Lipoliza

Lipoliza
Polecane artykuły
  • Lipoliza - enzymatyczny rozkład tłuszczów w komórkach katalizowany przez lipazę [R. Łąkowski 2003, s. 675].
  • Lipoliza - hydroliza glicerydów pod wpływem enzymów [I. Duda 1994, s 84]
  • Lipoliza - hydroliza glicerydów pod wpływem enzymów (lipaza). Lipazy mają działanie wybiórcze na określoną pozycję rozkładanego wiązania estrowego. Np. lipaza trzustkowa atakuje położenie α i α' [Encyklopedia techniki-Przemysł spożywczy, 1978, s. 370].
CH2OCOR lipaza CH2OH R1COOH
│ ───────> │ +
CH·OCOR2 H2O CH·OCOR2 R4COOH 
│  │
CH2OCOR4 CH2OH

Lipoliza przebiega stopniowo. Najpierw odłączany jest kwas z pozycji α, a następnie z pozycji α' i jako ostatni z pozycji β. Szybkość lipolizy rośnie wraz z liczbą przyłączonych reszt kwasów tłuszczowych oraz długością ich łańcucha i stopniem nienasycenia. [L. Stryer 1999, s. 645].

Pierwszym krokiem w wykorzystywaniu tłuszczowców jako źródła energii jest ich hydroliza katalizowana przez lipazy. Aktywność lipaz znajdujących się w komórkach tłuszczowych jest regulowana hormonalnie. Adrenalina, noradrenalina, glukagon oraz hormon adrenokortykotropowy stymulują cyklazę adenylanową, znajdującą się w komórkach tłuszczowych. Zwiększone dzięki temu stężenie cyklicznego adenozynomonofosforanu (cyklicznego AMP) stymuluje następnie kinazę białek, która z kolei aktywuje lipazę przez jej fosforylację. Tak więc adrenalina, noradrenalina, glukagon i hormon adrenokortykotropowy wywołują lipazę. Cykliczny AMP spełnia w tym przypadku rolę przekaźnika drugiego rzędu w regulacji lipolizy w komórkach tłuszczowych. Rola tu jest więc analogiczna do jego funkcji w regulacji rozkładu glikogenu. Natomiast insulina zmniejsza lipolizę przez inhibicję cyklazy adenylowanej.

Lipaza należy do grupy enzymów lipolitycznych (klasa: hydrolazy, podgrupa: esterazy), hydrolizuje ona wiązanie estrowe występujące pomiędzy glicerolem i kwasami tłuszczowymi w obrębie różnorodnej grupy lipidów. Lipazy są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, występują w nasionach i organach wegetatywnych wielu roślin, w niektórych mikroorganizmach oraz w organizmach ludzi i zwierząt (trzustka, wątroba, ściana żołądka i jelit). Lipazy katalizują hydrolizę nierozpuszczalnych w wodzie triacylogliceroli (TAG). Reakcja ta czyli lipoliza zachodzi na granicy faz a produktami są kwasy tłuszczowe, diacyloglicerole (DAG), monoacyloglicerole (MAG) oraz glicerol. Lipazy katalizują również hydrolizę rozpuszczalnych w wodzie, krótkołańcuchowych estrów kwasów karboksylowych (reakcja zachodzi bardzo powoli).

Hydroliza triacylogliceroli jest reakcją odwracalną, kierunek reakcji jest zależny od środowiska, przy czym nadmiar wody wywołuje hydrolizę, natomiast niska zawartość wody wywołuje estryfikacje glicerolu - reakcja odwrotna. Szybkość hydrolizy triacylogliceroli wzrasta z liczbą reszt kwasów tłuszczowych, długością łańcucha oraz stopniem nienasycenia kwasów tłuszczowych. Reakcje katalizowane przez lipazy można prowadzić w rozpuszczalnikach organicznych oraz roztworach buforowych możliwa jest wtedy kontrola zawartości wody (współczynnik aktywności wodnej).

Utlenianie lipidów zachodzi pod wpływem dwóch enzymów: lipazy i lipooksygenazy. Reakcja zaczyna się od działania lipazy uwalniającej z cząsteczek triacylogliceroli kwasy tłuszczowe, z których następnie powstają produkty utleniania. Rozkład tłuszczów zachodzi szybko, np. podczas przemiału pszenicy wtedy mąka posiada gorzki smak. Wysoką aktywność lipolityczną mają zarodki pszenne a przede wszystkim otręby pszenne. Lipazy wykorzystywane aktualnie w procesach przetwórczych są pochodzenia głównie mikrobiologicznego. Znaczne ich ilości syntezowane są przez różne szczepy drożdży, pleśni czy bakterii (Candida rugosa, Candida cylindracea, Candida antarctica, Aspergillus niger, Bacillus piocyaneum). Wykorzystane są w przemyśle spożywczym do otrzymywania komercyjnie ważnych niskocząsteczkowych estrów o określonych walorach smakowo-zapachowych, stosowane są najczęściej do napojów, soków, nektarów, a także do takich produktów jak budynie, kisiele, dżemy, ciastka i wiele innych [J.Tymoczko 2013].

Bibliografia

  • Encyklopedia Powszechna LAROUSSE, pod redakcją R. Łątowskiego, J. Turyk, Muza SA, Warszawa 2003
  • Słownik pojęć towaroznawczych, pod redakcją I. Dudy, Akademia Ekonomiczna, Kraków 1994
  • Encyklopedia techniki Przemysł spożywczy, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1978
  • L. Stryer, Biochemia, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999
  • J.L. Tymoczko, J.M. Berg, Biochemia - Krótki Kurs, Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2013
  • Staniewski, B. (2000). Lipoliza w procesie produkcji masła. Przemysł Spożywczy, 54, 34-36.

Autor: Karolina Bańka