.

지방의 기원

가장 일반적인 지질은 동물성 지방과 식물성 기름입니다. 외관과 물리적 상태의 상당한 차이에도 불구하고 구조는 매우 유사합니다. 동물성 지방은 고체(예: 버터 또는 라드)인 반면 식물성 기름은 액체(옥수수 기름 또는 땅콩 기름)입니다. 분자의 구조와 화학적 성질 면에서 동물성 지방과 식물성 지방은 둘 다 트리아실글리세리드(TAG) – 긴 사슬 카르복실산 분자 3개가 있는 글리세롤(글리세린) 트리에스테르입니다. 가장 많은 양의 식물성 지방은 과일의 씨앗과 과육에 포함되어 있는 반면, 동물성 지방은 대부분 세포와 지방 조직에서 찾을 수 있습니다. 가장 중요한 두 가지 지방 공급원 외에도 인공적으로 합성된 지방도 있습니다. 천연 지방은 전적으로 많은 에스테르의 혼합물인 반면 합성 지방은 단일 화합물로만 구성됩니다.

지방의 기본적인 물리화학적 성질

그 다양한 그룹의 대표자들은 서로 다른 구조를 가지고 있지만, 그들 중 어느 것도 물에 녹지 않습니다. 그러나 비극성 구조로 인해 벤젠, 디에틸 에테르, 클로로포름 또는 아세톤과 같은 널리 사용되는 유기 용매에 용해됩니다. 물과 결합된 지방은 한 액체가 다른 액체에 분산된 불균일한 혼합물인 에멀젼을 생성합니다. 그들의 밀도는 물의 밀도보다 낮기 때문에 표면으로 올라갑니다. 비중은 0.910~0.996g/cm ³ 입니다. 지방은 산패되어 불쾌한 맛과 냄새가 나는 부티르산과 같이 인체에 해로운 화합물을 생성합니다. 변형은 온도와 박테리아의 영향을 받는 호기성 조건에서 발생합니다. 정상적인 조건에서는 물리적 상태에 관계없이 지방은 냄새, 맛 또는 색이 없으며 중립적인 반응을 보입니다. 맛이나 냄새는 혼합물이나 분해 생성물에서 나올 수 있습니다. 지방은 비휘발성 및 가연성이며 발열량이 약 38 J/g으로 낮습니다. 그들의 순 발열량은 약입니다. 39kJ/g이므로 고에너지 비축 물질을 구성합니다. 지방은 카르복실산과 알코올 사이에서 직접 발생하는 에스테르화에 의해 얻어진다. 이는 단순 및 복합 지질에 대한 기본 반응이지만 이소프레노이드에 대한 반응은 아닙니다. 에스테르화는 항상 산성 환경에서 발생하며 가역적입니다. 그것은 다음 반응에 따라 실행됩니다: R ¹ COOH + R ² OH ↔ R ¹ COOR ² + H ₂ O

적절한 지방

구조적으로 이들은 트리하이드록실 알코올(글리세롤)과 다른 지방산의 에스테르입니다. 글리세롤 분자는 3개의 에스테르화 가능한 하이드록실 그룹을 포함하므로 조건에 따라 1개, 2개 또는 3개의 그룹과 지방산 사이에서 반응이 발생합니다. 이러한 변형의 산물은 각각 분자당 1개, 2개 또는 3개의 지방산 라디칼을 포함하는 모노아실글리세롤, 디아실글리세롤 및 트리아실글리세롤일 수 있습니다. 모든 천연 지방은 트리아실글리세롤인 반면 합성 지방은 일반적으로 모노아실글리세롤 또는 때때로 디아실글리세롤입니다. 적절한 지방의 예는 글리세롤 트리스테아레이트 로, 그 분자에서 3개의 하이드록실 그룹 모두가 스테아르산 분자에 의해 에스테르화됩니다.

복합 지방

복합 지방은 적절한 기능을 조절하는 세포막의 구성 요소입니다. 그들의 역할은 일반적으로 내부 장기의 충격을 흡수하고 단열을 제공하는 것입니다. 그들은 인지질, 당지질 및 스테로이드의 세 가지 주요 그룹으로 나뉩니다. 그들은 분자 내에 특정 원자의 존재로 구별할 수 있습니다. 인지질은 인지질산의 유도체이고, 당지질은 당을 함유하며, 스테로이드는 4개의 인접한 방향족 고리로 구성됩니다.

단순 지방 대 혼합 지방

트리아실글리세롤에 존재하는 3개의 산 라디칼의 능력을 고려할 때, 구조는 3개의 동일하거나 다른 지방산 라디칼을 포함할 수 있습니다. 이것이 동일한 산 라디칼을 포함하는 단순 트리아실글리세롤과 다른 산 라디칼을 포함하는 혼합 트리아실글리세롤을 구별하는 방법입니다. 대부분의 경우 천연 지방에는 여러 가지 다른 산 라디칼이 있으므로 혼합 지방입니다. 이러한 이유로 그들은 그들 자신의 이성질체를 가지고 있습니다. 즉, 다른 위치에 다양한 그룹의 배열은 자연에서 세 위치 이성질체의 동시 존재에 기여합니다. 따라서 자연에 존재하는 지방의 범주는 매우 광범위합니다.

지방의 가수분해

지방의 가수분해는 두 가지 변형으로 가능합니다. 물은 산성 가수분해를 일으키고 염기성 환경에서는 알칼리성 가수분해를 일으킵니다. 산 가수분해는 글리세롤과 지방산을 생성합니다. 알칼리성 가수분해는 비누화라고도 합니다. 그 반응의 결과로 글리세롤(프로판-1,2,3-트리올)과 라디칼이 반응에 적용된 지방의 성분인 지방산 염을 얻습니다. 화학적 용어로 일반적으로 알려진 비누는 고급 카복실산의 나트륨 또는 칼륨 염과 일반적으로 이들의 혼합물이며, 여기서 지방의 알칼리성 가수분해(비누화)의 다른 이름이 나옵니다. 지방의 산 가수분해 메커니즘은 에스테르의 가수분해와 다르지 않습니다. 이 과정은 분자를 활성화하기 위한 목적으로 산소의 카르보닐 원자의 양성자화로 시작하여 친핵성 물 분자를 추가합니다. 다음 단계는 양성자의 thrtransformation과 카르복실산의 형성을 포함하는 알코올 분자의 제거입니다. 최종 단계에서 산성 촉매가 재생산됩니다.

지방의 비누화

메커니즘 자체는 친핵성 물질이 수산화물 음이온인 친핵성 치환 중 하나입니다. 초기 단계에서는 지방 카르보닐 그룹의 탄소 원자에 연결되어 모양이 삼각(sp ² 혼성화)에서 사면체(sp ³ )로 바뀝니다. 그런 다음 중간 생성물에서 알콕실 이온이 분리되고 카르복실산이 형성되며 양성자를 잃고 카르복실산 음이온을 생성합니다. 추상화된 양성자는 알콕실 이온에 붙습니다. 최종 단계에서 무기산 용액을 첨가한 후 카르복실화된 이온이 양성자화되거나 나트륨 양이온이 부착됩니다.

지방 검출

1. 아크롤레인 테스트

미네랄 오일과 같은 지방 물질과 지방을 구별할 수 있습니다. 그것은 버너 화염에서 오일을 가열하는 것으로 구성되며 변형은 특정 냄새가 나는 아크롤레인 연기를 생성할 수 있습니다. 아크롤레인(아크릴알데히드)은 글리세롤 탈수의 휘발성 불포화 생성물입니다. 자극적인 냄새 외에도 알데하이드는 알칼리성 환경에서 은 이온을 환원시키는 능력이 있습니다. 아크롤레인은 예를 들어 튀길 때 연소된 기름에 일반적입니다.

식단에서 지방의 역할

식품, 화장품 및 제약 산업에서 지방은 광범위하게 사용됩니다. 우리 몸은 지방에 용해되는 비타민 A, D, E 및 K가 필요하기 때문에 중요한 식이 요소입니다. 또한 에너지 비축 물질로 작용하고 많은 대사 반응에 필요한 반응물을 구성합니다. 보충에 필요한 불포화 지방산(우리 몸에서 합성되지 않는 지방산)은 주로 오메가-3와 오메가-6입니다. 예를 들어 콜레스테롤을 운반하거나 혈액 응고를 돕기 때문에 인체의 적절한 기능에 필수적입니다. 여기에는 α-리놀렌산(ALA), 에이코사펜타엔산(EPA), 도코사헥사엔산(DHA), 리놀레산(LA), 감말리놀렌산(GLA) 및 아라키돈산(AA, ARA)이 포함됩니다. 그들 각각은 적절한 지방으로 식단을 확장하여 얻을 수 있습니다.

액체 지방의 수소화

지방 수소화는 예를 들어 마가린 또는 튀김 지방을 생산하는 데 사용되는 반응입니다. 식물성 기름에 존재하는 탄소 원자 사이의 이중 결합은 촉매에 의해 감소될 수 있습니다. 대부분의 경우 적절한 농도의 지방 혼합물을 생산하기 위해 콩기름, 코코넛유 또는 면유와 같은 액체 기름을 사용합니다.