Выделение жирных кислот из растительных масел (стр. 7 из 9)
| рицинолевая | С18 | CH3(CH2)5-CHOH-CH2-CH CH-(CH2)7COOH |
Циклические кислоты
      чаллидгровая | С18 | (CH2)12COOH |
Из непредельных кислот, содержащихся в природных жирах, наиболее распространена олеиновая кислота. Во многих жирах она составляет больше половины от общей массы кислот и лишь в немногих жирах ее содержится меньше 10 %; олеиновая кислота присутствует во всех исследованных жирах. Линолевая и линоленовая кислоты присутствуют в значительных количествах в растительных маслах, для животных организмов они являются незаменимыми кислотами. В жирах животных присутствует арахидоновая кислота, содержащая четыре двойные связи, в жирах рыб и морских животных обнаружены кислоты с пятью, шестью и более двойными связями. [ ] Большинство ненасыщенных кислот липидов имеет цис-конфигурацию, двойные связи у них изолированы или разделены метиленовой группой (-CH2-). Кислоты, включающие окси-, кето-, эпоксигруппы, в большинстве природных объектов встречаются в незначительных количествах ( исключение - рицинолевая кислота, содержание которой в касторовом масле достигает 85 %).
Из предельных кислот очень широко распространена пальмитиновая кислота. Она присутствует во всех жирах, причем в некоторых ее содержание превышает 10 - 15 % от общего содержания кислот. Широко распространены стеариновая и миристиновая кислоты. Стеариновая кислота содержится в больших количествах ( 25 % и более ) в запасных жирах некоторых млекопитающих ( в овечьем жире ) и в жирах некоторых тропических растений, например в масле какао.
Принято разделять кислоты, содержащиеся в жирах, на две категории: главные и второстепенные кислоты. Главными считаются кислоты, содержание которых в жире превышает 10 %.[ ]
Большинство жиров содержат две или три главные кислоты и некоторые другие кислоты в меньшем количестве. Все кислоты распределены таким образом, что образуется по возможности большее число смешанных глицеридов («принцип равномерного распределения»). Иными словами, каждая молекула глицерида стремится к более гетерогенному составу. Например, масло какао содержащее в качестве основных кислот пальмитиновую, стеариновую и олеиновую в примерно равном молярном соотношении, состоит в большей степени из олеопальмитостеарина, тогда как трипальмитин, тристеарин и триолеин содержатся в незначительных количествах.
Липиды микроорганизмов.
В клетках микроорганизмов липиды выполняют самые различные биологические функции. Они входят в состав клеточных мембран, митохондрий, хлоропластов и других органелл. Липопротеиновые комплексы играют важную роль в процессах метаболизма. С ними в значительной степени связаны активный перенос различных веществ через пограничные мембраны и распределение этих веществ внутри клетки.
С составом липидов во многом связаны такие свойства микроорганизмов как термотолерантность и термофильность, кислотоустойчивость, вирулентность и другие признаки. Кроме того в микроорганизмах липиды могут выполнять функцию запасных продуктов. К таковым относится поли-b-гидроксимасляная кислота, образуемая многими бактериями, и триацилглицерины, накапливаемые в больших количествах некоторыми дрожжами и другими представителями грибов.
Систематическое изучение липидов микроорганизмов началось с исследований дрожжей немецкими учеными Нэгели и Левом в 1878 г. Общее количество липидов микроорганизмов колеблется от 0,2 до 10 % от абсолютно сухих веществ клетки. Однако в условиях, благоприятных для накопления этих продуктов метаболизма, содержание липидов может достигать 60-70 %. Способностью к такому «сверхсинтезу» липидов обладают лишь некоторые представители микроорганизмов. Некоторые виды приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6. Максимальное содержание липидов у некоторых микроорганизмов.
| микроорганизм | липиды по отн. к сухому веществу клеток, % |
| Actinomyces albaduncus | 42-57 |
| Alcaligenes eutrophus | 40-60 |
| Blaceslea trispora | 54-56 |
| Cryptococcus terricolus | 65-70 |
| Lipomyces lipoferus | 50-63 |
| Mycobacterium smegmatic | 35-36 |
Cостав липидов различных микроорганизмов очень неодинаков. У бактерий, как правило, много фосфолипидов. Микобактерии содержат значительное количество восков. Жирные кислоты у эубактерий обычно содержат от 10 до 20 атомов углерода (преимущественно 15-19). Микобактерии, коринебактерии и нокардии содержат в составе липидов кроме обычных кислот, своеобразные, характерные только для этих микроорганизмов миколовые кислоты, представляющие собой высокомолекулярные b-гидроксикислоты с длинной алифатической цепью в a-положении.
ЖКС липидов мицелиальных грибов во многом идентичен составу растительных масел. В связи с этим грибные липиды могут найти применение в различных отраслях народного хозяйства (сельское хозяйство, лакокрасочная промышленность, производство медицинских препаратов). В последние годы среди мицелиальных грибов обнаружены высокоактивные продуценты арахидоновой кислоты и разработан способ ее трансформации в некоторые биологически активные вещества.
Некоторые виды дрожжей и мицелиальных грибов обладают способностью образовывать внеклеточные липиды. Их состав и причины образования до конца не изучены. Фракционный состав внутренних липидов некоторых видов дрожжей приведен в таблице.
Таблица 2.7. Состав дрожжевых липидов.
| фракция | Lipomyces starkeyi | Lipomyces lipoferus | Sporobolomyces roseus |
| фосфолипиды | 2,2 | 4,3 | 3,3 |
| стерины | 2,5 | 5,3 | 3,7 |
| моно- и диацилглицерины | 4,6 | 5,7 | 4,8 |
| св. жирные кислоты | 16,4 | 2,6 | 10,1 |
| триацилглицерины | 71,4 | 78,1 | 72,2 |
| стерин. эфиры, воска | 1,2 | 1,7 | 2,1 |
Как видно из таблицы, среди отдельных фракций дрожжевых липидов наибольший удельный вес занимают триацилглицерины. Аналогичный фракционный состав имеют липиды мицелиальных грибов и водорослей.
Из разных микроорганизмов дрожжи обладают рядом свойств (быстрота роста , нетребовательность к составу среды и т. д.), позволяющих рассматривать их как наиболее перспективный на ближайшее время источник промышленного получения липидов. В качестве продуцентов липидов можно также использовать мицелиальные грибы и микроформы водорослей. Известный интерес ( как источники специфических жирных кислот, фосфолипидов и восков) представляют бактериальные продуценты.
Определение состава жиров и их компонентов.
Знание количественного состава жиров, а именно процентного количества выхода жирных кислот, глицерина необходимо при осуществлении ряда технологических процессов, например омыления, получения жирных кислот и глицерина.
Для характеристики состава жира прибегают к определению неомыляемых веществ, общего содержания жирных кислот, ацилглицеринов, глицерина.[ ]
Сэмонс и другие отделяли жирные кислоты от неомыляемых веществ на активной окиси алюминия, где затем метилировали их раствором сухого хлористого водорода в безводном метаноле. Как показали исследования ВНИИЖ ( Всесоюзного научно-исследовательского института жиров), при выделении этим способом свободных жирных кислот из окисленных жиров трудно очистить препарат от некоторых окрашенных полярных продуктов.
Хорштейн и другие предложили более перспективное решение, заключавшееся в том, что свободные жирные кислоты поглощались из раствора в петролейном эфире сильноосновным аниоритом в ОН-форме. Поглощенные жирные кислоты этерифицировали без предварительной десорбции метанольным раствором сухого хлористого водорода. Позднее Биллс и другие разработали улучшенную модификацию этого метода для анализа низших жирных кислот с использованием для этерификации хлористого этила.
В настоящее время для определения состава жирных кислот используется следующий метод: жир омыляют спиртовым раствором гидроксида натрия или калия. Из мыльного раствора после удаления спирта жирные кислоты выделяют водными растворами минеральных кислот (HCl, H2SO4), а затем экстрагируют их петролейным эфиром. При этом в жире определяют общее содержание жирных кислот.[ ] В данной работе для выделения жирных кислот использовался аналогичный метод, описанный в лабораторном практикуме по органической химии (Москва 1996 г.).