Физико-химические свойства ФЛ

Физико-химические и биологические свойства ФЛ зависят от природы заместителя, длины углеводородной цепи входящих в его молекулу жирных кислот, от положения и числа двойных связей в них [3].

Липиды хорошо растворимы в органических растворителях, таких, как метанол, ацетон, хлороформ и бензол. В то же время эти вещества нерастворимы или мало растворимы в воде. Слабая растворимость связана с недостаточным содержанием в молекулах липидов атомов с поляризующейся электронной оболочкой, таких, как О, N, S или P [4]. Надо отметить, что отдельные группы ФЛ различаются растворимостью в растворителях. Например, в метиловом и этиловом спирте ФХ и ФК хорошо растворимы, ФЭА мало растворимы, ФС почти не растворяются; ФХ плохо растворяются в ацетоне, а ФК отличаются хорошей растворимостью в этом растворителе [5].

Наличие в составе ФЛ групп, способных к диссоциации, приводит к тому, что в зависимости от рН среды эти вещества будут находиться в различных ионных формах [1]. В табл. 1.1 представлен пример константы протолиза функциональных групп фосфатидилхолина.

Таблица 1.1.

Ионные формы ФХ при различных значениях рН (K_i – константы протолиза функциональных групп ФЛ) [6]

Фосфолипид	R3	рKi
Фосфатидилхолин (ФХ)		1,5 (≡Р – OH) 13,0 (N+(CH3)3)

 

На рис. 1.5 представлена распределительная диаграмма ФХ в зависимости от рН среды.

Рис. 1.5. Характеристика ионных форм ФХ в водных растворах при изменении величины рН: 1 – однозарядный катион, 2 – цвиттер-ион, 3 – однозарядный анион

 

Из рис. 1.5 следует, что ФХ находится в форме цвиттер-иона в широком интервале pH (включая также и физиологические значения pH), что обуславливает его поведение в биологических мембранах [7].

Общие свойства фосфолипидов в значительной степени обусловлены природой жирных кислот, входящих в их состав: фосфолипиды, которые содержат в основном ненасыщенные жирные кислоты, имеют мазеобразную консистенцию, в то время как фосфолипиды, содержащие ненасыщенные жирные кислоты – твердую консистенцию. Фосфолипиды склонны к порошкообразованию, что объясняется значительным содержанием в них углеводов.

К наиболее важным свойствам фосфолипидов, объясняющим их поведение на отдельных этапах переработки масличных семян и растительных масел, а также характеризующих их потребительские свойства, как самостоятельного продукта (фосфатидный концентрат), относится:

1) поверхностно-активные свойства;

2) полярность, поляризуемость, дипольные моменты;

3) электрическая проводимость фосфолипидов в неполярных растворителях;

4) образование ассоциатов и мицелл фосфолипидов в неполярных растворителях.

Фосфолипиды растительных масел способны изменить фазовые и энергетические взаимодействия на поверхности раздела полярной и неполярной фаз. Наличие такой активности для фосфолипидов обусловлено их химическим строением, полярностью и поляризуемостью, а также внешними факторами: температурой, характером среды (растворителя), концентрацией и типом фаз на границе раздела.

Для неинногенных ПАВ, к которым можно отнести фосфолипиды растительных масел, в неполярных и малополярных растворителях характерны следующие типы межмолекулярных взаимодействий [1,6,8]:

- слабое химическое, обусловленное образованием водородных связей и комплексов (комплексоподобное взаимодействие) [9];

- ориентационное взаимодействие между молекулами с постоянным жестким диполем;

- дисперсионное взаимодействие – мгновенные диполи, образованные благодаря определенному положению электронов в молекуле.

Последние три типа характеризуются в основном ван-дер-ваальсовыми силами.

Реакционная способность молекул фосфолипидов, связанная с их химическим строением и составом, обуславливает взаимодействие фосфолипидов с белками, углеводами, неомыляемыми липидами, ионами металлов, кислородом, щелочей, кислот и другими веществами, а также возможность протекания побочных реакций.

Фосфолипиды связываются с белками электростатическими силами: фосфатидилхолины и фосфатидилэтаноламины взаимодействуют с белком своими фосфатными группами и четвертичными атомами азота, проявляя сродство к аминокислотам, содержащим группы –ОН; =NH, -NH_2, =S.

В образовании комплексов фосфолипиды – белки существенное значение имеют силы ван-дер-вальса; несмотря на то, что они обладают малой энергией, с помощью этих сил возможно активное взаимодействие благодаря большому количеству одновременных взаимодействий (кооперативности).

В фосфолипидах растительных масел присутствует значительное количество ионов металлов (кальций, магний, калий, натрий, железо и другие), так как отдельные группы фосфолипидов растительных масел способны взаимодействовать с ионами металлов.

В результате взаимодействия фосфолипидов с углеводами образуется меланоидиновые соединения – продукты сахароаминного взаимодействия аминоалкоголей фосфолипидов с углеводами, так называемые меланофосфотиды.