Kemizam biljnih ulja | PLANTAGEA

Kemizam biljnih ulja

PG — Mon, 04 Mar 2019 14:46:10 +0000

Biljna ulja uglavnom se sastoje od triglicerida, spoja sastavljena od alkohola glicerola i masnih kiselina. U trigliceridima otopljene su druge tvari poput vitamina topivih u ulju, ali i drugih tvari koje povoljno utječu na naše zdravlje poput sterola i polifenola.

Još u osnovnoj školi počinjeno učiti o kemijskom sastavu biljnih ulja i pojmovima poput masnih kiselina, alkohola glicerola i njihovim spojevima, esterima masnih kiselina koje zovemo trigliceridima. Učimo također kako su biljna ulja rezervni oblik energije koju koristimo kada nam nedostaje hrane.

No čak i u fakultetskom obrazovanju ne srećemo punu dubinu značaja ulja i masti koja su puno više od pukih visokoenergetskih spojeva. Pogotovo smo skloni zaboraviti kako u biljnim uljima postoje i drugi važni spojevi koji su neophodni za ljudski život. To su vitamini i provitamini topivi u uljima. Biljna ulja su najčešći prehrambeni izvor raznih oblika vitamina E. Jednako su nam važi i fitosteroli, molekule koje učestvuju u regulaciji apsorpcije kolesterola i pravo su čudo u kozmetici. Neke tajne biljnih ulja će možda uvijek biti skrivene: okus biljnih ulja fini je balans stotine hlapivih i nehlapivih spojeva.

Masne kiseline, osim što su nam važni izvori energije, daju svim stanicama ljudskog organizma jednu od najvažnijih struktura, membrane. Oni su i prekursori (polazne tvari) od koji organizam sintetizira nekoliko desetaka različitih lokalnih i sistemskih hormona, odnosno medijatora, koji upravljaju gotovo svim važnijim procesima; san, kontrakcije maternice tijekom poroda, kontrola upale i imunološki procesi, zacjeljivanje tkiva, kontrola protoka krvi i koagulacija (zgrušavanje) krvi, pa čak i erekcija, sve su to procesi u kojima učestvuju masne tvari. Znatan dio masnih kiselina uopće ne možemo sami sintetizirati, te ih poput vitamina moramo unositi u organizam i nazivamo ih esencijalne masne kiseline.

Pogledajte:

The post Kemizam biljnih ulja first appeared on PLANTAGEA.

Alkil i acil gliceroli

PG — Tue, 05 Mar 2019 09:09:55 +0000

Da nije bilo masnoća ne bi bilo sapuna. Masti i ulja se uglavnom sastoje od triglicerida. Njihovom razgradnjom, bilo enzimskom u probavnom sustavu ili kemijskom, nastaju slobodne masne kiseline. Jedan vrlo mali broj ulja, poput onog iz jetre morskog psa, sadrži alkil glicerole, pomalo drugačiju skupinu koju ne koristimo za dobivanje energije već za komunikaciju među stanicama.

Acil-gliceridi (trigliceridi)

Kao što je već rečeno, u biljnim uljima dominiraju trigliceridi. Što su trigliceridi? Oni pripadaju velikoj skupini spojeva koje zovemo esterima. Esteri nastaju kemijskom ili enzimskom (biološkom) reakcijom alkohola i karboksilnih (organskih) kiselina i već smo ih susreli u kemijskom sastavu eteričnih ulja. No, trigliceridi su građeni od alkohola glicerola, te masnih kiselina. Masne kiseline jesu karboksilne kiseline poput octene kiseline, ali se sastoje od većeg broja ugljikovih atoma, 8-24. To daje masnim kiselinama specifična svojstva. Za razliku od octene kiseline koja je tekuća i lako se topi u vodi, većina masnih kiselina je na sobnoj temperaturi kruta ili vrlo viskozna, masna na dodir, te se relativno slabo tope u vodi.

Biološkom reakcijom masnih kiselina i glicerola nastaje triglicerid. Na slici je prikazano nastajanje tipičnog triglicerida. Reakcijom alkohola glicerola koji sadrži tri hidroksidne skupine, te tri molekule palmitinske kiseline, nastaje triglicerid (gliceril-tripalmitat) i tri molekule vode u procesu esterifikacije. Gliceril-tripalmitat tipičan je triglicerid iz palminog ulja. Svima je daleko poznatiji put razgradnje, koji se naziva hidroliza ili saponifikacija. To je reakcija koja nastaje kuhanjem sapuna. Zbog toga trigliceridi čine tzv. osapunjivu frakciju biljnih ulja (engl. saponifiable fraction ; fr. fraction saponifiable). Većina drugih tvari koja je otopljena u trigliceridnom matriksu naziva se neosapunjiva frakcija (engl. unsaponifiable fraction; fr. fraction insaponifiable).

I ovdje staje romansirano srednješkolsko gradivo. Naime, biljna ulja ne sadrže u svom sastavu samo trigliceride, već i određeni udio diglicerida (ester dvije molekule masne kiseline i glicerola) i monoglicerida (ester jedne molekule masne kiseline i glicerola). Jedan dio takvih spojeva nastaje zbog nepotpune biosinteze, a dio i nastaje spontanom reakcijom s vodom (vlagom) u ulju tijeko skladištenja. Frega et al. (Riv. Ital. Sost. Grasse 70: 153-156, 1993) objavljuju kako u djevičanskom maslinovom ulju može biti 1-2,5% diacil-glicerola (diglicerida). Nije svejedno na kojoj poziciji glicerola su vezane ove masne kiseline. To je uglavnom 1,3-diacil glicerol. U vrlo svježem ulju postoji određeni udio i 1,2-diacil-glicerola, ali stajanjem ova molekula prelazi u daleko stabilniji 1,3 oblik. Monoacil-glicerola (monoglicerida) bude vrlo malo, ispod 0,25%. Paganuzi et al. (Riv. Ital. Sost. Grasse 64: 411-414, 1987) objavljuju kako su monogliceridi uglavnom 1-acil-gliceridi, dok 2-acil glicerida bude proporcionalno manje.

Biljna ulja nikada ne sadrže samo jednu masnu kiselinu, već cijeli niz masnih kiselina. Naizgled, njihova ugradnja bi mogla biti nasumična, odnosno kako koja masna kiselina bude dostupna enzimu. No, i u tome u prirodi postoji određeni red. U maslinovom ulju, na poziciji 2 glicerola rijetko se vežu stearinska (S) i palmitinska (P) kiselina, a rado se vežu oleinska (O) i linolna (L) kiselina. Boskou et al. (Lebensm.-Wiss. u. Technol. 19: 156-157, 1986) objavljuju ovakav raspored masnih kiselina u trigliceridima maslinovog ulja: OOO (40-59%), POO (12-20%), OOL (12.5-20%), POL (5.5-7%) i SOO (3-7%). Ovdje se vidi pravilo da na drugoj poziciji ima vrlo malo S (stearinske) i P (palmitinske) kiseline. No, za druga ulja, ovisno o omjerim atih kiselina, mogu vrijediti i drugačija pravila.

Premda ovo izgleda kao akademska rasprava koja nema veze s ukusnom salatom začinjenom maslinovim uljem, ovakvi omjeri pozicija triglicerida vrlo su važni u kontroli kvalitete nekih ulje i dokazivanju njihove autentičnost.

Alkil-gliceroli

Alkil-gliceroli su vrlo rijetka grupa spojeva u biljnim uljima, no prisutni su u životinjskim masnoćama, pogotovo u masnoćama jetri riba, te jetre nekih vrsta morksih pasa. Alkil-gliceroli nisu esteri, već eteri. Biosintetski nastaju od alkohola pomalo neobičnih struktura (na slici su selahil i behil alkohol) s glicerolom.

Alkil gliceroli imaju potpuno drugačiju funkciju od acil-glicerola odnosno klasičnih triglicerida. Oni uglavnom nisu skladišni izvor energije. U morskom psu, alkil-gliceroli doprinose uzgonu i omogućuju im da tijelo ima manju gustoću i tome olakšavaju život u vodi. Morski psi nemaju riblji mjehur koji ribama daju uzgon. U sisavaca, alkil-gliceroli uglavnom imaju razne funkcije, uključujući i procese staničnih membrana i nastanak krvnih stanica u koštanoj srži, o čemu će više biti riječi u djelovanju.

The post Alkil i acil gliceroli first appeared on PLANTAGEA.

Kemizam masnih kiselina

PG — Tue, 05 Mar 2019 09:11:41 +0000

Razlika u kemizmu masnih kiselina čini i veliku razliku u fizičkim i biološkim značajkama. Ako se u uljima dominantno nalaze zasićene masne kiseline ulja će uglavnom biti kruta na sobnoj temperaturi, poput kokosa. Nezasićene masne kiseline čine uglavnom tekuća ulja, a skupina polinezasićenih masnih kiselina vrlo je važna jer ih ne možemo sintetizirati sami u organizmu već ih unosimo hranom. Zbog toga imaju važnost kao što imaju i vitamini. Pomalo ozloglašene trans masne kiseline, nekoć redovni sastojak margarina, nisu samo posljedica industrijske proizvodnje. Prirodno ih nalazimo u mesu i mliječnim proizvodima. One imaju drugačiji raspored atoma u proostoru i naši enzimski sustavi ne mogu ih prepoznati kao druge, cis masne kiseline koje stvaramo mi i unosimo uobičajenim uljima prehranom.

Samih slobodnih masnih kiselina u biljnim uljima ima relativno malo. No, upravo su masne kiseline u sastavu alkil-glicerola neobično bitne za nutritivna, kozmetička i farmakološka svojstva većine biljnih ulja. Masne kiseline dijele se na prema :

broju ugljikovih atoma
broju dvostrukih veza među ugljikovim atomima te njihovoj poziciji.

Podjela prema broju ugljikovih atoma

I biljni i životinjski organizmi naslijedili su arhaične načine sinteze masnih kiselina u kojima se masne kiseline grade dodavanjem dva po dva ugljikova atoma. Stoga većina masnih kiselina ima paran broj ugljikovih atoma. Naravno, postoje i masne kiseline koje imaju neparan broj ugljikovih atoma, ali većina biljnih ulja i životinjskih masnoća sadrže masne kiseline s parnim brojem.

Na slici vidimo slijed ovakve sinteze na primjeru četiri masne kiseline koje se upravo razlikuju u broju ugljikovih atoma. Kemijski sastav masnih kiselina u trigliceridima ponekad je vrlo praktične naravi. Primjerice, u proizvodnji sapuna, biljna ulja bogata laurinskom kiselinom, poput kokosa, daje sapune koji se odlično pjene i čiste, ali su i mekše konzistencije. Ulja bogata palmitinskom i stearinskom kiselinom, poput palme, daju sapune koji su daleko tvrđi i otporniji na raspad, stoga su vrlo popularna u proizvodnji sapuna.

Postoji još jedna važnost broja ugljikovih atoma. Masne kiseline vrlo kratkih lanaca (SCFA, short chain fatty acids) igraju važnu ulogu u zdravlju crijeva. Stvaraju ih bakterije iz ljudskih crijeva, pogotovo iz rodova Clostridium i Fusobacterium, ali i neke gljivice koje zajedničkim imenom nazivamo kombuča i koja je svojedobno bila vrlo popularna u Hrvatskoj. Naime, SCFA igraju važnu ulogu u prevenciji tumora debelog crijeva, bez obzira što postoji niz kontradiktornih podataka. Dobar pregledni rad autora Lipton JR možete naći na sljedećem linku. Moderna dijagnostika u razvijenom svijetu prati sadržaj SCFA u stolici kao znak zdravlja crijevne flore i balansirane prehrane bogate vlaknima.

Podjela prema broju i poziciji dvostrukih veza

Broj i pozicija dvostrukih veza između ugljikovih atoma diktira mnoga kemijska i biološka svojstava biljnih ulja. Ulja bogata nezasićenima masnim kiselinama (jedna ili više dvostrukih veza) su tekuća, ona bogata zasićenim masnim kiselinama (bez dvostrukih veza) obično su na sobnoj temperaturi konzistencije maslaca.

Dobar primjer kako se razlikuju nezasićene masne kiseline s istim brojem ugljikovih atoma ali drugačijim brojem i pozicijom dvostrukih veza prikazan je na slici.

Ako su masne kiseline nezasićene, one mogu biti mono-nezasićene, poput oleinske kiseline koja ima jednu dvostruku vezu. Oleinska kiselina čest je sastojak biljnih ulja, poput maslinovog. Engleska skraćenica za ovakve masne kiseline je MUFA (monounsatturated fatty acids), a francuska AGMI (acides gras monoinsaturés). Ako masna kiselina sadrži više dvostrukih veza, govorimo o polinezasićenim masnim kiselinama, PUFA (polyunsatturated fatty acids) odnosno AGPI (acides gras polyinsaturés). Linolna kiselina ima dvije dvostruke veze, dok γ-linolenska i α-linolenska imaju tri dvostruke veze. Ulja bogata polinezasićenim masnim kiselinama obično su brže kvarljiva jer više dvostrukih veza znači i veću mogućnost da ih “napadne” kisik iz zraka. Stoga je ulje sjemenki lana brže kvarljivo od maslinovog ulja. Ipak, priča nije toliko jednostavna, jer kvarljivost ulja ovisi i o sadržaju prirodnih antioksidansa poput vitamina E. Ulje sjetvenog podlanka (Camelina sativa) sporije se kvari od ulja lana, bez obzira što sadrže gotovo identičnu količinu polinezasićenih masnih kiselina, a upravo zbog većeg sadržaja vitamina E.

Nije svejedno niti gdje se te dvostruke veze nalaze u strukturi masne kiseline. Ugljikov atom najudaljeniji od karboksilne skupine naziva se ω-1 pozicija. Ovisno o tome gdje se nalazi prva dvostruka veza od ω-1 pozicije, masne kiseline mogu biti ω-3, ω-6 i ω-9. U rijetkim slučajevima postoje i drugačije pozicije. Ova pozicija ima vrlo veliku važnost za biološko djelovanje. Naime, životinjski organizmi izgubili su tijekom evolucije sposobnost stvaranja dvostruke veze na jako udaljenim pozicijama poput ω-3, te ovise o biljnim izvorima takvih masnih kiselina. Za razliku od njih, ljudski organizam lako sintetizira ω-9 kiselinu poput oleinske, no to ne znači da takva ulja nemaju važnosti u prehrani. O tome će više riječi biti kod djelovanja biljnih ulja. Omega oznaka jako se infiltrirala u opću kulturu, te danas gotovo svatko poznaje naziv ω-3, zbog brojnih preparata na tržištu.

Konjugirane i trans masne kiseline

Konjugirane masne kiseline posebna su podklasa masnih kiselina. Konjugirane masne kiseline imaju konjugirane dvostruke veze (dvostruke veze koje se naizmjence mijenjaju s jednostrukima), za razliku od uobičajenih masnih kiselina kojima su dvostruke veze odvojene s više jednostrukih veza među ugljikovim atomima. Većina prirodnih konjugiranih masnih kiselina su trans masne kiseline. Naime, najveći broj “klasičnih” masnih kiselina (linolna, oleinska, α-linolenska, γ-linolenska) su cis masne kiseline. Razlika između cis i trans masnih kiselina prikazana je na sljedećoj slici. Kod cis masnih kiselina vodikovi atomi vezani na dva ugljika povezanih dvostrukom vezom su smješteni u istoj ravnini (na “istoj strani”). Kod trans masnih kiselina ta dva vodika su na drugačijim ravninama (smješteni su “nasuprotno”).

Trans masne kiseline i konjugirane masne kiseline nisu sinonimi. Trans masne kiseline mogu sadržavati samo jednu trans dvostruku vezu, dok konjugirane masne kiseline uvijek sadrže više dvostrukih veza, kako smo već definirali, od kojih jedna ili više dvostrukih veza mogu biti u trans poziciji.

Trans i konjugirane masne kiseline u našoj prehrani dolaze iz tri izvora:

iz biljaka koje direktno, enzimskim procesima, stvaraju trans i konjugirane masne kiseline. Primjer za to je ulje sjemenki nara (Punica granatum) koje sadrži punicičnu kiselinu.
iz mesa i mlijeka preživača (engl. ruminant trans fatty acid, rTFA; fr. le gras trans provenant des ruminants), u čijem probavnom sustavu pod djelovanjem bakterija nastaju trans masne kiseline. Primjer za to je vakcenična kiselina koja dominira u sastavu kravljeg mesa te mlijeka i mliječnih prerađevina. Osim vakcenične kiseline, u mlijeku i mesu preživača nalazi se i manja količina konjugirane linolne kiseline (CLA), koja je cis-9, trans-11 kiselina. U Europi koja je limitirala unos industrijskih trans masnih kiselina, ovo je glavni izvor trans i konjugiranih masnih kiselina u hrani.
u ljudskom organizmu, a nastaju oz drugih trans masnih kiselina unesenih prehranom.
procesom industrijske hidrogenacije (zasićenja) masnih kiselina, koje se provodi kako bi se ulja pretvorila u maslace i učinilo ih prikladnim za prženje i povećala stabilnost. Ovakva ulja nekoć su dominirala u margarinima, a danas se postupci u kojima nastaju industrijske trans masne kiseline izbjegavaju radi rizika po ljudsko zdravlje. Za razliku od trans masnih kiselina iz preživača gdje dominira vakcenična kiselina (trans-11), kod industrijskih trans masnih kiselina dominira trans-9 izomer oleinske kiseline, nazvan elaidična kiselina.
procesom oksidacije nezasićenih masnih kiselina tijekom skladištenja biljnih ulja.

Nastanak takvih trans i konjugiranih nezasićenih masnih kiselina tijekom skladištenja koristi se u kontroli kvalitete. Tijekom skladištenja, najprije nastaju peroksidi masnih kiselina, a nakon toga nastaju iz njih trans i konjugirane masne kiseline. Primjeri konjugiranih masnih kiselina koji nastaju iz polinezasićenih masnih kiselina prikazano su na sljedećoj slici.

Iz α-linolenske kiseline nastaju konjugirane masne kiseline s tri dvostruke veze, dok iz linolne kiseline nastaju konjugirane masne kiseline s dvije dvostruke veze. Konjugirane masne kiseline s dvije dvostruke veze pokazuju maksimum apsorpcije UV zračenja od 232 nm, a one s tri veze od 270 nm. Ovo je vrlo važno za kontrolu kvalitete biljnih ulja.

Trans masne kiseline postale su ozloglašene molekule prije svega zbog procesa industrijske hidrogenacije ulja u margarine. Stoga već sam njihov naziv izaziva odbojnost, ali ne treba zaboraviti da je biološko djelovanje trans masnih kiselina vrlo raznoliko i ovisi o izvoru. Zaboravljamo da je punicična kiselina biljnog ulja sjemenki nara vrlo popularna u kozmetici, dok su konjugirane linolne kiseline, zastupljene u manjem udjelu u ulju šafranike (Carthamus tinctorius), popularne u dodacima prehrani kojim pomažu kod pretilosti.

O štetnim i korisnim učincima ove grupe masnih kiselina pročitajte ovdje.

The post Kemizam masnih kiselina first appeared on PLANTAGEA.

Ugljikovodici i pigmenti

PG — Tue, 05 Mar 2019 11:48:04 +0000

Neke molekule otopljene u biljnim uljima katkad ima daju dodatna svojstva – boju, brzinu upijanja, ali su i nutritivno bitne. U ovoj klasi nalaze se karotenoidi, omiljeni u prehrani zbog nama povoljnih bioloških funkcija.

Ugljikovodici

Ugljikovodici (spojevi ugljika i vodika) dio su neosapunjive frakcije. Uglavnom potječu od nedovršenog procesa biosinteze sterola/triterpena, ali mogu imati i druge funkcije zbog kojih ih biljke ugrađuju u sastav biljnih ulja. Napoznatiji predstavnici ove grupe spojeva su skvalen te jedna skupina karotenoida.

Skvalen pripada velikoj skupini spojeva terpena. Njegov sadržaj varira ovisno od ulja do ulja, a može davati zanimljiva svojstva korisna u kozmetici. Skvalen ubrzava apsorpciju biljnih ulja u kožu, odnosno pojačivač je apsorpcije. Skvalen je prirodan sastojak kože i na površini kože ga ima oko 13% (Zih-Rou et al.) Za usporedbu, maslinovo ulje sadrži 0,2-7,5 g/kg skvalena i čini 90% svih ugljikovodika u tom ulju (Perrin et al., Rev. Franç.Corps Gras39: 25-32, 1992), dok ga ulje amaranta (Amaranthus sp.) sadrži čak 36-61g/kg (He et al.).

Skvalen je vrlo kontroverzna molekula. Protivnici cijepljenja (vakcinacije) često upiru u tu molekulu kao opasnu, a s druge strane, skvalen se forsira kao koristan dijetetski ili kozmetički sastojak. Još 1969. godine Gershbein i Singh objavili su kako je ulje jetre morskog psa iznimno bogato skvalenom (2,35% u masi ulja), te se već desetljećima ovo ulje reklamira kao sredstvo za prevenciju tumora ili kao adjuvantna terapija tumora.

Drugi ugljikovodici su prisutni u manjim količinama u biljnim uljima, te se uglavnom i radi o prekursorima u sintezi sterola (diterpenski ugljikovodici), a ulja također sadrže i manje količine prirodnih parafina.

Pigmenti

Pigmenti uljima osim boje daju i neka važna biološka djelovanja, a od presudne su važnosti ne samo za biljnu fiziologiju već za život na zemlji uopće.

Klorofil je spoj koji je u potpunosti unio revoluciju u životu na planeti zemlji. Prve su ga sintetizirale cijanobakterije, najvjerojatnije prije više od 3 milijarde godina. Vremenom su se neke vrste cijanobakterija udružile s eukariotskim stanicama i tako su nastale biljke. Klorofil sudjeluje u procesu prijenosa elektrona tijekom procesa fotosinteze u kojem iz ugljičnog dioksida i vode nastaje šećer glukoza i kisik. Gotovo sav slobodan kisik na planeti zemlji potječe od cijanobakterija, a kasnije i biljaka, te je bio presudan za pojavu “hrđanja oceana”, kada su se iz oceana istaložile ogromne naslage željeznog oksida koje danas koristimo za dobivanje željeza i bez kojeg je civilizacija nezamisliva. Stvaranje kisika uzrokovalo je i nastajanje zaštitnog omotača ozona u atmosferi, koji sprječava štetnim ultraljubičastim (UV) zrakama da u većoj mjeri dopru do tla. UV zrake su pogubne po DNA molekulu, tako da je klorofil omogućio život na kopnu. Klorofil je omogućio i nastajanje procesa razgradnje organskih molekula oksidacijom, što je jedini način na koji životinje i stvaraju energiju potrebnu za život. Klorofil je i maseno zastupljen u ogromnim količinama te je njegova raspodjela u oceanu vidljiva i iz svemira.

Klorofil biljnim uljima daje zeleno-žutu boju, poput maslinovog ulja. Sadržaj klorofila iznimno varira te ne postoji norma koliko klorofila u ulju treba biti.

Glavni oblik klorofila u uljima je feofitin α, oblik molekule klorofila bez magnezija, koji je inače tipičan sastojak molekula klorofila. Tijekom vremena i pod utjecajem svjetla, klorofil se razgrađuje što dovodi do procesa blijeđenja ulja, koji je poznat svima koji imaju maslinovo ulje.

Blijeda i bezbojna ulja gotovo ne sadrže klorofil u svom sastavu. Premda o biološkom djelovanju klorofila postoji puno podataka, vrlo je upitno koliko je ta molekula presudna za biološko djelovanje biljnih ulja.

Karotenoidi su druga velika skupina spojeva u biljnim uljima. Ono su svi redom tetraterpeni (imaju 40 ugljikovih atoma), te su obično žute do crvene boje što i daje nekim biljnim uljima poput ploda divlje ruže i boju. Nekoliko stotina poznatih karotenoida u prirodi dijelimo na dvije velike skupine:

karotene, koji ne sadrže kisik u svojoj strukturi i koji su po svojoj strukturi ugljikovodici ;
ksantofile, koji sadrže kisik u svojoj strukturi i uglavnom su po strukturi alkoholi.

Najpoznatiji karoteni su oni iz kojih nastaje vitamin A. Kako je vitamin A vrsta hormona koji je neophodan ne samo za vid već kontrolira brojne metaboličke i imunološke procese, važnost takvih karotenoida, ne samo u biljnim uljima već i u hrani, je enormna. Ne nastaje iz svih karotenoida vitamin A. Na sljedećoj slici su prikazani neki važniji karotenoidi. Da bi nastao iz njih vitamin A, molekula mora u svojoj strukturi sadržavati β-iononski prsten koji je na slici prikazan crvenom bojom. δ-karoten u strukturi ne sadrži ovaj prsten i iz njega ne može nastati vitamin A. Iz jedne molekule β-karotena mogu nastati čak dvije molekule vitamina A. Vitamin A nastaje i iz ksantofila β-kriptoksantina. Razgradnja karotena i kriptoksantina je enzimski kontrolirani proces.

Karotenoidi su vrlo česti sastojci kozmetike i dodataka prehrani. Kapsule, ali i hrana bogata β-karotenom poput soka mrkve, već su desetljećima popularni dodaci prehrani prije sunčanja. U zadnjih desetak godina polako ga na tržištu istiskuju astaksantin i zeaksantin, spojevi koji i enzimski nastaju u biljakama iz β-karotena.

Astaksantin je prirodni ksantofil, derivat zeaksantina. Proizvode ga brojne alge, biljke i mikroorganizmi, a nagomilava se u prehrambenom lancu. Različitim rakovima, pticama plamencima te lososu astaksantin daje roza-crvenu boju, jer ga unose prehranom algama i mikroorganizmima. Astaksantin je i prehrambena boja E161j koja se dobiva iz različitih vrsta kril račića (pacifički kril, Euphasia pacifica ; antarktički kril, Euphasia superba i arktički kril, Pandalus borealis), no u dodacima prehrani koristi se biotehnološki astaksantin iz jednostanične alge Haematococcus pluvialis. Astaksantin se ne razgrađuje na vitamin A te djeluje na drugačije načine, što je opisano u dijelu mehanizma djelovanja.

Zeaksantin je drugi poznati ksantofil vrlo široko rasprostranjen u biljnom svijetu (paprika, razne vrste voća, kukuruz). Zeaksantin se danas industrijski dobiva uglavnom iz kukuruza. Kao i astaksantin, koristi se u dodacima prehrani i kozmetici, uglavnom reklamiran kao antioksidans. On je i prehrambena boja E161h. Premda postoje indicije da kao i njegov srodni spoj lutein djeluje kao prevencija makularnoj degeneraciji i kataraktu (koristi se za zdravlje očiju), regulatorne agencije još uvijek nisu odobrile ovu zdravstvenu tvrdnju.

Lutein je također poznati prirodni pigment kojim je bogato zeleno povrće te neke sorte mrkvi. U Hrvatskoj on dominira u dodacima prehrani za prevenciju makularne degeneracije i katarakta.

Likopen je također poznati karoten kojeg u prehrani uglavnom dobivamo iz rajčica po kojima je i dobio ime (Lycopersicum je rod rajčica). Likopen je i prehrambena boja E160d. Namirnica najbogatija likopenom je egzotično voće Momordica cochinchinensis. Masni obrok ovelike povećava apsorpciju likopena, stoga drevni recept pizza-e ima i svoje zdravstveno opravdanje. Premda regulatorne agencije ne odobravaju zdravstvene tvrdnje likopena, on je sve popularniji karoten u prevenciji karcinoma, te održavanje zdravlja prostate. Biljno ulje sjemenki rajčice bogato je likopenom i stječe popularnost u kozmetičkoj upotrebi.

The post Ugljikovodici i pigmenti first appeared on PLANTAGEA.

Tokoferoli i tokotrienoli

PG — Tue, 05 Mar 2019 11:55:05 +0000

Vitamin E. Toliko čarobna riječ da većina niti ne zna kako postoji vitamin E kompleks sastavljen od ukupno osam molekula tokoferola i tokotrienola. Oni se kemijski ali i biološki razlikuju po funkcijama. Upravo su biljna ulja i namirnice bogate biljnim uljima, poput oraha, glavni nutritivni izvor ove grupe vitamina.

Tokoferoli i tokotrienoli

Tokoferoli i tokotrienoli su iznimno važne molekule i u širokom smislu ih nazivamo “vitamin E”, premda su postojale diskusije oko pripadnosti tokotrienola ovoj klasi. One su u pravom smislu riječi antioksidansi te njihova razina u biljnom ulju sprječava oksidaciju (kvarenje, užeglost) biljnih ulja. Naravno, to nisu jedina biološka djelovanja. Najpoznatije ulje iznimno bogato tokoferolima je ulje pšeničnih klica. Upravo su biljna ulja glavni prehrambeni izvor vitamina E u prehrani.

Tokoferole i tokotrienole čine po četiri različite molekule, kao što je prikazano na slici.α, β, γ i δ tokoferoli i tokotrienoli razlikuju se u broju i poziciji metilnih skupina i imaju različita biološka djelovanja.

Naziv	R1	R2	R3
α (alfa)	CH₃	CH₃	CH₃
β (beta)	CH₃	H	CH₃
γ (gama)	H	CH₃	CH₃
δ (delta)	H	H	CH₃

Vrlo je bitno što su i tokoferoli i tokotrienoli kiralne molekule. To znači da samo jednog tokoferola, poput α-tokoferola, ima čak osam mogućih stereoizomera. U prirodi nastaje samo jedan, R,R,R koji je prikazan na slici, a zahvaljujući visokoj specifičnosti enzimskih reakcija u biljkama. Upravo je RRR izomer najaktivniji. Sintetski dobiveni vitamin E smjesa je svih izomera, od koji su SRR, SSS, SRS i SSR biološki potpuno neaktivni. Kod tokotrienola, S izomeri koji bi nastali sintetskim putem potpuno su biološki neaktivni.

Nekoliko grupa autora istraživalo je koje populacije unose koje tipove tokoferola. Wagner et al. zaključili su kako europska populacija unosi uglavnom α-tokoferol kroz maslinovo i suncokretovo ulje, dok populacija SAD-a i Kanade uglavnom unosi γ-tokoferol kroz sojino i kukuruzno ulje.

Tokotrienoli su daleko skrivenija klasa kemijskih spojeva o kojima se ne govori puno. Dapače, kada se piše o vitaminu E uglavnom se misli na skupinu tokoferola, a najčešće na α-tokoferol. No, tokotrienoli dobivaju na sve većoj važnosti i sve se više istražuju kao dodaci prehrani ili aktivne kozmetičke sirovine.

The post Tokoferoli i tokotrienoli first appeared on PLANTAGEA.

Drugi spojevi u biljnim uljima

PG — Tue, 05 Mar 2019 12:09:51 +0000

Sve što se u uljima može otopiti može biti prisutno u biljnom ulju. U šarolikom društvu najzanimljiviji su steroli zahvaljujući kojima su neka ulja ljekovita, poput shea maslaca i sjemenki buče. U ovu grupu pripada i zvijezda biljinih ulja, crni kim, čije je djelovanje temeljeno na eteričnom ulju otopljenom u trigliceridima.

Dugolančani alkoholi

Dugolančani alkoholi (deset i više ugljikovih atoma) zastupljeni su u manjim količinama u biljnim uljima. To su često analozi masnih kiselina, poput tetrakozanola (14 ugljikovih atoma) ili heksakozanola (16 ugljikovih atoma). Drugi tipovi alkohola su često diterpenski alkoholi koji nastaju u sintezi terpena. U maslinovom ulju, primjerice, to su geranil-geraniol i fitol. Premda sigurno doprinose okusu, ovi alkoholi vjerojatno imaju marginalno djelovanje na ljudski organizam.

Voskovi

Voskovi su esteri dugolančanih alkohola i masnih kiselina. U biljci, voskovi štite od isušivanja te su barijera patogenim mikroorganizmima. Voskovi mogu dati biljnim uljima zamućenost, te čine ulja krutima na nižim temperaturama. Smatra se da ne doprinose djelovanju biljnih ulja oralnom primjenom i prehranom, ali mogu imati određene efekte u kozmetici budući da voskovi štite kožu od isušivanja. Ipak, voskova u biljnim uljima ima relativno malo. U djevičanskom maslinovom ulju ih ima manje od 250mg/kg. Voskovi služe u kontroli kvalitete biljnih ulja. Primjerice, sadržaj voskova može poslužiti za identifikaciju patvorina djevičanskog maslinovog ulja s uljem komine masline, budući da ih ulje komina masline sadrži obično više od 350mg/kg voskova.

Steroli

Steroli su jedni od najvažnijih spojeva neosapunjive frakcije biljnih ulja koji znatno doprinose djelovanju biljnih ulja. Steroli se razlikuju u broju ugljikovih atoma i broju hidroksidnih skupina, a sami steroli još mogu biti esterificirani (vezani s masnom kiselinom), vezani sa šećerom ili drugim tvarima.

Postoje četiri glavne skupine sterola koje su opisane u više preglednih članaka:

slobodni alkoholi
esteri s masnim kiselinama
steril-glikozidi
acilirani steril glikozidi
esteri sterola s hidroksicimetnom kiselinom

Jedan od najpoznatijih fitosterola je β-sitosterol, naširoko prisutan u biljkama. Na sljedećoj slici možete vidjeti njegovu strukturu, te njegove derivate koje pripadaju ovim navedenim klasama spojeva.

Fitosteroli imaju niz korisnih učinaka na organizam. U kozmetici, oni sprječavaju isušivanje i omekšavaju kožu (emolijentno djelovanje), a fitosteroli imaju i odobrenu zdravstvenu tvrdnju pomoći u spuštanju kolesterola. Zbog toga su steroli i frakcija biljnih ulja koja se izolira iz neosapunjive frakcije koriste kao sirovine u kozmetici, biljnim lijekovima i dodacima prehrani.

Steroli imaju i veliku važnost u kontroli kvalitete biljnih ulja i pomoću njih se otkrivaju moguće patvorine. Norma Europske farmakopeje 07/2011:0518 propisuje da djevičansko maslinovo ulje smije sadržavati u ukupnim sterolima najviše 0,5% kolesterola, 4,0% kampesterola i 0,5% Δ7-stigmasterola, dok ukupni sadržaj Δ5,23-stigmastendiola, klerosterola, β-sitotsterola, sitostanola, Δ5-avenasterola i Δ5,24-stigmastendiola mora biti najmanje 93%.

Hlapivi spojevi i eterična ulja

U biljnim uljima postoje brojni hlapivi spojevi koji iznimno doprinose olfaktornoj kvaliteti biljnog ulja, mirisu i okusu. Više stotina hlapivih spojeva identificirano je u biljnim uljima. Tako su Olias et al. dokazali kako zeleno-svježu aromu maslinovom ulju daju spojevi heksanal, (E)-2- heksenal, (Z)-3-heksenal, heksan-1-ol, (Z)-3-heksen-1-ol, heksil acetat i (Z)-3-heksenil acetat. Aromu uljima sjemenki slatkih i gorkih badema, šljive, marelice i breskve daje grupa spojeva cijanogenetskih heterozida koji oslobađaju male količine cijanida, karakterističnog “badem”, odnosno “marcipan” mirisa.

Vrlo rijetko su hlapivi spojevi glavna grupa aktivnih spojeva. Planetarno poznati izuzetak je biljno ulje crnog kima koje svoj biološki učinak mahom duguje eteričnom ulju prisutnom u crnom kimu, odnosno spoju timokinonu koji daje i karakterističan miris i okus samom ulju.

The post Drugi spojevi u biljnim uljima first appeared on PLANTAGEA.