معلومة

كيف يتم استقلاب أحادي و Diglycerides بدون الأحماض الدهنية الحرة من Triglycerides؟

كيف يتم استقلاب أحادي و Diglycerides بدون الأحماض الدهنية الحرة من Triglycerides؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تواجه صعوبة في معرفة ما يفعله الجسم مع أحادي الجليسريد المبتلع إذا كانت العملية المعتادة للتمثيل الغذائي TAG تتضمن FFA المنطلق من TAG والعودة إلى MAG لإعادة إنشاء TAG في الخلية المعوية ، بينما مع استهلاك MAG و DAG ، فإن FFA لا تفعل ذلك. ر موجود. هناك العديد من الدراسات (Nagao ، 2000 ، Takatoshi ، 2002 وغيرها) تؤكد أن استهلاك زيت DAG يؤدي إلى فقدان الوزن ، وهو ما يبدو واضحًا حيث لا يمكن تخزين الدهون بدون إعادة تعبئة FFA في TAGs لتخزينها في الأنسجة الدهنية. لم أجد أي دراسات حول ما يحدث في الواقع للأعضاء MAGs بدلاً من مسارها الطبيعي. سأكون ممتنًا جدًا لو قام أحدهم بتوجيهي إلى الأدبيات التي تناقش هذه العملية أو تساعدني على فهمها بشكل أفضل. تشكرات! أي واحد؟


داخل تجويف الأمعاء ، يتم تحلل ثنائي وثلاثي أيسيل الجلسرين مائيًا لتحرير الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد بواسطة الليباز.

تنتشر هذه عبر غشاء البلازما للخلايا المعوية حيث سيتم استخدامها لإعادة تركيب ثلاثي الجلسرين ، وفي النهاية البروتين الدهني chylomicron للانتقال إلى الدورة الدموية العامة.

على عكس ما يبدو أن سؤالك يشير إليه ، فإن الجلسرين الذي يتم لصق الأحماض الدهنية الحرة به لا يأتي بالضرورة من الطعام: يتم إنتاج الجلسرين بشكل روتيني عن طريق التحلل الجلدي. (يحدث هذا أيضًا بشكل ملحوظ في الخلايا الشحمية). لا يوجد شرط أن يحتوي الطعام على نسبة ثلاثة أحماض دهنية إلى جلسرين واحد ليتم امتصاصه بالكامل - إذا كانت خاصية فقدان الوزن في DAG صحيحة ، فقد يكون ذلك من خلال آلية مختلفة.


الدهون والأحماض الدهنية

يتم قصف معظمنا بمعلومات حول الدهون (الكثير منها متضارب أو محير) وأكثر الطرق صحة لتناول الطعام. تعتبر مصطلحات "الدهون المشبعة" و "دهون أوميغا 3" و "الدهون المتحولة" أجزاء مألوفة من مفرداتنا الجماعية. ولكن ، ما الذي تعنيه هذه المصطلحات حقًا وما مدى أهميتها من حيث تناول الطعام الصحي وبطريقة مناسبة باليو؟ إذا كنت تأخذ بعض الوقت لقراءة هذا التمهيدي عن الدهون والأحماض الدهنية ، فسوف تتعرف قريبًا على هذه العناصر الغذائية الأساسية وتسمياتها وكيف تؤثر على صحتك ورفاهيتك.


الذهاب إلى مجرى الدم

عندما تدخل محتويات المعدة إلى الأمعاء الدقيقة ، يشرع الجهاز الهضمي في التعامل مع عقبة صغيرة ، وهي الجمع بين الدهون المفصولة والسوائل المائية الخاصة بها. الحل لهذه العقبة هو الصفراء. تحتوي الصفراء على أملاح الصفراء والليسيثين والمواد المشتقة من الكوليسترول لذا فهي تعمل كمستحلب. يجذب الدهون ويحتفظ بها بينما تنجذب إليها وتحتفظ بها في نفس الوقت بواسطة الماء. يزيد الاستحلاب من مساحة سطح الدهون لأكثر من ألف مرة ، مما يجعلها أكثر سهولة في الوصول إلى الإنزيمات الهاضمة.

بمجرد أن يتم استحلاب محتويات المعدة ، تعمل إنزيمات تكسير الدهون على الدهون الثلاثية والدهون الثنائية لإزالة الأحماض الدهنية من أسس الجلسرين. عندما يدخل الليباز البنكرياس إلى الأمعاء الدقيقة ، فإنه يكسر الدهون إلى أحماض دهنية حرة و monoglycerides. مرة أخرى ، هناك عقبة أخرى تطرح نفسها. كيف ستمر الدهون عبر الطبقة المائية للمخاط التي تغلف البطانة الماصة للجهاز الهضمي؟ كما كان من قبل ، الجواب هو الصفراء. تغلف أملاح الصفراء الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد لتشكيل المذيلات. الميسيلات لها قلب من الأحماض الدهنية مع سطح خارجي قابل للذوبان في الماء. هذا يسمح بالنقل الفعال إلى الميكروفيلس المعوي. هنا ، يتم إطلاق مكونات الدهون ونشرها في خلايا بطانة الجهاز الهضمي.

الشكل 5.11 تشكيل الميسيل

مخطط micelle المتكون من الفسفوليبيدات في محلول مائي بواسطة Emmanuel Boutet / CC BY-SA 3.0

الشكل 5.12 رسم تخطيطي ل Chylomicron

تحتوي Chylomicrons على Triglycerides Cholesterol Molecules وغيرها من الدهون بواسطة OpenStax College / CC BY 3.0

مثلما تتطلب الدهون معالجة خاصة في الجهاز الهضمي للتنقل داخل بيئة قائمة على الماء ، فإنها تتطلب معالجة مماثلة للتنقل في مجرى الدم. داخل الخلايا المعوية ، تتجمع أحادي الجليسريد والأحماض الدهنية في الدهون الثلاثية. تشكل الدهون الثلاثية والكوليسترول والدهون الفوسفورية البروتينات الدهنية عندما تتحد مع ناقل البروتين. تحتوي البروتينات الدهنية على نواة داخلية تتكون أساسًا من الدهون الثلاثية وإسترات الكوليسترول (إستر الكوليسترول هو كوليسترول مرتبط بحمض دهني). الغلاف الخارجي مصنوع من شحميات الفوسفور تتخللها البروتينات والكوليسترول. يشكلان معًا مادة الكيلومكرون ، وهو بروتين شحمي كبير يدخل الآن الجهاز اللمفاوي وسيتم إطلاقه قريبًا في مجرى الدم عبر الوريد الوداجي في الرقبة. تنقل Chylomicrons الدهون الغذائية بشكل مثالي عبر بيئة الجسم المائية إلى وجهات محددة مثل الكبد وأنسجة الجسم الأخرى.

يتم امتصاص الكوليسترول بشكل سيئ عند مقارنته بالفوسفوليبيد والدهون الثلاثية. يساعد امتصاص الكوليسترول في زيادة مكونات الدهون الغذائية ويعيقه المحتوى العالي من الألياف. هذا هو السبب في أن تناول كميات كبيرة من الألياف يوصى به لخفض نسبة الكوليسترول في الدم. يمكن للأطعمة الغنية بالألياف مثل الفواكه الطازجة والخضروات والشوفان أن تربط الأملاح الصفراوية والكوليسترول وتمنع امتصاصها وتحملها خارج القولون.

إذا لم يتم امتصاص الدهون بشكل صحيح كما هو واضح في بعض الحالات الطبية ، فسيحتوي براز الشخص على كميات كبيرة من الدهون. إذا استمر سوء امتصاص الدهون ، تُعرف الحالة باسم الإسهال الدهني. يمكن أن ينتج الإسهال الدهني عن أمراض تؤثر على الامتصاص ، مثل مرض كرون والتليف الكيسي.

الشكل 5.13 الكوليسترول والألياف القابلة للذوبان

صورة أليسون كالابريس / CC BY 4.0


كيف يتم استقلاب أحادي و Diglycerides بدون الأحماض الدهنية الحرة من Triglycerides؟ - مادة الاحياء

قسم الكيمياء ، كلية العلوم والهندسة ، جامعة نوسا سندانا

قسم الصيدلة ، كلية الفنون التطبيقية الصحية في كوبانغ

قسم الكيمياء ، كلية الرياضيات والعلوم الطبيعية ، جامعة جادجا مدى

قسم الكيمياء ، كلية العلوم والهندسة ، جامعة نوسا سندانا

2020 المجلد 69 العدد 4 الصفحات 277-295

  • تم النشر: 2020 تم الاستلام: 21 يونيو 2019 تم إصداره في J-STAGE: 03 أبريل 2020 تم القبول: 21 يناير 2020 النشر المسبق عبر الإنترنت: - تمت المراجعة: -

(متوافق مع EndNote و Reference Manager و ProCite و RefWorks)

(متوافق مع BibDesk و LaTeX)

الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد أمثلة على المركبات الدهنية التي يمكن تأسيسها في الزيوت النباتية. يلعب الأحماض الدهنية دورًا مهمًا في النظام الغذائي للإنسان ، ومواد التشحيم ، والمنظفات ، ومستحضرات التجميل ، والبلاستيك ، والطلاء ، والراتنج. للأحادي الجليسريد وظيفة واسعة في صناعة المواد الغذائية على وجه الخصوص مثل المستحلب الطبيعي ، والمستحضرات الصيدلانية ، ومستحضرات التجميل ، ومضادات الأكسدة ، ومضادات الجراثيم. لذلك ، فإن عزل وتحضير الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد هي الخطوة الحاسمة. تركز هذه المقالة على توفير مسارات التفاعل الكيميائي لعزل الأحماض الدهنية وتخليق أحادي الجلسريد من الزيوت النباتية. يمكن عزل الأحماض الدهنية عن طريق التحلل المائي بالبخار Colgate-Emery ، والتحليل المائي للزيوت النباتية باستخدام محفز قاعدي غير عضوي أو الليباز ، والتحلل المائي المحفز بالقاعدة من إستر ميثيل الأحماض الدهنية النقية. هناك ثلاث خطوات في تركيب إستر ميثيل الأحماض الدهنية النقية وهي المعادلة ، والأسترة التبادلية ، والتقطير التجزيئي. هناك أربعة مسارات تفاعلية في تحضير أحادي الجليسريد من الزيوت النباتية. هم تحلل الجلسرين ، تحلل الإيثان باستخدام إنزيم الليباز (sn-1،3) ، أسترة الأحماض الدهنية مع الجلسرين في وجود محفز الأحماض غير العضوية أو الليباز ، والأسترة التبادلية لميثيل إستر الأحماض الدهنية مع الجلسرين ، واسترة الأحماض الدهنية ميثيل إستر مع الجلسرين المحمي (1،2-س-إيزوبروبيليدين جلسرين) ، ونزع الحماية باستخدام الراتينج الحمضي (Amberlyst-15).

الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد هما مجموعتان من المركبات الدهنية التي يمكن إنتاجها من الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية. الزيت النباتي هو مركب ثلاثي الجليسريد ، يُعرف أيضًا باسم ثلاثي الجلسرين أو ثلاثي الجلسرين ، مع مجموعة الأسيل التي تأتي من الأحماض الدهنية. يتم تحديد نوع الزيت النباتي حسب نوع الأحماض الدهنية المرتبطة بالدهون الثلاثية. تتكون الدهون الثلاثية من الزيوت النباتية من بعض الأحماض الدهنية الرئيسية مع بعض الأحماض الدهنية الثانوية الأخرى. على سبيل المثال ، زيت جوز الهند (كوكوس نوسيفيرا L.) ، زيت الخروع (الخروع COMMUNIS L.) ، زيت الزيتون ، زيت عباد الشمس ، زيت النخيل يحتوي على 54٪ حمض لوريك 1) ، 93٪ حمض الريسينوليك 2) ، حمض الأوليك 3) ، حمض الأوليك واللينوليك 4) وحمض النخليك 5) على التوالي.

بعض أنواع الأحماض الدهنية مثل EPA و DHA لها وظائف أساسية في الصحة مثل الحد من عوامل خطر الإصابة بأمراض القلب التاجية ، ومنع بعض أنواع السرطان وتحسين أداء جهاز المناعة في الجسم 6). هناك أيضًا نوع آخر من الأحماض الدهنية يعرف باسم حمض اللينوليك (C18: 2، ῲ6) وهو ضروري لصحة الإنسان 7). تم الإبلاغ عن أن الأحماض الدهنية متوسطة السلسلة ، وخاصة حمض اللوريك ، لها نشاط مضاد للجراثيم 8). أحماض هيدروكسي الدهنية يُعرف حمض الريسينوليك بأنه مركب متعدد الوظائف في الصناعة لإنتاج الصابون ، والمواد اللاصقة ، والمواد الخافضة للتوتر السطحي ، ومستحضرات التجميل ، ومنتجات العناية الشخصية الأخرى ، والشمع ، والحبر ، والعطور ، والمواد البلاستيكية ، والدهانات ، ومواد التشحيم ، والمكونات الغذائية ، والمواد الكيميائية الدقيقة و المستحضرات الصيدلانية 9).

العديد من الطرق المستخدمة بشكل عام لإنتاج الأحماض الدهنية من الزيوت النباتية هي التحلل المائي في درجات حرارة وضغوط عالية (عملية كولجيت-إيمري) وتفاعلات التحلل المائي باستخدام إما قلوية أو ليباز كمحفزات 10). يلعب الأحماض الدهنية دورًا مهمًا في حياة الإنسان ، وبالتالي يجب إعطاء الأولوية لتوافر الأحماض الدهنية لضمان استدامة الإنتاج في الصناعات. لذلك ، فإن عزل أو تصنيع الأحماض الدهنية من الزيوت النباتية ، كأحد مصادر الأحماض الدهنية ، يحتاج إلى دراسة ودراسة.

أحادي الجليسريد مركب دهني مهم من الزيوت النباتية. بناءً على موضع ارتباط الإستر المرتبط تساهميًا بالجلسرين ، يمكن تقسيم أحادي الجليسريد إلى فئتين ، 1-أحادي الجليسريد (α-monoglyceride) و 2-monoglyceride (β-monoglyceride) كما هو موضح في الشكل 1. هيكل 1- يتم تحديد أحادي الجليسريد أو أحادي الجليسريد ألفا من خلال مواضع أنيون الكربوكسيل على C1 مسخ3 ذرات جزيء الجلسرين. خلاف ذلك ، فإنه ينتج 2-monoglyceride أو-monoglyceride إذا كانت مجموعة الأسيل مرتبطة بـ C2 ذرة.

هيكل 1-مونوغليسريد و 2-مونوغليسريد.

يتكون هيكل أحادي الجليسريد من رأس محب للماء والذيل كاره للماء أو محب للدهون. بسبب هذه الخصائص الخاصة ، يمكن تصنيف أحادي الجليسريد على أنه خافض للتوتر السطحي ، ويتم إدراجه على أنه خافض للتوتر السطحي غير الأيوني. بصفتها مادة خافضة للتوتر السطحي غير أيونية ، فإن أحادي الجليسريد يعرض خصائص استحلاب ممتازة ، خاصة للجمع بين الزيت والماء. وبالتالي ، فإن مركبات أحادي الجليسريد لها تطبيقات واسعة في حياة الإنسان.

مركبات مونوغليسريد لها تطبيقات مهمة مثل المستحلبات في الأغذية ومستحضرات التجميل والأدوية والمنظفات والصناعات البترولية 11) ، 12) ، 13) ، 14) ، 15). تعتبر مونوجليسريد مستحلبات آمنة وغير سامة لأنها مصنوعة من زيوت نباتية. يأتي حوالي 75٪ من إجمالي المستحلبات في صناعة الأغذية في جميع أنحاء العالم من مركبات أحادية الجليسريد 4). تشير التقديرات إلى أن الاستهلاك السنوي أحادي الجليسريد في الولايات المتحدة كان 85.000.000 كجم 16). علاوة على ذلك ، قدم سوق المستحلب العالمي مكونات مستحلب طبيعي يصل إلى 2.6 مليون طن في عام 2017 ومن المتوقع أن ينمو سنويًا. هناك أيضًا أنشطة بيولوجية في أحادي الجليسريد. تم الإبلاغ عن أن أحادي الجليسريد بما في ذلك monolaurin و monomyristin و monocaprin و monoolein و monolinolein أظهرت أنشطة مضادة للميكروبات 1) ، 17) ، 18) ، 19). أظهر مونومريستين ومونوبالميتين نشاطًا حيويًا واعدًا ضد الإشريكية القولونية O157: H7 بتركيز 20 جزء في المليون (60-80٪) والمونولورين يمكن أن يمنع نمو يرسينيا القولون و الإشريكية القولونية O157: H7 عند 50 جزء في المليون (& GT90٪) 20). أظهر Monocaprin و monolaurin نشاطًا قويًا لـ هيليكوباكتر بيلوري 21). تم الإبلاغ عن أن زيت جوز الهند البكر المتحلل الذي يحتوي على كل من حمض اللوريك والمونولورين يعمل على تثبيط نشاطه السالمونيلا تيفيموريوم 22). تم الكشف أيضًا عن أن Monocaprin له أنشطة مبيد للجراثيم للبكتيريا التي تنقلها الأغذية ، أي العطيفة الصائمية, السالمونيلا spp. ، وكذلك الإشريكية القولونية وأظهر أفضل نشاط تجاه C. jejuni. بعض أحادي الجليسريد من مستخلص جذر إيبرفيليا سونوراي جرين (في DCM) أظهر أيضًا نشاط سكر الدم 23). يتم تحديد النشاط المضاد للبكتيريا للمركبات أحادية الجلسريد من خلال التركيب الكيميائي والخصائص المحبة للماء والمحبة للدهون والتي من المتوقع أن تتفاعل مع جدران الخلايا لكل من البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام.

يمكن استخدام بعض الفوائد الجديدة من أحادي الجليسريد ، نواتج تقطير الأحماض الدهنية للنخيل (PFAD) بكميات قليلة من الجليسريد ، كمادة وسيطة مستدامة لإنتاج راتينج ألكيل صديق للبيئة 24). يعمل مونوغليسريد كمركب وسيط في تخليق خافض التوتر السطحي الجوزاء الجديد لعملية الاسترداد المحسن للزيت 25). كانت الدهون الأحادية من أحماض أوميغا 3 الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFA) آثارًا مفيدة أيضًا لبعض حالات الاضطرابات البشرية مثل مرض السرطان والالتهاب 26). تعتبر الدهون الأحادية من EPA و DHA مفيدة جدًا أيضًا لقاعدة صحة الإنسان من حيث قيمتها الغذائية 6) ، ودورها في تنظيم الالتهاب ، واستقلاب الكوليسترول ، ووظائف الدماغ 27) ، وتأثيرها على ملامح الأحماض الدهنية في كرات الدم الحمراء ومستويات التعبير عن الدورة الدموية الالتهابية وسطاء 28). أحادي الجليسريد متعدد الأحماض الدهنية غير المشبعة طويلة السلسلة (LC-PUFA) زاد أيضًا من مستويات LC-PUFA في كريات الدم الحمراء والبلازما والكلومكرونات 29).

أظهر Monoolein أيضًا نشاطًا مضادًا للأكسدة ومضادًا لتصلب الشرايين 30). في صناعة المستحضرات الصيدلانية ، بالإضافة إلى استخدامه كمكون مضاد للبكتيريا ، يستخدم أحادي الجليسريد أيضًا كعامل رابطة في أقراص الأدوية وعوامل ترطيب الجلد وإطلاق الدواء البطيء في الجسم. في صناعة المواد الغذائية ، يعتبر أحادي الجلسريد مستحلبًا ممتازًا للكعك والخبز ومنتجات السمن. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أحادي الجلسريدات لها خصائص تشحيم وبلاستيكية يتم تطبيقها على نطاق واسع في صناعات النسيج والبلاستيك. في صناعة مستحضرات التجميل ، تستخدم أحادي الجليسريد قوامًا لتحسين جودة الكريمات والمستحضرات 4).

أدت مجموعة متنوعة من استخدام أحادي الجليسريد إلى زيادة الطلب على أحادي الجليسريد. نتيجة لذلك ، فإنه يؤثر على توافر أحادي الجليسريد. تصنع أحادي الجليسريد بشكل تقليدي عن طريق تفاعلات التحلل الكيميائي للزيوت النباتية عند درجات حرارة عالية باستخدام محفزات قلوية غير عضوية. تنتج هذه العملية أحادي الجليسريد بكمية منخفضة وتتميز بلون أغمق ورائحة متفحمة. تتطلب هذه العملية استهلاكًا عاليًا للطاقة وليست مناسبة لتصنيع أحادي الجلسريدات الحساسة للحرارة مثل أحادي الجليسريد من EPA و DHA. لذلك ، فإن إنتاج أحادي الجليسريد من الزيوت النباتية هو نهج بديل لتلبية الطلب. يمكن لكل من الباحث واللاعبين في الصناعة استخدام نهج بديل عقلاني للتفاعل الكيميائي.

على الرغم من زيادة إنتاج الزيوت النباتية في العالم إلى 184 × 106 طنًا في 2016-2020 30) ، إلا أنه لا يضمن توفر الأحماض الدهنية الطبيعية والمستحلبات مثل أحادي الجليسريد. هذه المشكلة ناتجة عن عيوب مختلفة في عملية عزل وتركيب الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد في الزيوت النباتية. وبالتالي ، فإن موضوع المناقشة في هذه المقالة سيركز على تقديم مناهج مختلفة وتفاعلات كيميائية لعزل وتصنيع كل من الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد من الزيوت النباتية.

الزيت النباتي غني بالأحماض الدهنية المرتبطة بالدهون الثلاثية أو الموجودة كأحماض دهنية حرة (FFA). يتم التعبير عن كمية الأحماض الدهنية الحرة في الزيت النباتي في القيمة الحمضية. تمثل قيمة الحمض محتوى الأحماض الدهنية الحرة. نظرًا لأن الأحماض الدهنية تلعب دورًا مهمًا في حياة الإنسان ، فإن عزل أو إنتاج الأحماض الدهنية من الزيوت النباتية يعد جانبًا مهمًا يجب مراعاته. في هذا القسم ، سنناقش بالتفصيل عدة طرق لعزل أو تصنيع الأحماض الدهنية من الزيوت النباتية.

يمكن إنتاج الأحماض الدهنية من التحلل المائي للدهون الثلاثية بالماء دون الحرج أو ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج2 30). تتضمن هذه العملية بعض الخطوات التي تتمثل في تكسير الدهون الثلاثية إلى ديجليسيريد و FFA ، ثم فصل ثنائي الجليسريد إلى أحادي الجليسريد و FFA ، وأخيراً تفكيك أحادي الجليسريد إلى جلسرين و FFA. الطريقة التقليدية في إنتاج الأحماض الدهنية من الزيوت النباتية هي تفتيت الدهون بالبخار عند درجات حرارة عالية وضغوط تعرف باسم التحلل المائي بالبخار Colgate-Emery Steam 31) وعملية فوستر ويلر 30). يتطلب تفاعل التحلل المائي هذا درجة حرارة تشغيل عند 250 درجة مئوية وضغط عند 50 ضغط جوي. وتتمثل ميزة عمليتي التحلل المائي هاتين العمليتين في أن العملية يمكن أن تتم بدون محفز ، وتنتج أسلافًا خالية من الأصول عالية الجودة ، من حيث إنتاجيتها ونقاوتها المرتفعة ، وكذلك الحد الأدنى من النفايات.

على الرغم من بعض مزايا طريقة Colgate-Emery ، إلا أن هذه العملية لها عيوب كبيرة هنا فهي تحتاج إلى ظروف تفاعل شديدة ومكثفة ، وهي مكلفة لأنها تتطلب عمود كسر محددًا يجب أن يكون مقاومًا لدرجات الحرارة المرتفعة والضغوط ، فضلاً عن تآكل المنتج المنتج أحماض دهنية. هذه الطريقة غير مناسبة أيضًا لإنتاج الأحماض الدهنية الحساسة للحرارة ، أو الأحماض الدهنية التي تحمل مجموعات الهيدروكسيل مثل حمض الريسينوليك. في حالة التفاعل القصوى ، يمكن أن يتعرض حمض الريسينوليك للجفاف أو قد يخضع لتحلل حراري غير مرغوب فيه. يقتصر تطبيق طريقة كولجيت-إيمري أيضًا على الزيوت النباتية التي تحتوي على أحماض دهنية غير مشبعة (PUFA) التي تحتوي على نسبة عالية من اليود بسبب البلمرة 10).

يمكن أيضًا الحصول على الأحماض الدهنية من خلال تفاعلات التحلل المائي المحفز بالقاعدة لعينة زيت نباتي باستخدام محفز قاعدي قوي مثل KOH و NaOH. هذه الطريقة مكلفة للغاية وتحتاج إلى خطوة تحميض للصابون المتكون بحيث يمكن توفير الأحماض الدهنية الحرة 10). تم أيضًا نشر الأبحاث الحديثة المتعلقة بعزل الأحماض الدهنية من عينة الزيت النباتي بنجاح بواسطة Jumina وآخرون 32). في هذا البحث ، يتم استخدام زيت الذرة كمصدر لحمض اللينوليك والزيت كمصدر لحمض الأوليك كمواد خام في عملية عزل الأحماض الدهنية. يتم تسخين كل من زيت الذرة وزيت جوز الهند باستخدام KOH 11٪ (ب / ت) في مذيب إيثانول. يحدث التفاعل في درجة حرارة الغرفة لمدة 90 دقيقة. تم عزل ناتج التفاعل المتحلل المحفز بواسطة القاعدة تجاه زيت الذرة وزيت النخيل في ن- مذيب الهكسان. المنتج المحمض في ن- يتم إجراء الهكسان في حامض الكبريتيك حتى يصل الرقم الهيدروجيني للمرحلة المائية إلى الرقم الهيدروجيني = 1. كان منتج الأحماض الدهنية المعزولة في نمرحلة الهكسان. بالاعتماد على التحليل الكروماتوجرافي ، تظهر الذرة الزيتية المحتوية على حمض اللينوليك (57.74٪) ، وحمض البالميتات (19.88٪) الذي يتم قياسه على أنه إيثيل لينوليك وإيثيل بالميتات ، على التوالي.

تم تطوير التحلل المائي الأنزيمي عن طريق استخدام إنزيم الليباز للتغلب على نقاط الضعف في إنتاج الأحماض الدهنية من الزيوت النباتية من خلال Colgate-Emery والتحليل المائي القلوي المحفز. في عملية التفاعل هذه ، يحدث تفاعل التحلل المائي للزيت النباتي في درجات حرارة منخفضة وضغط جوي ، وبالتالي يمكن تقليل استهلاك الطاقة ، ويتبع التفاعل الكيميائي الأخضر. تعد إنزيمات الليباز أيضًا أكثر فاعلية في تحفيز التفاعلات في محلول مائي ، ويمكن إعادة استخدامها وإنتاج أحماض دهنية حرة عالية الجودة. إن إنزيم الليباز الفعال المستخدم في التحلل المائي للدهون الثلاثية لإنتاج الأحماض الدهنية الحرة هو sn-1،3 ليباز انتقائي 33) ، مثل ليباز بنكرياس الخنازير (PPL) ، Rhizopus arrhizus، و جذمور miehei. هذا الإنزيم فعال أيضًا في إنتاج الأحماض الدهنية الحساسة للحرارة مثل حمض الأيروسيك.

المنتجات الناتجة عن التحلل المائي للدهون الثلاثية من الزيوت النباتية باستخدام محفزات إنزيم الليباز هي الأحماض الدهنية والجلسرين. يمكن فصل إنزيمات الليباز بسهولة من خلال عملية الصب ويمكن إعادة استخدامها. يمكن إجراء عملية فصل الأحماض الدهنية عن طريق استخلاص نواتج التحلل المائي بمذيب عضوي غير قطبي وغسلها بالماء. تذوب الأحماض الدهنية الحرة بسهولة في المرحلة العضوية ويمكن فصلها عن طريق تبخر المذيب. سوف يذوب الجلسرين كمنتج ثانوي في طور الماء مع الشوائب الأخرى.

يمكن أن يكون الزيت النباتي مصدرًا لاسترات ميثيل الأحماض الدهنية (FAME) ، وهو شكل إستر من الأحماض الدهنية. يمكن الحصول على إستر الأحماض الدهنية عن طريق تفاعلات استرة محفز قلوية من الدهون الثلاثية للزيت النباتي. يمكن أن يتداخل وجود الأحماض الدهنية الحرة في الزيت النباتي مع تفاعل الأسترة لإنتاج (FAME). لهذا السبب ، فإن تحييد الزيوت النباتية بمحلول قاعدي ضعيف يساعد في القضاء على الأحماض الدهنية الحرة 8). بناءً على هذه الحقيقة ، فإن الزيت النباتي الذي يحتوي على رقم حمضي أقل من واحد (& lt1) مؤهل كمادة خام لتفاعلات الاسترة التبادلية.

ستنتج تفاعلات الاسترة التحويلية القلوية المحفزة من الزيوت النباتية باستخدام الميثانول الشهرة والجلسرين. يمكن فصل خليط تفاعل FAME بسهولة من خلال عملية الاستخلاص باستخدام مذيب غير قطبي. يمكن فصل كل إستر ميثيل الأحماض الدهنية بسهولة عن طريق التقطير التجزيئي بناءً على خصائص نقطة الغليان المختلفة. بعد فصل إستر ميثيل الأحماض الدهنية ، يتم إجراء عملية التحلل المائي المحفز بالقاعدة لإنتاج الأحماض الدهنية الحرة. يوضح الشكل 2 مخطط التفاعلات الكيميائية لتخليق الأحماض الدهنية من الزيت النباتي من خلال تكوين FAME.

مخطط تفاعل تخليق الأحماض الدهنية من FAME.

يمكن أن يكون الزيت النباتي أحد مصادر إنتاج أحادي الجليسريد لأنه غني بالأحماض الدهنية. الأحماض الدهنية موجودة على شكل استرات في هيكل الجلسرين وتعرف باسم الدهون الثلاثية أو ثلاثي الجلسرين. بشكل عام ، يظهر التركيب الكيميائي للدهون الثلاثية من الزيوت النباتية في الشكل 3. تحتوي جميع الأحماض الدهنية (RCO-) تقريبًا في الزيوت النباتية على عدد زوجي من ذرات الكربون. يمكن أن توجد سلاسل الهيدروكربون (-R) للأحماض الدهنية في صورة مشبعة (بدون روابط مزدوجة) ، ويمكن أن تكون غير المشبعة (مع روابط مزدوجة) وأنواعها (-R) هي نفسها أو تختلف في جزيئات الدهون الثلاثية.

هيكل الدهون الثلاثية من الزيت النباتي.

من هيكلها الكيميائي ، تظهر الدهون الثلاثية من الزيوت النباتية كمركبات استر (RCOOR). كمشتق من حمض الكربوكسيل ، يحتوي مركب الإستر على مجموعة وظيفية من الكربونيل (C = O) والتي تقف كمركز للتفاعل الكيميائي. وهذا يعني أنه يمكن أن يحدث تفاعل كيميائي في مجموعة الكاربونيل مع وجود كواشف معينة مثل nucleophile (Nu -) أو electrophile (E +) وبالتالي يمكن تحويل مركب الإستر إلى مركب آخر وفقًا لنوع التفاعل. يمكن أيضًا أن تتفاعل الدهون الثلاثية كمركبات ثلاثية مع محبب كهربائي ونوكليوفيل لإنتاج مركب آخر بتطبيقات أوسع.

التفاعلات الشائعة للدهون الثلاثية في الزيت النباتي هي تفاعلات التحلل المائي وتفاعلات الأسترة. تتطلب هذه التفاعلات الماء والكحول ككواشف ويتم تحفيزها بواسطة محفز أساسي (متجانس وغير متجانس) أو محفز إنزيم الليباز. إذا تم تحلل الدهون الثلاثية بالماء ، فسوف تنتج الأحماض الدهنية والجلسرين. ومع ذلك ، إذا خضعت الدهون الثلاثية لتفاعل استرة مع كحول ، فسيتم الحصول على استرات جديدة ، مثل أحادي الجليسريد ، ديجليسيريدات ، واسترات ميثيل الأحماض الدهنية (FAME) والجلسرين.

تمت مناقشة العديد من طرق التفاعلات الكيميائية في تخليق أحادي الجليسريد من الزيوت النباتية في القسم التالي. التفاعلات الكيميائية المتضمنة للحصول على أحادي الجليسريد من الزيوت النباتية هي تحلل الجلسرين ، تحلل الإيثانول ، أسترة الأحماض الدهنية الحرة والجلسرين ، استرة الجلسرين مع إسترات ميثيل الأحماض الدهنية ، والأسترة التبادلية لاسترات ميثيل الأحماض الدهنية مع الجلسرين المحمي 1،2-أسيتونيد الجلسرين متبوعًا بنزع الحماية ردود الفعل باستخدام راتنج حامض.

يتضمن تفاعل تحلل الجلسرين تكسير الدهون الثلاثية من الزيت باستخدام جزيئات الجلسرين والكحول المتعدد (1،2،3-بروبانيتريول). يحتوي الجلسرين على ثلاث مجموعات هيدروكسيل (-OH) ، وهي مصادر محبي النوكليوفيلات (الشكل 4). الجلسرين مركب قطبي ، له خاصية غير سامة ، وبشكل أساسي منتج ثانوي لإنتاج الديزل الحيوي 34). يعد استخدام الجلسرين كمادة خام في تصنيع أحادي الجليسريد محاولة لزيادة قيمة بيع الجلسرين وكفاءة صناعة الديزل الحيوي. لا يتراكم الجلسرين كمنتج ثانوي للديزل الحيوي في النهاية كنفايات تلوث البيئة ، ولكن يمكن تطويره إلى منتج ذي قيمة.

يُعرف أيضًا تخليق أحادي الجليسريد من الزيوت النباتية من خلال تفاعلات تحلل الجلسرين مع الجلسرين باعتباره محبًا للنواة (مانح للإلكترون) باسم الاسترة التبادلية. يتم إجراء تفاعل الأسترة هذا بين الدهون الثلاثية والجلسرين في وجود محفز قاعدي أو محفز إنزيم الليباز لإنتاج مركبات استر جديدة ، أحادية الجليسريدات وثنائية الجليسريدات. يظهر مخطط تفاعل تحلل الزيت النباتي في الشكل 5.

تحلل الجلسرين المحفز بقاعدة من الزيت النباتي.

يتم تسريع تفاعل الأسترة التبادلية للزيت النباتي عن طريق تحلل الجلسرين مع الجلسرين باستخدام محفز قاعدي قوي. يمكن اعتبار هذا التفاعل رد فعل لا رجوع فيه عندما يسمح استخدام الجلسرين الزائد بتكوين المزيد من أحادي الجليسريد. يجب أن يحدث هذا التفاعل عند درجة حرارة عالية (200-260 درجة مئوية) لأن الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكل من الجلسرين والدهون الثلاثية لها نقاط غليان عالية جدًا وبحلول نهاية التفاعل ، يجب تحييد المنتج. يعتبر أن هذه العملية ذات استهلاك مرتفع للطاقة ، وتنتج منتجًا ذا جودة رديئة وعائد منخفض. منتج التفاعل عبارة عن خليط من أحادي الجليسريد ، ثنائي الجليسريد ، ثلاثي الجليسريد ، أحماض دهنية حرة (FFA) ، وكذلك ملح فلز قلوي. عادة ما تكون هناك حاجة إلى التنقية لتوفير درجة نقاء عالية من أحادي الجليسريد.

بعض المحفزات القاعدية غير العضوية المتجانسة التي تُستخدم بشكل شائع في تحلل الجلسرين للزيوت النباتية هي هيدروكسيد الصوديوم ، و KOH ، و Ca (OH)2. جالوشيو وآخرون. ذكرت أن تخليق monoacylglycerol من عباد الشمس تم باستخدام Ca (OH)2 كعامل مساعد 7). تم تمييز Monoolein و monolinolein المتحصل عليه بواسطة HPLC وينتج حوالي 48.3٪. بينما المحفزات الأساسية غير المتجانسة هي Cs-MCM-41 و Cs-Sepiolite و MgO و hydrotalcite المكلس 35). كورما وآخرون. نجح في تخليق أحادي الجلسرين باستخدام MgO كمحفز وهذا التفاعل يعطي 65٪ 35). تم استخدام مركب ألكيل جوانيدين كمحفز لتخليق أحادي الجلسرين بواسطة Aguiar وآخرون 36). يعطي Monostearin ، وهو تفاعل المنتج ، عائدًا منخفضًا يبلغ حوالي 10 ٪. يمكن تحضير مونوجليسريد من زيت بذور النيم عن طريق تفاعل زيت النيم المكرر والجلسرين (بنسبة 1: 2) عند 220 درجة مئوية باستخدام 0.05٪ CaO في جو خامل N2 شرط. كان أحادي الجليسريد الذي تم الحصول عليه قابل للذوبان في الميثانول بعد تبريده إلى 80 درجة مئوية 37).

هناك عيوب لاستخدام المحفزات القاعدية غير العضوية المتجانسة وتفاعل درجات الحرارة المرتفعة حيث ينتج أحادي الجليسريد الداكن مع روائح متفحمة ، ويتطلب استثمارات رأسمالية عالية ، والمحفزات غير قابلة لإعادة الاستخدام ، وليست مناسبة لإنتاج أحادي الجليسريد الحساس للحرارة (EPA و DHA ). تتمثل ميزة استخدام المحفزات الأساسية غير المتجانسة في ارتفاع معدلات التحويل ويمكن إعادة استخدام المحفز.

استخدام محفز إنزيم الليباز (EC 3.1.3.3) ، و sn-1،3 الليباز الانتقائي ، هو أفضل بديل للتغلب على نقاط الضعف المختلفة في التحلل الدهني للزيوت النباتية باستخدام محفزات قلوية. من خلال استخدام محفز إنزيمي ، يمكن أن يحدث تفاعل تحلل الجلسرين جيدًا في درجات حرارة أقل من 80 درجة مئوية ، ويمكن أن يحسن جودة ونقاء منتجات أحادي الجليسريد ، ومناسب لتصنيع أحادي الجلسريد الحساس للحرارة 6). تظهر إنزيمات الليباز أيضًا نشاطًا جيدًا واستقرارًا في المذيبات الكارهة للماء لتخليق أحادي الجليسريد من خلال تحلل الجلسرين 38).

في الوقت الحاضر ، إنزيم الليباز النوعي المحتمل والوفير (sn-1.3) لتفاعل تحلل الجلسرين للزيت النباتي هي Lipozyme TL IM 39) ، 40). بعض إنزيمات الليباز الأخرى المستخدمة هي Novozym 435 و Fermase CALB 10000 4) الزائفة ص. (الليباز PS) ، تألق الزائفة (الليباز إيه كيه) ، المبيضات روجوزا (AY ليباز) ، Rhizopus delemar (ليباز د) ، Mucor javanicus (ليباز م) ، Rhizopus oryzae (ليباز F) ، C. rugosa (ليباز OF) الكاليجين ص. (PL ليباز) و لزوجة الكروموبكتيريوم (الليباز LP) 41). يتم تجميد بعض هذه الإنزيمات على المواد الداعمة مثل السيليت ، هلام السيليكا ، كربونات الكالسيوم3، Accurel EP100 ، والفحم المنشط. إنزيم Lipase PS هو أفضل إنزيم لإنتاج أحادي الجليسريد من زيت النخيل من خلال تفاعلات تحلل الجلسرين ، بينما Accurel EP100 هو الأفضل كمواد داعمة 42). ماكنيل وآخرون. تم إجراء تفاعل تحلل الجلسرين للزيت النباتي باستخدام الليباز لإعطاء المنتج المخلوط مثل أحادي أسيل الجلسرين ، دياسيل جلسرين ، وثلاثي آسيل الجلسرين 43). ينتج عن هذا التفاعل 90٪ أحادي الجلسرين. على رد فعل آخر ، روسو وآخرون. تعديل الليباز عن طريق تجميده مع كربونات الكالسيوم3 كدعم مادي لتوليد الجلسرين أحادي الأسيل بنسبة نقاء 96٪ 44).

تم تصنيع بعض أحادي الجليسريد من عينات الزيت النباتي وأحادي الجليسريد الحساس للحرارة (الذي يحتوي على PUFA) بنجاح من خلال تفاعل تحلل الجلسرين باستخدام الليباز. يعتبر زيت الأنشوجة وزيت التونة من عينات الزيت التي يمكن أن تنتج أحادي الجليسريد الغني بـ PUFA مثل EPA و DHA. في ظل ظروف تفاعل مختلفة ، تتمتع عدة أنواع من إنزيمات الليباز مثل Lipozyme TL IM 45) و Novozym 435 46) بمزايا في تحويل الزيوت النباتية إلى أحادي الجليسريد (الجدول 1). من بين هؤلاء ، يعتبر إنزيم Lipozym TL IM الذي تنتجه شركة Novozym Inc. رخيصًا نسبيًا وله تطبيقات محتملة وواسعة في تعديل الدهون المتضمن في تفاعل تحلل الجلسرين التحفيزي للزيوت النباتية 40). إنزيم Lipozym TL IM هو Thermomyces lanuginosus (TLL) وهو جزء لا يتجزأ من السيليكا من خلال عملية الامتزاز الأيونية. Lipozyme TL IM باعتباره sn-1،3-إنزيم الليباز الانتقائي غير مناسب عندما تزيد درجة حرارة التفاعل عن 60 درجة مئوية 39). من ناحية أخرى ، يمكن أن يُظهر Novozym 435 كنوع من الليباز الذي تنتجه Novozym تفوقه كمحفز في تحويل زيت التونة إلى أحادي الجليسريد الغني بـ EPA و DHA 47). يمكن ملاحظة نجاح أنواع مختلفة من الليباز كعامل مساعد في تحويل الزيوت النباتية والدهون الحيوانية إلى أحادي الجليسريد من خلال تفاعل تحلل الجلسرين في الجدول 1.

هناك العديد من عيوب تفاعلات تحلل الجلسرين باستخدام محفزات إنزيم الليباز التي تستغرق أوقات تفاعل طويلة ومكلفة (إنزيم باهظ الثمن) ومعدلات خلط منخفضة من الجلسرين ومتفاعلات الدهون الثلاثية. سيحسن المذيب المناسب نظام التفاعل ليكون أكثر تجانسًا لزيادة معدل تحويل الركيزة ، ومعدل التفاعل ، وتكوين منتجات أحادي الجليسريد. بعض المذيبات المناسبة لتفاعلات تحلل الجلسرين المحفز الأنزيمي هي نالهكسان ، ن- هيبتان ، ديوكسان ، أسيتونيتريل ، أسيتون ، إيزوكتان ، ثلاثي-البوتانول و ثلاثي-بنتانول. These weaknesses are also being considered in their application in the manufacturing industry of monoglyceride, foremost because of its high cost and the enzyme reusability aspect. The reaction scheme of glycerolysis reaction using a specific lipase enzyme catalyst is presented in Fig. 6. A by-product (diglycerides) is also formed from the glycerolysis reaction, so a purification process is needed to separate monoglycerides from diglycerides.

Glycerolysis reaction of vegetable oil using lipase enzyme as a catalyst.

Ethanolysis reaction of vegetable oil, also known as transesterification, is breaking down the reaction of triglyceride using ethanol. Transesterification is the reaction of an ester with excess alcohol involving lipase as a catalyst to produce monoglyceride, a new ester derivative. This reaction is quite beneficial because it is irreversible (one way) reaction so we can afford monoglyceride abundantly. By using excess alcohol, it can increase the yield of the product. The by-product of the ethanolysis reaction pathway of a vegetable oil sample using lipase as a catalyst is ethyl ester of fatty acids. This is because the acyl group released from triglycerides can react with ethanol to form esters from fatty acids.

The ethanolysis reaction of vegetable oil using a lipase enzyme is a specific reaction to produce a regioisomer 2-monoglyceride or β-monoglyceride (see Fig. 1). The lipase enzyme catalyst suitable for the use in the ethanolysis reaction is sn-1,3-regiospecific lipase 8) , 48) , 49) . ال sn-1,3-regiospecific lipase is only initiated lysis reaction of the acyl group in position 1 and 3 of the glycerol backbone. The acyl group in position 2 of the glycerol backbone will be maintained so the reaction will produce 2-monoglyceride. For this explanation, Munio وآخرون. reported that the synthesis of 2-monoacylglycerol is reacted excess 96% ethanol with cod liver oil using Lipase D (from Rhizopus oryzae) and Lipase Rd (from Rhizopus delemar) that supported at MP-1000 to give a good yield of 2-MAG (72,1 and 70%) 50) . This result was achieved in experimental conditions as follows 500 mg Cold Liver Oil, 500 mg dry absolute ethanol (22 ethanol/oil molar ratio), 60 mg lipase and 3 mL acetone (6 mL / g oil) at 37 8C, 200 rpm and 24 h. Purification of 2-MAG compounds rich in PUFA was carried out with silica gel chromatography to produce 2-MAG with 85% yield and 96% purity. Purification with solvent extraction (hydroethanolic phase, Ethanol: H2O 90:10) produced 2-MAG with 89% purity and 77% yield. The solvent extraction technique is more beneficial because it uses a small amount of solvent.

Some types of alcohol using the synthesis of 2-monoacylglycerol was performed by Lee وآخرون. 51) . This reaction catalyzed Lipase that is obtained from Pseudomonas fluorescence. The results of this reaction indicate that the type of alcohol can provide results with various compositions that are 85% monoacetin, 96% monobutyrin, 50% monocaprylin, 48% monolaurin, and 45% monopalmitin. Monoglyceride can also be afforded through selective ethanolysis of sunflower oil with Lipozyme RM IM (a جذمور miehei lipase immobilized on macroporous anion exchange resins). Ethanolysis of sunflower takes place in condition: volume ratio of sunflower oil to ethanol 12 : 3.5 mL, 50 mL of aqueous solution of 10 N NaOH, temperature 40°C and 40 mg of Lipozyme RM IM. High conversion of triglyceride to a fatty acid ethyl ester and monoglyceride can be obtained under the mild condition in the mixture of 2 mole fatty acid ethyl ester and 1 mol monoglycerides 52) . Immobilized lipase from Mucor miehei has been worked to catalyze 2-MAG synthesis reaction from Canarium oil. This reaction consists of a mixture of 750 mg of canarium oil and 3 g of dry ethanol (1: 4 w/w) to act as a substrate of 375 mg lipase enzyme (10% of the total substrate) 53) . The reaction took place in the orbital water bath shaker at a temperature of 35°C for 6 hours with a speed of 248 rpm for 6 hours. The 2-MAG produced from Canarium oil is 74% yield which is rich in oleic acid and linoleic acid.

The selective preparation of 2-monolaurin with a yield of 30.1% and purity of 100% was successfully carried out from the ethanolysis reaction of coconut oil using lipozyme TL IM, an sn-1.3 regioselective lipase enzyme 8) . A total of 750 mg of coconut oil was reacted with 3 g of dry ethanol and catalyzed by 375 mg of the TL IM Lipozyme enzyme (10% (w/w) of total reactants). The reaction was carried out at 55°C for 6 hours. The crude 2-monolaurin compound is separated by extraction using a hydroalcoholic solution (Ethanol: water 80:20) and the by-products are washed with ن-hexane. Purification of the 2-monolaurin product was carried out by TLC using a mixture of chloroform: acetone: methanol (9.5: 0.45: 0.05) as a mobile phase and silica plate as a stationary phase.

The Pacific oyster (Crassostrea Gigas) oil which is rich in ω-3 PUFAs has been successfully extracted using supercritical carbon dioxide (SC-CO2) techniques. The optimum of temperature and pressure for SC-CO2 extractions of oyster oil was 50°C and 30 Mpa. Oil extracted has been used in the ethanolysis reaction catalyzed by Novozymes-435, Lipozyme TL IM, and Lipozyme RM IM to produce 2-MAG rich with 3-3 PUFAs 54) . Reaction was mixtured by 1.50 grams of oyster oil, 6 grams of ethanol (94%), and 0.75 grams of enzyme. The mixture was placed it in a shaking incubator and maintained at 250 rpm and 37°C for 3 h. The ω-3 PUFAs content significantly increased in 2-MAG obtained from Novozymes 435, Lipozyme TL IM, and Lipozyme RM IM to 43.03%, 45.95%, and 40.50%.

The ethanolysis reaction of trimyristin using lipozyme TL IM also could selectively produce 2-monomyristin as a yellowish liquid with a yield of 18%. Trimyristin was prepared from the esterification reaction of myristic acid and glycerol in the presence of H2وبالتالي4 as a catalyst 19) . Trimyristin (1 mmol) was reacted with dry ethanol (3 mL) at 308 K for 24 h using catalyst from TL IM (0.38 g). After the filtration process to separate the enzyme, the 2-monomiristin compound was isolated in an 80% ethanol solution and the by-products were washed using ن-hexane. The 2-monomiristin compound was purified with PTLC using chloroform : acetone : methanol=9.5:0.45:0.05 as the mobile phase. Jumina وآخرون. 19) have also synthesized 2-monopalmitin from tripalmitin using TL IM as a catalyst via the same procedure and reaction conditions as in the synthesis of 2-monomiristin from trimiristin. The 2-monopalmitin product after purification is in the form of yellow solids and has a yield of 8%.

The schematic reaction of an ethanolysis of vegetable oil is presented in Fig. 7. Selective preparation of 2-monoglyceride can be performed trough alcoholysis of triglyceride from an oil or pure triglyceride using an sn-1.3 regioselective lipase enzyme, lipozyme TL IM and lipozyme RM IM. The reported studies revealed the success of the synthesis of 2-monoglyceride using sn-1.3 regioselective lipase enzyme and showed that this enzyme is selectively breaking down the acyl groups from a triglyceride only in positions 1 and 3. Thus, sn-1.3 regioselective lipase enzyme was recommended in the synthesis of 2-monoglyceride via ethanolysis of triglycerides. Avoiding the use of methanol was suggested to produce a non-toxic 2-monoglycerides. The lipase enzymes that commonly used in the production of 2-monoglycerides are Rhizopus arrhizus lipase immobilized on celite 55) , جذمور miehei, Rhizopus delamar, Rhizopus javanicus 56) , Pseudomonas fluorescence 51) , Novozym 435 12) , 57) , Lipase DF from Rhizopus oryzae 48) . Initially, the lipase enzyme will cause a deacylation reaction of triglycerides to form an acyl-enzyme complex. The presence of ethanol will further deacylated the acyl-enzyme complex to form fatty acid ethyl esters. The diglyceride product, produced further, will also form an acyl-enzyme complex and the second deacylation of the acyl-enzyme complex is happen so the final product formed is 2-monoglyceride.

Ethanolysis reaction of vegetable oil using lipase enzyme catalyst.

The advantage of the ethanolysis reaction of vegetable oils using specific lipase enzymes is that it is capable of producing monoglycerides with certain regioisomers. This reaction pathway is essential to produce a monoglyceride that is heat sensitive but has great benefits for human health such as 2-arachidonoylglycerol 49) , 2-monoglycerides from EPA and DHA 48) , 2-monolaurin 8) , 2-monomiristin 19) . The ethanolysis reaction is also important in preparing a structured triacylglycerol for nutritional functions. In this case, the ethanolysis reaction provides a synthesis technique of 2-monoglyceride compounds from polyunsaturated fatty acid (PUFA). Furthermore, 2-monoglycerides of PUFA are esterified with a medium chain fatty acid (lauric acid, capric acid, and myristic acid) to produce a structured triacylglycerol.

The esterification reaction of a free fatty acid with glycerol using an acid catalyst or lipase enzyme catalyst can also produce monoglyceride compounds. The approach of this reaction is the fatty acids from a vegetable oil must be isolated before reacting with glycerol. The use of glycerol as raw materials is remarkable because it utilizes the byproducts of the biodiesel industry 34) .

The esterification reaction of glycerol and free fatty acids takes place at a temperature of 100-120°C and make it more efficient than glycerolysis reactions. However, the acid-catalyzed esterification is a reversible reaction in which the formed ester can be hydrolyzed again into a reactant, so it only produces a low yield product. One effort to increase the yield of ester products is to distillate the water as a side product during the reaction using Dean-Stark Water Collector. Schematic of the esterification of free fatty acids and glycerol in the presence of an acid catalyst is shown in Fig. 8.

Esterification reaction of free fatty acid and glycerol using an acid catalyst.

The homogeneous acid catalyst used can be derived from H2وبالتالي4 and pTSA 18) , 34) . The weakness of using this catalyst is its non-reusable aspect and it becomes a waste in the environment. The use of strong acid catalysts tends to regenerate triglycerides such as trimyristin 19) if the mole ratio of the reactants, temperature, and reaction time are not optimized. Triglycerides are formed because all the -OH groups in glycerol are stabilized by the presence of acyl groups from free fatty acids. Limiting the amount of free fatty acids is probably one solution to increase the formation of monoglycerides.

To improve the quality and amount of monoglycerides formed through the esterification of FFA, the catalyst is replaced by a heterogeneous acid catalyst. The advantage of this catalyst is that it can be reused. Bossaert وآخرون. have successfully synthesized of monoacylglycerol to yield 53% using MCM-41-SO3H 58) . The innovation by supporting material to MCM-41 was performed by D’iaz وآخرون 59) , 60) . The product of this reaction is monolaurin (63%) and monoolein compound (45%). The other substance for supporting material to create a new catalyst that is MMS-H mesoporous is aluminum and zirconium 60) . Monolaurin and dilaurin can be produced of this reaction with a yield of 93%. Nakamura وآخرون. have also used a heterogeneous catalyst that is ZrOCl2·8H2O and AlCl3·6H2O to generate monolaurin with good yield 61) . Hoo and Abdulah have used other catalyst that is mesoporous 12-tungstophosphoric acid SBA-15 to synthesized monolaurin to give 50% 62) . Synthesis of monolaurin and dilaurin has also conducted by using Mg-Al-CO3 layered double hydroxide 63) . The good yield has obtained from this reaction of about 99%. The previous effort to generate monoacylglycerol with good yield has also worked by Kotwal وآخرون 64) . This reaction used solid Fe-Zn double metal cyanide (DMC) as a catalyst. The product of this reaction is monolaurin (66%), monomiristin (75.9%), monostearin (62.2%), and monoolein (63.4%). Zeolite Imidazolate Framework-8 (ZIF-8) has been applied as a heterogeneous catalyst in the esterification reaction oleic acid and glycerol to produce monoolein. The esterification reaction was carried out for 22 hours in ر-butanol as the solvent at 423 K with 1.8 g of oleic acid, 6 g of glycerol, 85 g of ر-butanol, and 3 g of ZIF, resulted in the conversion rate of 60% and catalyst recovery 97 wt% 65) . The rp-SBA-15-Pr-SO3H catalyst exhibited the highest catalytic activity for the esterification of oleic acid with glycerol to produce monoolein 66) . The high yield obtained by Pr-SO3H-functionalized rope-shaped SBA-15 silica was proposed by a large specific surface area, high acid amount, and suitable pore size of the catalyst. -SO3H functionalized carbon catalysts were successfully used as a heterogeneous catalyst in esterification reaction between glycerol with lauric acid and oleic acid to produce monolaurin and monoolein respectively. The reaction lasted for 7-24 hours at 100-125°C, with a ratio of glycerol and free fatty acid was 1:1, and at the end of the reaction, the catalyst was reusable 67) .

All heterogeneous acid catalysts have Brønsted acid sites which serve to catalyze the esterification reaction of free fatty acid. In the first step, Brønsted acid sites in the heterogeneous catalyst will protonate oxygen atoms from carbonyl groups in free fatty acids. This protonation step makes the carbonyl group is more easily attacked by nucleophiles in the form of alcohol from glycerol. The -OH group which is bound to C1 و ج3 atoms of glycerol has more potential to attack carbonyl groups than those that bound to C2. The -OH group on C2 atoms is more sterically hindered when it attacks the carbonyl group. Therefore, the possibility of forming a 1-monoglyceride product is greater than 2-monoglyceride. If the reaction time is not well controlled, it is also possible to form diglyceride molecules due to the lack of strerical barriers for the -OH group in C1 و ج3 from glycerol.

An attempt to reduce the energy consumption level in the esterification reaction of free fatty acids and glycerol is to replace the acid catalyst with the lipase enzyme catalyst. Replacement of the catalysts into lipase enzymes provides several advantages such as producing monoglyceride with a high yield, good quality, and the reaction take place in mild conditions 68) . In the esterification reaction, water molecules are produced as a by-product. To shift the equilibrium to the formation of monoglyceride molecules compared to the hydrolysis reaction, the esterification reaction should be carried out in a non-water solvent or microaqueous solvent. The esterification reaction scheme of glycerol and free fatty acids with lipase enzyme catalyst is shown in Fig. 9.

Esterification reaction of fatty acid with glycerol using lipase enzyme.

Lipase enzymes has much application because it can interact with various substrates. This interaction was obtained from binding the active site of amino acid to the ester substrate so that it provides catalysis of transesterification and esterification reaction.

Some advantages of using lipase enzymes in the esterification reaction of fatty acid to produce monoglycerides:

1. are selective (to the certain substrate)

2. have catalytic activity under moderate reaction conditions such as low pressure and temperature, also takes place in water media

3. are easily separated from the product

4. do not produce side products that are harmful to the environment (green chemistry)

6. decompose in the environment

Lipase enzymes included in sn-1,3-selective lipases can be used in esterification reactions of fatty acids and glycerol to produce monoglycerides. These enzymes are like Novozyme 435, Candida antarctica lipase B, Lipozym RM IM, Lipase L9 (Penicillium camembertii lipase), Lipase GH1 (cloned from Penicillium cyclopium and expressed in Pichiapastoris strain GS115), الكانديدا sp.99-125 lipase and Lipozyme IM-20. Each type of lipase displays the ability to catalyze the reaction of making monoglycerides from various types of fatty acids and glycerol under various reaction conditions. Informations related to the esterification reaction between various types of fatty acids and glycerol, the type of lipase catalyst, reaction conditions, yield and selectivity of the monoglyceride produced, are described in full in Table 2. Novozym 435 as a biocatalyst, can catalyze the reaction of capric acid and capric acid esterification each with glycerol to produce monoglycerides with a product yield reaching 92 wt% 30) . Lipase G also has an advantage as a catalyst in the esterification reaction of some fatty acids with glycerol to produce monoglycerides with a selectivity level>60% 16) . Lipozyme RM IM has also succeeded in converting the reaction of lauric acid and glycerol into monoglycerides in the form of monolaurin with conversion rates reaching 93.23% and monoglyceride yield 53.67% 69) . Monoolein as an unsaturated monoglyceride with a yield of 84 wt% has been successfully carried out through the reaction of oleic acid and glycerol catalyzed by Lipase GH1 70) . Yadav وآخرون. 71) have also succeeded in making glyceryl monoundecylenate with a yield of 92% through the reaction of undecylenic acid with glycerol using Immobilized Candida antarctica lipase B (PyCal). Also, the using of الكانديدا ص. 99-125 enzyme for synthesizing monoacylglycerol has conducted by Zhao وآخرون 72) .

Transesterification reactions are very simple reactions in producing a monoglyceride from vegetable oil. In this synthetic route, monoglycerides are afforded from transesterification of fatty acid ethyl esters with glycerol. This reaction is quite effective because both of the fatty acid ethyl esters and glycerol can be obtained through base-catalyzed transesterification reactions of vegetable oil with ethanol. Ethanol is particularly preferred than methanol because it can produce non-toxic or food grade monoglycerides. Purification of fatty acids ethyl ester from the glycerol as a by-product can be performed by fractional distillation technique. The reaction scheme for the formation of fatty acid ethyl esters from vegetable oils is presented in Fig. 10.

Base-catalyzed transesterification reaction of vegetable oil.

Pure fatty acid ethyl ester such as ethyl laurate can be reacted with glycerol using alkaline catalyst or lipase enzyme catalyst to produce monoglyceride. Some of the catalysts that can be used in this reaction are NaOH, KOH, Na etoxide, MgO 73) , 74) , 75) and also an sn-1,3-selective lipase catalyst that specifically for transesterification reactions such as Lipozym TL IM. Some monoglyceride can be synthesized from the reaction of glycerol and fatty methyl ester at low temperature catalyzed by supported guanidine catalyst, where the catalyst was reusable without altering its reactivity 76) . Reaction scheme of transesterification of fatty acid ethyl ester and glycerol is displayed in Fig. 11.

Transesterification reaction scheme of fatty acid ethyl ester with glycerol.

The transesterification reaction is quite beneficial because it is an irreversible reaction so that monoglyceride can be produced at a higher yield. The formation of monoglyceride via transesterification of purified fatty acid ethyl ester with glycerol is considered to be more efficient than glycerolysis of vegetable oil because the fatty acid ethyl ester itself is obtained from the conversion of vegetable oil. This weakness of this reaction is that has huge potential for the formation of diglyceride molecules. The reason is that there are 3-OH groups in glycerol which have the potential to undergo a transesterification reaction, especially the -OH group bound to C1 و ج3. To improve the yield of monoglyceride produced, it is necessary to optimize the transesterification reaction of fatty acid ethyl esters with glycerol in the reactant mole ratio, catalyst amount, temperature and reaction time so it will minimize the diglyceride products formed. Another strategy for increasing monoglyceride compared with the diglycerides is by employing a protective group of alcohol such as acetal group.

Using a protective group in the synthesize reaction of a particular material is one of the efforts to increase the amount of the desired products. In connection with the synthesis of monoglycerides, glycerol as raw material should be protected first to increase the yield of the product. Protection of glycerol as a polyalcohol compound by converting it into an acetal compound is considered as a notable approach. The acetal group is quite stable in alkaline conditions. By assuming that the -OH group in C1 from glycerol can act as a nucleophile, it can attack the ketone compounds (dimethyl ketone or acetone) which have been protonated first by a proton ion of an acid catalyst. In the first stage, a hemiacetal compound will be formed. Furthermore, the -OH group in C2 can react with the intermediate hemiacetal to form an acetal product of glycerol that is known as 1,2-acetonide glycerol or 1,2-O-isopropylidene glycerol. The protection reaction of glycerol to 1,2-acetonide glycerol is shown in Fig. 12. Protected glycerol or 1,2-acetonide glycerol or 1,2-O-Isopropylidene glycerol can be made easily from the reaction of glycerol and acetone using a p-TSA catalyst. On a large scale, the glycerol protection reaction to 1,2-O-Isopropylidene glycerol can work well in a chloroform solvent. The reaction taking place at a temperature of 120°C for 6.5 hours and the compound 1,2-O-Isopropylidene glycerol is a clear liquid (colorless liquid) produced with a yield of 94% by Yu وآخرون. 77) 33.71% yield and 100% purity by Jumina وآخرون. 19) and 66.7% yield and 99.07% purity by Nitbani وآخرون 8) .

The protection reaction of glycerol to 1,2-acetonide glycerol.

In the synthesis of monoglycerides, the 1,2-acetonide glycerol compound will be reacted with a fatty acid ethyl ester using a weak base catalyst such as Na2كو3 8) , 19) , 77) and K2كو3 19) . In this transesterification reaction, alcohol is derived from 1,2-acetonide glycerol. For example, the reaction of fatty acids ethyl ester from ethyl capric with 1,2-acetonide glycerol using Na2كو3 as a catalyst will produce 1,2-acetonide-3-capryl glycerol compound 78) . Usually, the transesterification of fatty acids ethyl ester (ethyl capric 18) , ethyl myristic 19) ) with 1,2-acetonide glycerol took place at 110°C for approximately 24 hours. The 1,2-acetonide-3-alkyl glycerol product will be formed with high yield when the 1,2-acetonide glycerol compound is made excess with the mole ratio of fatty acid ethyl ester to 1,2-acetonide glycerol is 1:8 and 1:4. Alcohol as a by-product of this reaction can be easily separated by washing with water, as well as the remaining base catalyst. Base catalysts can be replaced with lipase enzyme catalysts, which specific catalyzed the transesterification reactions. Lipozyme TL IM enzyme is considered as one of the affordable lipase enzymes with high catalytic activity in transesterification reactions 40) .

The monoglyceride product in the form of 1-monocaprin or 1-monomyristin will be obtained after deprotection reaction of 1,2-acetonide-3-capryl glycerol or 1,2-acetonide-3-myristyl glycerol using Amberlyst-15 in ethanol as a solvent. Especially for 1-monocaprin, this reaction gives rendement 78.34% and purity 100% after purification of crude monocaprin using Preparatif Thin Layer Chromatography. The mixture of ن-hexane and ethyl acetate (7:3) was used as an eluen for purification. The reaction scheme is shown in Fig. 13. In the synthesis of 1-monomiristin19, it does not involve purification steps with Preparative Thin Layer Chromatography. 1-monomiristin compound with 100% purity is only produced from filtration and evaporation of the product of the 1,2-acetonide-3-myristyl glycerol deprotection reaction using Amberlyst-15. Synthesis of 1-monolinolein as an unsaturated monoglyceride was also successfully carried out by Jumina وآخرون. 32) using protected glycerol (1,2-O-isopropylidene glycerol) via an intermediate isopropylidene glycerol linoleate. Isolation of 1-monolinolein product is only carried out through the extraction process of isopropylidene glycerol linoleate deprotection reaction using a dichloromethane solvent. The results of the analysis with Gas Chromatography showed that the 1-monolinolein product produced was cis-monolinolein (41.3% purity) and trans-monolinolein (41.93% purity) 32) .

Reaction scheme of the synthesis of monocaprin using 1,2-acetonide glycerol.

Deprotection reactions of 1,2-acetonide-3-alkyl glycerol can take place at room temperature for 24 hours using Amberlyst-15 in methanol 12) and ethanol 78) . The deprotection reaction in ethanol solvents is more advantageous because it can avoid the toxicity of the monoglyceride compounds produced. This consideration is important because monoglyceride compounds have wide applications that come into direct contact with humans, such as food and medicine ingredients. Isolation of the final product 1-monoglyceride can be carried out by column chromatography 12) . Other purification method is extraction in a hydroalcoholic solution (water-ethanol solution mixture 80:20) 34) and washed with ن-hexane to separate the by-products which are usually fatty acids or fatty acids ethyl ester 79) . The isolation technique by liquid-liquid extraction is more advantageous because it uses safe solvents simple equipment, and is easy to do. In summary, the reaction conditions related to the synthesis of monoglycerides using protected glycerol which includes types of esters of fatty acids, types of catalysts, reaction temperatures, solvents, and purification techniques can be seen in Table 3.

The synthesis of monoglycerides through reaction approach using protected glycerol is very effective and beneficial. However, this achievment only would be regarded as the organic synthesis in academic laboratory scale research. There are no references that indicate about the practical engineering processes in preparing monoglycerides using protected glycerol. Various reaction conditions related to the use of protected glycerol in monoglyceride synthesis (Table 3) illustrate that this synthesis pathway might be easily applied on an industrial scale. The process of isolating monoglyceride final products which are quite simple both by filtration and liquid-liquid extraction (using dichloromethane solvents or hydroalcoholic solutions) is a promising consideration in the design for scale-up in the Industry.

Vegetable oil is a natural ingredient that is rich in saturated and unsaturated fatty acids which are present as triglycerides as well as free fatty acids. The major fatty acids type contain in the vegetable oil and it determines whether they are edible or non-edible oil. Fatty acids with their wide range application in human life can be isolated from vegetable oils. The Colgate-Emery steam hydrolysis can produce high-quality fatty acids, but it takes place under extreme conditions (high temperature and pressure) and is also not suitable for heat-sensitive fatty acids. Another alternative process that is quite precise is the hydrolysis of vegetable oils via enzymatic catalysis using the sn-1,3-specific lipase enzyme. The other alternative is through alkaline hydrolysis of a fatty acid methyl ester that has been isolated first from vegetable oil.

The synthesis of monoglyceride from vegetable oils can also be carried out through various chemical reaction approaches such as glycerolysis, ethanolysis using sn-1,3 lipase enzyme, esterification of fatty acids with glycerol using inorganic acid or lipase enzyme as a catalyst, transesterification of fatty acids methyl ester with glycerol and transesterification of fatty acids methyl esters with protected glycerol compound (1,2-O-isopropylidene glycerol) followed by deprotection using an acid resin (Amberlyst-15). To date, employing the protected glycerol (1,2-acetonide glycerol) followed by deprotection reactions using Amberlyst-15 is the most effective route for obtaining 1-monoglyceride but only in academic laboratory scale research. Purification of monoglycerides with hydroalcoholic solutions is found to be the most effective and easiest method. Meanwhile, 2-monoglyceride compounds are recommended to be synthesized through the ethanolysis reaction of vegetable oils using sn-1,3-selective lipases enzyme.


Palmitate and oleate modify membrane fluidity and kinase activities of INS-1E β-cells alongside altered metabolism-secretion coupling

Chronic exposure to elevated levels of glucose and free fatty acids impairs beta-cell function, leading to insulin secretion defects and eventually beta-cell failure. Using a semi-high throughput approach applied to INS-1E beta-cells, we tested multiple conditions of chronic exposure to basal, intermediate and high glucose, combined with saturated versus mono- and polyunsaturated fatty acids in order to assess cell integrity, lipid metabolism, mitochondrial function, glucose-stimulated calcium rise and secretory kinetics. INS-1E beta-cells were cultured for 3 days at different glucose concentrations (5.5, 11.1, 25 mM) without or with BSA-complexed 0.4 mM saturated (C16:0 palmitate), monounsaturated (C18:1 oleate) or polyunsaturated (C18:2 linoleate, C18:3 linolenate) fatty acids, resulting in 0.1-0.5 μM unbound fatty acids. Accumulation of triglycerides in cells exposed to fatty acids was glucose-dependent, oleate inducing the strongest lipid storage and protecting against glucose-induced cytotoxicity. The combined chronic exposure to both high glucose and either palmitate or oleate altered mitochondrial function as well as glucose-induced calcium rise. This pattern did not directly translate at the secretory level since palmitate and oleate exhibited distinct effects on the first and the second phases of glucose-stimulated exocytosis. Both fatty acids changed the activity of kinases, such as the MODY-associated BLK. Additionally, chronic exposure to fatty acids modified membrane physicochemical properties by increasing membrane fluidity, oleate exhibiting larger effects compared to palmitate. Chronic fatty acids differentially and specifically exacerbated some of the glucotoxic effects, without promoting cytotoxicity on their own. Each of the tested fatty acids functionally modified INS-1E beta-cell, oleate inducing the strongest effects.

الكلمات الدالة: Fatty acids Glucose Insulin Lipotoxicity Membrane/fluidity Pancreas.


الفوسفوليبيد

Like triglycerides, phospholipids have a glycerol backbone. But unlike triglycerides, phospholipids are diglycerides (two fatty-acid molecules attached to the glycerol backbone) while their third fatty-acid chain has a phosphate group coupled with a nitrogen-containing group. This unique structure makes phospholipids water soluble. Phospholipids are what we call amphiphilic&mdashthe fatty-acid sides are hydrophobic (dislike water) and the phosphate group is hydrophilic (likes water).

In the body phospholipids bind together to form cell membranes. The amphiphilic nature of phospholipids governs their function as components of cell membranes. The phospholipids form a double layer in cell membranes, thus effectively protecting the inside of the cell from the outside environment while at the same time allowing for transport of fat and water through the membrane.

Figure 5.7 The Structure of a Phospholipid

Image by Allison Calabrese / CC BY 4.0

Phospholipids are ideal emulsifiers that can keep oil and water mixed. Emulsions are mixtures of two liquids that do not mix. Without emulsifiers, the fat and water content would be somewhat separate within food. Lecithin (phosphatidylcholine), found in egg yolk, honey, and mustard, is a popular food emulsifier. Mayonnaise demonstrates lecithin&rsquos ability to blend vinegar and oil to create the stable, spreadable condiment that so many enjoy. Food emulsifiers play an important role in making the appearance of food appetizing. Adding emulsifiers to sauces and creams not only enhances their appearance but also increases their freshness.

Lecithin&rsquos crucial role within the body is clear, because it is present in every cell throughout the body 28 percent of brain matter is composed of lecithin and 66 percent of the fat in the liver is lecithin. Many people attribute health-promoting properties to lecithin, such as its ability to lower blood cholesterol and aid with weight loss. There are several lecithin supplements on the market broadcasting these claims. However, as the body can make most phospholipids, it is not necessary to consume them in a pill. The body makes all of the lecithin that it needs.

Figure 5.8 The Difference Between Triglycerides and Phospholipids

Image by Allison Calabrese / CC BY 4.0


نتائج ومناقشة

The intervention resulted in a −9.5±0.6% weight loss (101.8±5.8 vs 92.0±4.9 kg before and after weight loss, respectively, ص<0.05) and had a duration range from 17 to 32 weeks. A significant improvement in glucose control indices was observed after weight loss, accompanied by a non-statistically significant, but noteworthy reduction in HOMA-IR (ص=0.08) (Table 1). The intervention had a small positive impact in blood lipid profile, except a significant decrease in high-density lipoprotein. Figure 1 presents intramyocellular lipids and their fatty acid residues before and after weight loss. A remarkable decrease by 77.7±13.1% in intramyocellular triglyceride content was observed (ص& lt0.05). Similar decreases were observed in all triglyceride fatty acid residues (that is, saturated, mono-unsaturated and poly-unsaturated fatty acids). Changes in intramyocellular diglycerides before and after weight loss did not show a uniform pattern with three negative and two positive ranks. Mean values before and after weight loss were 8.25±1.71 vs 5.91±0.76 nmol/mg dry tissue (change in range, −6.24 to 2.41) and changes were not significantly different (ص=0.686).

Intramyocellular triglycerides and diglycerides before and after weight loss. Values are means±s.e. * Indicates statistically significant difference compared with values before weight loss.

Our results reveal that moderate weight loss depletes intramyocellular lipid storage, without significantly affecting diglyceride levels in diabetes mellitus. The marked decrease in intramyocellular triglycerides may be attributed to the fact that subjects at the end of the protocol were still on a hypocaloric diet. To this perspective, it is not clear whether the observed reduction may be attributed to the weight loss في حد ذاته or it was the effect of negative energy balance. However, even under these conditions, no such clear effect was observed for intramyocellular diglycerides. A reduction of the overall flux to lipid uptake and esterification at fasting that has been observed after weight loss (Kelley et al., 1999), along with a modest reduction in the availability of substrates from the systemic circulation, may explain at least in part the depletion of intramyocellular lipid storage, without affecting intermediate molecules of lipid metabolism, such as diglycerides. In this perspective, the well-known effects of weight loss on insulin sensitivity and glucose homeostasis may not be mediated by changes in these intermediate molecules.


Oxidation of fatty acids

عملية beta-oxidation occurs in mitochondria to break down fatty acids into 2-carbon acetyl-CoA molecules which can then enter the citric acid cycle. Each cleavage, which takes place at the second (beta) carbon from the end of the hydrocarbon chain, produces 1 FADH2 and 1 NADH to go on to the electron transport chain. Finally, the 3-carbon glycerol backbone is converted to a glycolysis intermediate or used for gluconeogenesis. The liver can also convert acetyl-CoA to water-soluble ketone bodies that can travel through the blood to be converted back to acetyl-CoA for the citric acid cycle in other cells.

Saturated fats

Saturated fats are characterized as being fully reduced with the maximum number of bonds to hydrogen and single C—C bonds along its fatty acid tail. These molecules have greater reducing potential than unsaturated fats, providing greater energy storage.

الدهون غير المشبعة

Unsaturated fats contain one or more double C=C bonds in their fatty acid tails, a less than fully reduced (partially oxidized) form compared to saturated fats. Most of the double bonds are found in the Z/cis conformation.


[edit] Metabolism

Triglycerides, as major components of very low density lipoprotein (VLDL) and chylomicrons, play an important role in metabolism as energy sources and transporters of dietary fat. They contain more than twice as much energy (9 kcal/g) as carbohydrates and proteins. In the intestine, triglycerides are split into monoacylglycerol and free fatty acids (this process is called lipolysis) (with the help of lipases and bile secretions), which are then moved into the cells lining the intestines (absorptive enterocytes). The triglycerides are rebuilt in the enterocytes from their fragments and packaged together with cholesterol and proteins to form chylomicrons. These are excreted from the cells and collected by the lymph system and transported to the large vessels near the heart before being mixed into the blood. Various tissues can capture the chylomicrons, releasing the triglycerides to be used as a source of energy. Fat and liver cells can synthesize and store triglycerides. When the body requires fatty acids as an energy source, the hormone glucagon signals the breakdown of the triglycerides by hormone-sensitive lipase to release free fatty acids. As the brain cannot utilize fatty acids as an energy source (unless converted to a ketone), the glycerol component of triglycerides can be converted into glucose, via gluconeogenesis, for brain fuel when it is broken down. Fat cells may also be broken down for that reason, if the brain's needs ever outweigh the body's.

Triglycerides cannot pass through cell membranes freely. Special enzymes on the walls of blood vessels called lipoprotein lipases must break down triglycerides into free fatty acids and glycerol. Fatty acids can then be taken up by cells via the fatty acid transporter (FAT).


How are Mono and Diglycerides metabolized without the Free Fatty Acids of Triglycerides? - مادة الاحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يجوز إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة والتي يعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


شاهد الفيديو: الاحماض الدهنية - Fatty acids (أغسطس 2022).