الدهون القابلة للتصبن: الخصائص ، الهيكل ، الوظائف ، الأمثلة - مادة الاحياء - 2026

و الدهون تصبن هي تلك الدهون وجود مجموعة استر وظيفية يمكن تحلل تحت الظروف القلوية. الدهون القابلة للتصبن هي الشموع والفوسفوليبيدات والدهون الثلاثية والسفينجوليبيدات.

تُعرف العملية الكيميائية للتحلل المائي القلوي للإسترات في وجود قاعدة في محلول مائي (NaOH أو KOH) باسم التصبن. يتكون هذا التفاعل من كسر رابطة الكربون والأكسجين التي "تحمل" الجزء الحمضي والجزء الكحولي من الإستر.

صورة جاكلين ماكو من www.pixabay.com

التصبن هو العملية التي يتم من خلالها الحصول على أملاح الكربوكسيل ، وهي المادة الخام لصناعة الصابون التي نستخدمها يوميًا للنظافة الشخصية أو المنزلية.

ينتج عن تصبن الدهون إطلاق جزيئات الجلسرين وأملاح أحماضها الدهنية.

التصبن أو التحلل المائي للدهون (المصدر: إصدار SVG: إصدار WhiteTimberwolfPNG: Bryan Derksen ، H Padleckas / Public domain ، عبر Wikimedia Commons)

في ضوء حقيقة أن الدهون التي تتكون منها أنسجة كل من الحيوانات والنباتات هي ، في معظمها ، دهون قابلة للتصبن ، على مر التاريخ ، استخدم الإنسان مصادر طبيعية مختلفة للحصول على مواد صابونية مختلفة المرافق المنزلية والصناعية.

تقليديا ، تم استخدام الشحم البقري (دهن البقر) والتبييض (الرماد ، مصدر KOH غير النقي) ، ومع ذلك ، يتم اليوم استخدام الدهون الحيوانية والنباتية من أنواع مختلفة وعادة ما تكون القلويات عبارة عن كربونات الصوديوم.

خصائص وهيكل الدهون القابلة للتصبن

الدهون القابلة للتصبن ، كما ذكرنا سابقًا ، هي الشموع والفوسفوليبيد والدهون الثلاثية والدهون السفينجولية. مثل كل الدهون المعروفة في الطبيعة ، هذه جزيئات أمفيباثيك ، أي أنها جزيئات ذات نهاية قطبية (محبة للماء) ونهاية قطبية (كارهة للماء).

من الناحية الهيكلية ، يتكون الجزء القطبي من الدهون القابلة للتصبن من سلسلة أو سلسلتين من الأحماض الدهنية ذات أطوال مختلفة ودرجات متفاوتة من التشبع ، والتي قد تتفرع أو لا تتفرع.

التمثيل الهيكلي للحمض الدهني (صورة من WikimediaImages على www.pixabay.com)

يحتوي الأحماض الدهنية أيضًا على خصائص amphipathic ، حيث إنه حمض كربوكسيلي يتكون من سلسلة أليفاتية قطبية (هيدروكربون). هذه المركبات ليست حرة في السياق البيولوجي ، ولكنها مرتبطة كيميائيًا دائمًا بجزيئات أخرى.

وبالتالي ، فإن السمة الأساسية لجميع الدهون القابلة للتصبن هي أنها جزيئات مكونة من أحماض دهنية تم استيرتها لأنواع مختلفة من "الهياكل العظمية" أو "الأطر".

الفسفوليبيدات

يتم أسترة الفسفوليبيدات إلى جزيء الجلسرين ، والذي يحتوي أيضًا على مجموعة فوسفات مرتبطة بإحدى ذرات الكربون الخاصة به القادرة على التفاعل مع مجموعات مختلفة لتشكيل ، من خلال رابطة فوسفودايستر ، أنواعًا مختلفة من الفوسفوليبيدات المعروفة باسم فوسفاتيديل كولين و فوسفاتيديليثانولامين ، على سبيل المثال.

الهيكل العام للفوسفوليبيد (المصدر: Rupertsciamenna. النسخة الأسبانية بواسطة Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) عبر Wikimedia Commons)

الدهون الثلاثية

إن الدهون الثلاثية ، المشابهة للفوسفوليبيدات ، عبارة عن جزيئات دهنية مُجمَّعة في هيكل عظمي من الجلسرين ، لكنها تختلف عن سابقتها في أنها بدلاً من مجموعة الفوسفات يتم استيرتها إلى حمض دهني ثالث.

تشكيل ثلاثي الجليسريد (المصدر: إياكوبو ليرديني. النسخة الإسبانية من أليخاندرو بورتو. / CC0 ، عبر ويكيميديا ​​كومنز)

سفينجوليبيدات

تتكون السفينجوليبيدات من جزيء سفينجوزين (كحول أميني مكون من 18 ذرة كربون) مرتبط بحمض دهني من خلال رابطة أميد.

الدهون الفوسفاتية أو السفينغوميلين

توجد الدهون الفوسفاتية أو السفينجوميلين ، وهي تلك التي تحتوي على مجموعة فوسفات مرتبطة بإحدى مجموعات OH في السفينجوزين والتي يمكن أسترة جزيئات الكولين أو الإيثانولامين بها ، وتشكل "الرأس" القطبي للجزيء.

هيكل سفينجوليبيد (المصدر: Javier Velasco / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) عبر ويكيميديا ​​كومنز)

جلوكوسفينجوليبيدات

هناك أيضًا جليكوسفينجوليبيدات ، والتي بدلاً من مجموعة الفوسفات تحتوي على كربوهيدرات (أحادي السكاريد أو قليل السكاريد) مرتبط من خلال رابطة جليكوسيدية بإحدى مجموعات OH في السفينجوزين.

شموع

أخيرًا ، الشمع عبارة عن إسترات أحماض دهنية طويلة السلسلة جدًا يكون "العمود الفقري" عبارة عن كحول عالي الوزن الجزيئي (مع سلاسل تصل إلى 30 ذرة كربون).

المميزات

من الناحية البيولوجية ، تعتبر الدهون القابلة للتصبن ذات أهمية قصوى لعمل جميع الكائنات الحية ، حيث أن معظمها ، وخاصة الدهون الفوسفورية والسفينجوليبيد ، تؤدي وظائف الإشارات الهيكلية والاستقلابية وحتى داخل الخلايا.

تتكون أغشية الخلايا للكائنات حقيقية النواة وبدائية النواة من طبقات ثنائية الدهون.

تتكون هذه الطبقات الثنائية بشكل أساسي من الدهون الفوسفورية ، والتي يتم تنظيمها بطريقة تجعل نهاياتها القطبية "محمية" من الوسط المائي بداخلها ، بينما تكون "رؤوسها" القطبية في تفاعل دائم مع البيئة المحيطة.

مما سبق يُدرك أهمية هذه الجزيئات لوجود الخلايا كما نعرفها اليوم.

تعمل الدهون السفينجولية أيضًا على إثراء أغشية العديد من أنواع الخلايا ، بالإضافة إلى هذه الوظيفة الهيكلية ، تمت دراستها على نطاق واسع لمشاركتها في ظواهر إشارات الخلايا ، حيث تورطت في عمليات مثل موت الخلايا المبرمج والانقسام وتكاثر الخلايا ، من بين الآخرين.

تعتبر هذه الجزيئات ذات أهمية خاصة لخلايا الجهاز العصبي للعديد من الحيوانات ، حيث أنها تشكل ، على سبيل المثال ، أكثر من 5٪ من المادة الرمادية للدماغ البشري.

الأهمية الاقتصادية والصناعية

لقد استغل الإنسان الدهون القابلة للتصبن صناعيًا لعشرات السنين لإنتاج الصابون من خلال التصبن.

كان استخدام الدهون الحيوانية ، وفي الآونة الأخيرة ، الدهون النباتية ، مثل زيت النخيل وزيت جوز الهند ، على سبيل المثال ، ذا أهمية كبيرة لتطوير الصابون بخصائص وخصائص مختلفة.

ترتبط القدرة على إزالة الدهون و "قوة التنظيف" للمنظفات أو الصابون المستخدمة حاليًا للنظافة الشخصية والمنزلية والصناعية ببنية الأيونات الموجودة في أملاح الأحماض الدهنية التي يتم إنتاجها. عن طريق تصبن الدهون.

ويرجع ذلك إلى قدرة هذه الأيونات على المشاركة في تكوين المذيلات ، وهي هياكل كروية تتكون من هذه الجزيئات الأمفيباثية ، حيث تواجه الأحماض الدهنية بعضها البعض في المركز وتواجه الأيونات السطح المحب للماء.

أمثلة على الدهون القابلة للتصبن

بسبب وفرتها ، فإن أكثر الأمثلة المعروفة للدهون القابلة للتصبن هي الفوسفوليبيدات. فوسفاتيديل كولين ، فوسفاتيديل سيرين ، فوسفاتيديل إيثانولامين ، فوسفاتيديلينوسيتول هي فوسفوليبيدات ، على سبيل المثال.

يعتبر شمع العسل وشمع النخيل من الأمثلة الجيدة على الدهون الشبيهة بالشمع القابل للتصبن ، وفي الوقت نفسه فإن دهون الجسم من الحيوانات ، بالإضافة إلى العديد من الدهون النباتية هي أمثلة جيدة على الدهون الثلاثية الجليسريدات القابلة للتصبن.

المراجع

1. كلايدن ، ج. ، جريفز ، إن ، وارين ، س ، و وذرز ، ب. (2001). الكيمياء العضوية.
2. Law، SQ، Halim، R.، Scales، PJ، & Martin، GJ (2018). تحويل واستعادة الدهون القابلة للتصبن من الطحالب الدقيقة باستخدام مذيب غير قطبي عن طريق الاستخراج بمساعدة الليباز. تقنية Bioresource، 260، 338-347.
3. نيلسون ، DL ، Lehninger ، AL ، & Cox ، MM (2008). مبادئ Lehninger للكيمياء الحيوية. ماكميلان.
4. ستوكر ، HS (2012). الكيمياء العامة والعضوية والبيولوجية. نيلسون للتعليم.
5. فانس ، دي ، وفانس ، جي إي (محرران). (تسعة وتسعون وستة وتسعون). الكيمياء الحيوية للدهون والبروتينات الدهنية والأغشية. إلسفير.