Kwasy tłuszczowe nasycone i nienasycone - różnice we właściwościach fizycznych i chemicznych
Kwasy tłuszczowe nasycone
Łańcuchy węglowe kwasów tłuszczowych nasyconych są proste, a pojedyncze wiązania pomiędzy atomami węgla są dość giętkie. Dlatego kwasy tłuszczowe nasycone dopasowują się do siebie wzajemnie, mogąc być "ciasno upakowane" w tkance i nieruchome. Stąd wynika fakt, że są one substancjami stałymi w temperaturze ciała (z wyjątkiem krótkołańcuchowych do 10 węgli).
Ponieważ wiązania pojedyncze, zarówno pomiędzy atomami węgla i wodoru, jak i pomiędzy dwoma węglami w łańcuchu węglowym są wiązaniami bardzo stabilnymi chemicznie, nie łatwo ulegającymi rozerwaniu, cząsteczki nasyconych kwasów tłuszczowych są także stabilne. Wiąże się to z tym, że kwasy nasycone trudno się utleniają. Aby kwas tłuszczowy uległ utlenieniu (jełczeniu) musi zostać do niego przyłączony atom tlenu w zamian atomów wodoru. Silne wiązania pojedyncze w nasyconych kwasach tłuszczowych opierają się bardzo mocno rozerwaniu pod wpływem działania tlenu, dlatego ich utlenianie jest powolne i, zwłaszcza w niższych temperaturach, bardzo utrudnione. Ponieważ zarówno w powietrzu, jak i wewnątrz organizmu żywego znajduje się dostatek tlenu, tłuszcze nasycone sprawiają, że z jednej strony organizmy zwierząt nie muszą walczyć z ciągłym psuciem się własnych tłuszczy w tkanakach, a z drugiej strony spożywane tłuszcze nasycone, jeśli są świeże, są pełnowartościowe, nieutlenione i nie ulegają jełczeniu w przewodach pokarmowych oraz podczas transportu i magazynowania wewnątrz organizmu.
W tym miejscu zrobię małą dygresję, która wprawdzie nie ma nic wspólnego ze zwierzakami ani z BARFem, ale dla czytających to ludzi może mieć duże znaczenie. Chodzi mianowicie o smażenie. Jeśli ktoś już koniecznie musi smażyć czy podsmażać jakąkolwiek żywność (co samo w sobie nie jest zdrowe), to bezsprzecznie do tego celu nadają się wyłącznie tłuszcze nasycone, gdyż trudno ulegają utlenieniu. Wysoka temperatura (np. na patelni) przyspiesza procesy utleniania, jednak tłuszcze nasycone, do pewnych granic, potrafią opierać się utlenianiu nawet w wyższych temperaturach ze względu na trwałość wiązań chemicznych.
Kwasy tłuszczowe nienasycone
Podwójne wiązanie pomiędzy atomami węgla w cząsteczce kwasu tłuszczowego nienasyconego usztywnia ją w tym miejscu, uniemożliwiając wokół tego wiązania wzajemną rotację końców łańcucha węglowego. Dodatkowo, wiązanie podwójne powoduje lekkie zagięcie łańcucha w tym miejscu. Taka budowa cząsteczek kwasów nienasyconych (usztywnione i zagięte) powoduje, że trudniej dopasowują się do siebie wzajemnie i dlatego nawet w dość niskich temperaturach są cieczami. Im więcej wiązań podwójnych ma dany kwas tłuszczowy (im bardziej jest nienasycony) tym większa jest jego płynność, właśnie dlatego, że cząsteczki są bardziej powyginane i jednocześnie usztywnione.
Wiązanie podwójne pomiędzy sąsiednimi atomami węgla w łańcuchu węglowym jest chemicznie bardzo niestabilne i łatwo ulega rozerwaniu. Rozerwanie tego wiązania skutkuje przyłączeniem do powstałych dwóch wolnych łapek jakiegoś innego atomu lub atomów. Niezwykle łatwo rozerwaniu ulega wiązanie podwójne pod wpływem tlenu, który jest bardzo reaktywny. Tlen przyłącza się błyskawicznie do cząsteczki nienasyconego kwasu tłuszczowego, ulteniając ją. Reakcja utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych zachodzi bardzo szybko już w temperaturze pokojowej, a dodatkowemu przyspieszeniu ulega w wyższej temperaturze, np. w temperaturze ciała lub, co gorzej, podczas podgrzewania żywności zawierającej nienasycone kwasy tłuszczowe. W największym stopniu utleniają się te kwasy tłuszczowe, które mają najwięcej wiązań podwójnych, czyli te o największym stopniu nienasycenia (mogą przyłączyć największą liczbę atomów tlenu), a w najmniejszym kwasy jednonienasycone.
Smażenie żywności na olejach roślinnych, w których przeważają wielonienasycone kwasy tłuszczowe powoduje ich gwałtowne utlenianie się, a następnie spożywanie toksycznych produktów utleniania tłuszczów. Dodatkowym, istotnym elementem jest fakt, że zanim oleje roślinne trafią na patelnię, w większości są już utlenione dzięki procesowi rafinacji oraz niewłaściwemu przechowywaniu olejów (z dostępem powietrza, w zbyt wysokiej temperaturze, w obecności światła, które dodatkowo przyspiesza proces utleniania).
Ponieważ kwestia niebezpieczeństw związanych ze spożywaniem przez nasze domowe drapieżniki zbyt dużej ilości i/lub niewłaściwych nienasyconych kwasów tłuszczowych jest niezwykle istotna, dlatego w tym miejscu przytoczę dosłownie to, co na ten temat mówi "Biochemia Harpera". Używane w podręczniku pojęcie "peroksydacja" oznacza wieloetapowy proces utleniania tłuszczów. Lipidy to ogólne określenie tłuszczów.
"Biochemia Harpera", 22. edycja, wydanie III, 1995 (Rozdział 16 str. 184-185):
PEROKSYDACJA LIPIDÓW JEST ŹRÓDŁEM WOLNYCH RODNIKÓW IN VIVO
Peroksydacja (autooksydacja) lipidów narażonych na działanie tlenu jest przyczyną nie tylko psucia się żywności (jełczenie), lecz także uszkodzenia tkanek in vivo, które z kolei może być przyczyną odczynów zapalnych, nowotworów, miażdżycy, starzenia się itp. Szkodliwe działania są inicjowane przez wolne rodniki (ROO*, RO*, OH*) powstające podczas tworzenia nadtlenków kwasów tłuszczowych zawierających wiązania podwójne oddzielone grupą metylenową, a więc takie jak te, które znajdują się w naturalnych wielonienasyconych kwasach tłuszczowych. Peroksydacja lipidów jest procesem lawinowym, zapewniającym ciągłą dostawę wolnych rodników, które inicjują następne reakcje peroksydacji. (...)
Ponieważ molekularnym prekursorem dla inicjacji procesu jest zazwyczaj wodoronadtlenek ROOH, peroksydacja lipidów jest rozgałęzionym procesem łańcuchowym z potencjalnymi skutkami niszczycielskimi. W celu kontroli i ograniczenia peroksydacji lipidów natura używa związków przeciwutleniających. (...)
Przeciwutleniacze dzielą się na 2 klasy:
1) przeciwutleniacze zapobiegające, które zmniejszają szybkość inicjacji peroksydacji
2) przeciwutleniacze przerywające proces lawinowy, które utrudniają rozprzestrzenianie peroksydacji.
Przeciwutleniacze zapobiegające obejmują katalazę i inne peroksydazy, które reagują z ROOH, oraz związki chelatujące jony metali, takie jak DTPA (dietylenotriaminopentaoctan) i EDTA (etylenodiaminotetraoctan). Przeciwutleniacze przerywające rozprzestrzenianie peroksydacji są często fenolami lub aminami aromatycznymi. In vivo głównymi przeciwutleniaczami przerywającymi rozprzestrzenianie są: dysmutaza ponadtlenkowa, która działa w fazie wodnej, wychwytując wolne rodniki ponadtlenkowe (Oi*), być może moczan oraz witamina E, która działa w fazie lipidowej, wychwytując rodniki ROO*. (...)
Peroksydacja jest katalizowana in vivo również przez związki hemowe i przez lipooksygenazy znajdujące się w płytkach krwi, leukocytach itp.
Przytoczyłam powyższe fragmenty Biochemii po to, aby uświadomić czytelnikom kilka bardzo istotnych spraw. Przede wszystkim to, jak bardzo niszczycielskie właściwości mogą mieć nienasycone kwasy tłuszczowe w organizmie oraz to, jak niebezpieczne jest magiczne myślenie, iż dodanie witaminy E do oleju załatwi sprawę i spowoduje, że tłuszcz stanie się nieszkodliwy, bo się nie utleni. Z powyższych fragmentów wyraźnie wynika, że utlenione i utleniające się nienasycone kwasy tłuszczowe mogą powodować poważne patologie w organizmach, nawet jeśli zostały spożyte jako świeże i nie zjełczałe, gdyż wewnątrz organizmu jest nie tylko dostatek tlenu ale również dostatek substancji ułatwiających (katalizujących) utlenianie tych kwasów tłuszczowych. Witamina E jest tylko jednym z przeciwutleniaczy, a nie jedynym, a do skutecznej obrony przed niszczycielską działalnością utleniających się kwasów tłuszczowych potrzebne są wszystkie wytwarzane przez organizm substancje obronne. Każdy organizm wytwarza przeciwutleniacze, jednak ich ilości są biologicznie ograniczone. Aby zapewnić skuteczność działania przeciwutleniaczy organizm wytwarza ich tyle, ile potrzeba przy spożyciu nienasyconych kwasów tłuszczowych w naturalnych warunkach dla zaspokojenia zapotrzebowania na te kwasy. Przy spożyciu przewyższającym zapotrzebowanie (czyli wtedy, gdy do diety dodawane są nie występujące w naturze, wyizolowane oleje roślinne), organizm zostaje zalany wolnymi rodnikami, z którymi nie potrafi sobie poradzić, gdyż nie jest do tego biologicznie przystosowany.
ciąg dalszy nastąpi
O tłuszczach w diecie ludzi dyskutujemy w tym wątku:
http://www.barfnyswiat.org/viewtopic.php?t=4851