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I lipidi

I lipidi, o trigliceridi, o chiamati da alcuni triacilgliceroli, sono composti organici ternari, costituiti anch'essi da atomi di idrogeno H, carbonio C e ossigeno O. Si formano a seguito di una reazione di combinazione (esterificazione) tra la glicerina o glicerolo e gli acidi grassi. Rientrano in questa categoria i grassi, gli oli, le cere, i fosfolipidi e tutta una serie di composti ad essi collegati. Molto spesso nel modo di dire comune si assimilano i lipidi ai grassi. Dal punto di vista tecnico scientifico, questa assimilazione è errata, perché i lipidi comprendono una grande categoria di composti chimici molto vasta, la cui caratteristica comune è quella di essere insolubili in acqua e solubili nei solventi organici, mentre i grassi sono una classe di lipidi che a temperatura ambiente sono solidi. Infatti i lipidi vengono classificati in tre categorie diverse in base a come essi si presentano fisicamente a temperatura ambiente. Per questo abbiamo i grassi, ossia lipidi che a temperatura ambiente sono solidi. Ci sono gli oli, ossia lipidi che a temperatura ambiente sono liquidi. Infine ci sono i burri o butirrosi, di consistenza semisolida tipica del burro. I grassi sono più abbondanti negli animali, mentre gli oli sono più abbondanti nei vegetali. Le piante che contengono elevate quantità di oli nei semi sono chiamate oleaginose (per esempio: sesamo 53% di olio, il ricino 47% di olio, l'arachide il 45% di olio, il colza 37% di olio, il cotone 20% di olio e il mais il 4,5%). Dalle piante oleaginose si ricava l'olio di semi. l'olio di oliva invece, si ottiene dai frutti dell'olivo (che contengono circa il 25% di olio) e prende nomi diversi a seconda del suo grado di acidità (espressa in % di acido oleico).
L'importanza dei lipidi nella dieta

I lipidi sono degli importanti costituenti della dieta, sia per il loro valore energetico, sia per il fatto che le sostanze lipidiche naturali sono generalmente ricche di vitamine liposolubili e le principali fonti di acidi grassi essenziali.
l'apporto di lipidi è indispensabile nella dieta per i popoli dei paesi freddi, dove le condizioni climatiche non consentono la coltivazione di piante da olio, o di colture agricole considerate la principale fonte di carboidrati (cereali). Nella razione alimentare la quota di lipidi ingerita dovrebbe raggiungere mediamente i 60-70 pro capite. l'ingestione dei lipidi con la dieta può avvenire attraverso varie vie come il consumo diretto di oli vegetali e grassi animali, i condimenti, le carni, i legumi, i cereali, la verdura e la frutta. La presenza dei lipidi rende di solito i cibi più appetibili e migliorano la digestione rallentando l'azione dei succhi gastrici. Inoltre durante la cottura i costituenti chimici non lipidici vengono ricoperti e penetrati dalle sostanze grasse, facilitandone la digestione. Sia nei vegetali che negli animali, i lipidi vengono utilizzati principalmente come fonte energetica di riserva, i quali poi attraverso reazioni di ossidazione nè ricavano un'enorme quantità d'energia. Mentre nei vegetali i lipidi vengono accumulati prevalentemente nei semi e nei frutti, negli animali e nell'uomo sono accumulati nel tessuto adiposo (si tratta di un tessuto dell'organismo vivente specializzato per l'accumolo dei lipidi). Sempre negli animali i lipidi svolgono un'azione termoregolatrice, perché si comportano da isolanti dei tessuti della pelle attorno a certi oragani vitali. Sia nei vegetali che negli animali, i lipidi vengono sintetizzati principalmente a partire da delle reazioni di degradazione del glucosio e inoltre possono a sua volta essere utilizzati, una volta degradati per la costituzione di altre molecole organiche (fosfolipidi, cere, steroidi, vitamine lipisolubili ecc.).
Allo stato puro i trigliceridi sono incolori, inodori, insapori, insolubili in acqua ma molto solubili nei solventi organici (benzina, solfuro di carbonio, benzolo e cloroformio) e meno densi dell'acqua. Non sono buoni conduttori di calore e per questo proteggono dal freddo.
I lipidi sono considerati a loro volta solventi di varie sostanze quali i pigmenti (sostanze che conferiscono il colore ai prodotti), gli idrocarburi, i terpeni, gli ormoni e le vitamine liposolubili A, D, E, K. Inoltre alcuni acidi grassi che fanno parte della loro molecola (soprattutto quelli polinsaturi), esercitano una funzione di vitamina F, nei quali l'organismo li utilizza per la sintesi di molecole metaboliche fondamentali per l'attività dell'organismo (prostaglandine), le quali a loro volta svolgono la funzione di modulatori delle attività ormonali.
In base alla struttura della molecola, i trigliceridi possono essere classificati in:

Lipidi semplici

Caratterizzati da esteri delle glicerina con vari alcoli i quali comprendono a loro volta:

a) Grassi e oli: esteri semplici della glicerina con acidi grassi.
b) Cere: esteri di alcoli ad alto peso molecolare, con altrettanti acidi grassi ad alto peso molecolare.

Lipidi composi (o complessi)

Caratterizzati da esteri di acidi grassi con la glicerina a cui si aggiungono altre molecole organiche e inorganiche, i quali a loro volta comprendono:

a) Fosfolipidi
b) Sfingolipidi
c) Glicolipidi
d) Solfolipidi e amminolipidi
e) Lipoproteine
f) Steroidi

Lipidi derivati

Ossia sostanze derivate dai lipidi semplici e complessi, ottenuti a seguito di un processo di degradazione di questi ultimi (acidi grassi saturi e insaturi, glicerina, alcoli, aldeide e chetoni a catena lunga).

Gli acidi grassi

Tuttavia ciò che caratterizza principalmente la molecola lipidica e dalla quale ne dipendono anche molte proprietà fisico-chimiche, è rappresentato dalla presenza degli acidi grassi. Questi componenti dalle caratteristiche acide, vengono definiti grassi, perché a temperatura ambiente si presentano densi e untuosi diventando tali quando il numero degli atomi di carbonio che costituise la loro molecola, è superiore a 14. Gli acidi grassi vengono distinti in acidi grassi saturi e acidi grassi insaturi. Tale distinzione dipende principalmente dalla presenza dal tipo di legame che fà parte della loro molecola. Per cui gli acidi grassi saturi sono costituiti solamente da legami semplici, mentre gli acidi grassi insaturi sono costituiti da uno o più doppi legami. A sua volta gli acidi grassi insaturi a seconda del numero di doppi legami, possono essere monoinsaturi (con un solo doppio legame), diinsaturi (con due doppi legami), triinsaturi (con tre doppi legami) e polinsaturi (con molti doppi legami). La consistenza solida o liquida dei lipidi, infatti dipende dall'abbondanza o meno degli acidi grassi insaturi. Per cui i grassi sono solidi, perché più ricchi di acidi grassi saturi che insaturi, mentre gli oli sono liquidi, perché più ricchi di acidi grassi insaturi che saturi. I trigliceridi contenenti acidi grassi insaturi, sono meglio metabolizzabili e contribuiscono a limitare il livello di colosterolo nel sangue. In particolare abbassano il livello di colesterolo cattivo LDL e aumentano il livello di colesterolo buono HDL. Viceversa gli acidi grassi saturi abbassano il livello di colesterolo buono HDL e aumentano il livello di quello cattivo LDL.
Tra gli acidi grassi saturi ricordiamo principalmente:

Acido Miristico

Acido grasso a 14 atomi di carbonio contenuto in discrete quantità nella noce moscata, nell'olio dei frutti di mirto, nell'olio di palma e nella noce di cocco.

Acido Palmitico

Acido grasso a 16 atomi di carbonio, presente in quantità elevata nell'olio di palma.

Acido Stearico

Acido grasso a 18 atomi di carbonio, presente in molti oli vegetali e grassi animali.

Acido Arachico

acido grasso a 20 atomi di carbonio, contenuto in elevate quantità nell'olio di arachide.

Acido Behenico

Acido grasso a 22 atomi di carbonio, contenuto nell'olio di colza.

Acido Lignocerico

Acido grasso a 24 atomi di carbonio, caratteristico dell'olio di arachide e presente anche nei grassi delle cellule nervose.

Tra gli acidi grassi insaturi, i più importanti sono:

Acido Miristoleico

Acido grasso a 14 atomi di carbonio con uno solo doppio legame, presente solo in piccole quantità specialmente nel sego bovino (grasso di deposito dei ruminanti).

Acido Palmitoleico

Acido grasso a 16 atomi di carbonio con un solo doppio legame, presente in quantità elevata nell'olio di pesce.

Acido Oleico

Acido grasso a 18 atomi di carbonio con un solo doppio legame, presente in tutti i grassi e oli naturali, specialmente nell'olio di oliva.

Acido Linoleico

Acido grasso a 18 atomi di carbonio con due doppi legami, presente in tutte le sostenze lipidiche naturali ed in percentuali elevate negli oli dei semi oleaginosi.

Acido Linolenico

Acido grasso a 18 atomi di carbonio con tre doppi legami, presente in quantità elevate negli oli dei semi oleaginosi (olio di lino, olio di soia e olio di colza). È tuttavia considerato il principale responsabile dell'instabilità degli oli e quindi della loro tendenza ad irrancidire.

Acido Eicosenoico

Acido grasso a 20 atomi di carbonio con un solo doppio legame, presente in discrete quantità nell'olio di colza.

Acido Arachidonico

Acido grasso a 20 atomi di carbonio con quattro doppi legami, presente in molti lipidi di origine animale.

Acido Erucico

Acido grasso a 22 atomi di carbonio con un solo solo doppio legame, presente in elevate quantità nell'olio di colza e in tutte le crucifere. È considerato il principale responsabile della tossicità di tali oli di semi.

Gli acidi grassi essenziali

Oltre agli acidi grassi comuni, esistono tutta una serie di acidi grassi definiti essenziali (EFA essenzial fatty acidy), chiamati così perché gli animali non sono in grado di sintetizzarli autonomamente e quindi devono essere assunti con la dieta. Il loro apporto nell'alimentazione è importantissimo, in quanto funzionano da modulatori dell'attività metabolica e ormonale, sembra che svolgono un'azione preventiva contro l'instaurarsi di molto manifestazioni patologiche croniche (artrite reumatoide, arteriosclerosi e trombosi). Rientrano in questa categoria l'acido linoleico, l'acido alfa-linolenico, l'acido gamma-linolenico e gli acidi grassi omega 3 e omega 6, presenti in quantità elevata nei cereali e nel pesce.

Lipidi semplici

I lipidi semplici, chiamati anche gliceridi, o più semplicemente trigliceridi, vengono classificati in tre categorie diverse a seconda di acidi grassi ad essi legati. Per cui avremo i trigliceridi, con tre acidi grassi legati, i digliceridi, con due acidi grassi legati e i monogliceridi, con un solo acido grasso legato. Nei lipidi naturali, i gliceridi costituiscono il 95-98% del totale. I trigliceridi inoltre possono essere classificati come semplici, quando sono legati alla molecola acidi grassi uguali e misti, quando sono legati alla molecola acidi grassi diversi.
In genere i lipidi semplici sono spesso miscele di trigliceridi misti: per esempio l'olio di oliva contiene il 40% di trioleina e il 60% di altri gliceridi; l'olio di girasole contiene il 28,5% circa di triolinoleina, il 4% di trioleina e il 67, 5% di altri trigliceridi misti; l'olio di lino contiene l'11% di triloleina, il 2% di triolinoleina, l'1,7% di trioleina e l'85% di trigliceridi misti; Infine il grasso del burro contiene fino a 14 acidi grassi diversi, di cui il pù abbondante è l'acido palmitico (25%). I lipidi semplici oltre ad essere importanti nell'alimentazione, possono essere utilizzati a livello industriale come tensioattivi ed emulsionanti.

CERE

Si tratta di composti aventi una consistenza molto solida e dura, sono poco reattivi e la loro inerzia chimica comporta un'azione impermeabilizzante e protettiva nei confronti dei tessuti che rivestono (epidermide delle foglie e dei frutti) Per esempio la pruina (sostanza cerosa presente sulla buccia dei frutti), della susina e dell'uva, limita l'eccessiva perdita di liquidi cellulari proteggendo le strutture vegetali dall'eccessiva insolazione.

Lipidi complessi (o composti)

In questa categoria, i composti più interessanti sono:

Fosfolipidi o Fosfatidi

Sono dei gliceridi nel quale oltre ai comuni acidi grassi, troviamo legati ad essi dei composti inorganici come l'acido fosforico il quale a sue volta si lega con un composto organico azotato (amminoalcoli, inositolo, etanolammina e colina). I fosfolipidi più diffusi nel regno vegetale sono la lecitina, la cefalina e la serina, abbondanti nell'olio di soia, nelle uova, nell'olio di colza, nell'olio di arachide, nell'olio di mais, nei semi delle leguminose e in minore quantità nei semi dei cereali dove svolgono una funzione emulsionante della fase acqua-olio. l'esempio più noto è quello del latte nel quale la fase lipidica, sotto forma di globuli di grasso, è dispersa nella fase acquosa. I fosfolipidi sono capaci di mantenere l'emulsione acqua-olio evitandone la loro separazione. Oltre alla loro funzione emulsionante, i fosfolipidi sono composti veramente importanti per le cellule, in quanto entrano a far parte delle membrane cellulari, dalla quale ne dipende la loro permeabilità.

Sfingolipidi

Sono lipidi complessi in cui il composto alcolico (sfingosina), si lega ad un acido grasso, il quale a sua volta è legato al composto organico azotato che la colina. In questa classe ritroviamo le sfingomieline, importanti perché facenti parte del tessuto nervoso.

Glicolipidi

Chiamati anche cerebrosidi, sono lipidi complessi costituiti dall'alcol sfingosina, legato ad un acido grasso e uno zucchero (generalmente il galattosio). Sono presenti nelle membrane delle cellule vegetali.

Solfolipidi e Amminolipidi

Si tratta sempre di lipidi complessi dove la funzione alcolica della glicerina si legata ad una molecola di acido fosforico, il quale a sua volta è legato o ad una molecola di acido solforico (solfolipidi), oppure ad una molecola rappresentata da un'ammina o un amminoacido (amminolipidi).

Lipoproteine

Sono lipidi complessi, costituiti da tre tipi differenti di acidi grassi legati ad una proteina. Generalmente svolgono la funzione di trasportatori dei grassi dall'intestino al fegato, e da quest'ultimo a i vari tessuti del corpo. Nel sangue svolgono la funzione di trasportatori del colesterolo. Le lipoproteine sono classificate in base alla loro densità, ed è per questo che avremo le lipoproteine LDL (low density lipoprotein) a bassa densità, le quali facilitano il deposito del colesterolo nelle arterie (con conseguente arteriosclerosi e ipertensione arteriosa) e le lipoproteine HDL (high density lipoprotein) ad alta densità, le quali invece agevolano il trasporto delle colesterolo dalle arterie al fegato impedendone il suo deposito.

Steroidi

Si tratta di una classe di lipidi molto vasta e numerosa sia nei vegetali, che negli animali. Sono composti organici che si formano a seguito del legame tra delle molecole alcoliche con struttura ciclica (steroli) e altrettanti acidi grassi. Nel regno animale lo sterolo più conosciuto e diffuso è il colesterolo, particolarmente presente nel fegato, nel cervello e in altri tessuti adiposi. Per eccessivo suo accumolo nelle arterie ne provoca l'indurimento con conseguente aumento del rischio di malattie cardiovascolari. Tuttavia il colesterolo, nonostante sia considerato da molti un componente chimici negativo dell'organismo, è invece una molecola importantissima nell'alimentazione, perché rappresenta il punto di partenza per la produzione di altre molecole similari, le quali possiedono un'attività fisiologica importantissima nel nostro organismo. Tra queste importantissime molecole ricordiamo gli ormoni sessuali (estrogeni, testosterone e progesterone), gli ormoni cortisonici (cortisolo e cortisone), le vitamine D (vitamina D2 o ergosterolo e la vitamina D3 o colecalciferolo) e le prostaglandine. Anche nel regno vegetale troviamo un'abbondante quantità di steroli vegetali (brassicasterolo, camposterolo, beta-sitosterolo, stigmasterolo, campesterolo e stigmastenolo) i quali sono importantissimi per l'alimentazione, in quanto svolgono un'azione antitumorale, anticarcinogenica e antiossidante.

Le reazioni chimche che riguardano i lipidi

I lipidi inoltre vanno incontro ad una serie di reazioni chimiche, alcune fondamentali per il fuzionamento fisiologico dell'organismo vegetale e animale, altre invece considerate dannose. Tra le più importanti ricordiamo:

Idrolisi

Avviene in condizioni acide o basiche, o in presenza di enzimi specifici (lipasi), durante il quale si verifica la scissione della molecola del trigliceride in glicerina e acidi grassi. Questa reazione avviene di solito nell'intestino durante la digestione. La glicerina e gli acidi grassi che si liberano, attraversano la parete intestinale dove vengono di nuovo riassemblati a lipidi e depositati mediante la circolazione sanguigna nel fegato, nel tessuto connettivo sottocutaneo e nel grasso intermuscolare. In caso di necessità energetiche, da questi depositi vengono trasportati nei tessuti di riserva del fegato dove vengono degradati ad acqua e anidride carbonica con liberazione di energia. Nelle piante invece, i lipidi accumulati nei semi e nei frutti, al momento del bisogno energetico, vengono trasportati in opportuni organelli cellulari (lisosomi), dove subiscono un processo di ossidazione per la liberazione di energia.

SAPONIFICAZIONE

Si tratta sempre di una reazione di idrolisi del lipide, dove però in questo caso vengono utilizzate delle basi alcaline (idrossido di sodio, idrossido di calcio, idrossido di magnesio ecc.), con la liberazione di glicerina e i sali degli acidi grassi chiamati volgarmente saponi.

Idrogenazione

È una reazione chimica, nel quale per aggiunta di idrogeno ad alta temperatura e sotto forte pressione, si verifica la trasformazione dei doppi legami degli acidi grassi insaturi, a legami semplici degli acidi grassi saturi. Questa reazione comporta un cambiamento dello stato fisico del gliceride, il quale passa da liquido a solido. È spesso sfruttata in ambito alimentare per trasformare gli oli vegetali liquidi in grassi vegetali solidi come la margarina.

Irrancidimento

Si tratta di una reazione molto dannosa, in quanto porta alla totale distruzione della materia grassa, con alterazione delle caratteristiche nutritive e organolettiche dell'alimento. Infatti i lipidi in presenza di agenti ossidanti come gli enzimi (lipasi e lipossigenasi), i metalli (ferro, rame e zinco), la luce U.V., l'ossigeno e i radicali liberi (perossidi), vanno incontro ad una reazione definita autocatalitica, la quale porta alla formazione di composti caratterizzati da un'aroma e un sapore sgradevole e in alcuni casi tossici (chetoni, aldeidi e alcoli), tali da conferire il tipico odore di rancido agli alimenti. l'insorgenza di questa reazione si previene aggiungendo agli alimenti degli opportuni antiossidanti (l'acido ascorbico o vitamina C, il tocoferolo o vitamina E, il butilidrossianisolo (BHA), il butilidrossitoluene (BHT), l'anidride solforosa, i solfiti, le lecitine, l'acido lattico, il fosfato di calcio, il fosfato di sodio e il fosfato di potassio).

Siccatività

È la proprietà che hanno alcuni olii vegetali (per esempio quello di lino, che se esposti all'aria seccano rapidamente formando delle pellicole impermeabili. Questa reazione viene sfruttata per produrre olii soffiati, utilizzati per la preparazione delle vernici.

Informazioni gentilmente offerte dal Dott. Di Gioia Fabio laureato in scienze e tecnologie agrarie presso la facoltà d'agraria di Firenze.
Per informazioni: fabio_digioia@libero.it

18/02/2011