مقدمة
لا توجد آلية عالمية واحدة يمكن من خلالهاحامض دهنييتفاعل مع جميع الدهون. يجب أن يبدأ التفسير بتمييز الحالة الكيميائية أو السياق الهيكلي الذي تتم مناقشته: حمض دهني حر، ستيرات مؤينة، ومجموعات ستيرويل تم استراته داخل الدهون المعقدة هي حالات متميزة كيميائيًا.
تؤثر هذه الفروق على كيفية تفسير الأنواع المرتبطة بحمض دهني ومجموعات الستيرويل الأسترة ضمن تراكيب وتركيبات دهنية محددة. ولذلك تركز هذه المقالة على الشكل الكيميائي، وفئة الدهون، وسياق الصياغة بدلاً من افتراض آلية تفاعل واحدة.
ما هو حمض دهني؟
حامض دهني، المعروف أيضًا باسم حمض الأوكتاديكانويك، هو حمض دهني مشبع C18 له الصيغة الجزيئية C₁₈H₃₆O₂ ورقم تسجيل CAS 57-11-4.
يحتوي على سلسلة هيدروكربون غير قطبية C18 ومجموعة كربوكسيل قطبية. يمكن أن يختلف سلوكه البيني باختلاف الحالة الكيميائية وظروف الصياغة.
حمض الستياريك الحر ليس هو نفسه مجموعة الستيرويل الأستيرية
يجب التمييز بشكل أساسي بين عدة حالات مختلفة كيميائيًا:
- حامض دهني مجاني- شكل حمض الكربوكسيل البروتوني.
- ستيرات مؤينة- شكل كربوكسيل منزوع البروتونات من حامض دهني.
- مجموعات الستيرويل الأستيرية- يتم دمج مجموعات أسيل الستيرويل من خلال روابط الإستر داخل الدهون المعقدة المناسبة.
مجموعة الستيرويل التي تم تقديرها ضمن TAG أو بنية الجلسرين الفوسفوليبيد المناسبة لا تعادل كيميائيًا جزيء حمض دهني حر. لا تحتوي مجموعة الستيرويل الأسترة على مجموعة كربوكسيل حرة.
هذا التمييز مهم بشكل خاص لأن الجليسروفوسفوليبيدات متنوعة هيكليا؛ يحدد IUPAC الفئة على نطاق واسع بما يكفي لتشمل استبدال O-acyl وO-alkyl وO-(1-alkenyl) على بقايا الجلسرين. لذلك، يجب تطبيق أوصاف ربط الإستر فقط عندما يدعمها هيكل الدهون المحدد.
لا توجد آلية واحدة لتفاعل حمض دهني مع الدهون
هناك ثلاثة حدود مفيدة عند تفسير حمض دهني في الأنظمة التي تحتوي على الدهون:
- يختلف حمض الستياريك الحر في التركيبة عن مجموعة الستيرويل المؤسترة داخل جزيء دهني آخر.ولذلك يجب تحديد الحالة الكيميائية عند مناقشة سلوك التركيبة.
- تتصرف فئات الدهون المختلفة بشكل مختلف.تختلف العلامات والدهون الفوسفورية في التركيب الجزيئي والتنظيم.
- إن التغير في خاصية التركيبة السائبة لا يوضح في حد ذاته تفاعل جزيئي محدد بين حمض دهني حر ودهن آخر.الملاحظة على مستوى الصياغة هي إحدى خصائص النظام التي يمكن أن تعكس عوامل مساهمة متعددة.
أنظمة ثلاثي الجلسرين
تتكون ثلاثيات الجلسرين (TAGs، والتي تسمى عادة الدهون الثلاثية) من ثلاث مجموعات أسيل دهنية تم تقديرها إلى الجلسرين. يتوافق هذا المصطلح مع تعريف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) للجلسريدات على أنها استرات الجلسرين مع الأحماض الدهنية.
تحتوي العلامة التجارية التي تحتوي على سلسلة أسيل C18 (18:0) مشبعة على مجموعة ستيرويل مُسترة بدلاً من جزيء حمض دهني حر.
في أنظمة TAG المحددة، يمكن أن تساهم سلاسل C18 stearoyl المشبعة في الذوبان، والتبلور، والسلوك متعدد الأشكال، ولكن يجب تفسير السلوك الحراري الملحوظ فيما يتعلق بالتركيب الجزيئي والخليط الكامل. يُظهر العمل التجريبي على TAGs المكونة من 18 كربونًا من الأسيل الدهني أن موضع عدم التشبع واستبدال الأسيل يمكن أن يرتبط بهياكل وتحولات متعددة الأشكال مختلفة.
قد تشمل العوامل ذات الصلة بسلوك مرحلة TAG المرصودة ما يلي:
- التركيبة الشاملة للأسيل الدهني للخليط.
- التوزيع الموضعي لمجموعات الأسيل على الجلسرين، حيثما كان ذلك مناسبًا.
- درجة عدم التشبع.
- الحالة البلورية أو متعددة الأشكال.
ولذلك لا ينبغي افتراض أن تأثير محتوى الستيرويل العالي على السلوك الحراري أو الطور السائب يتبع قاعدة عالمية واحدة عبر جميع المخاليط.
أنظمة الجليسيروفوسفوليبيد
الجليسيروفوسفوليبيدات هي فئة دهنية متنوعة هيكليا. يمكن لأنظمة الجلسرين الفوسفوليبيد المحددة أن تشارك في تجمعات ثنائية الطبقة في البيئات المائية، ولكن يجب مناقشة السلوك الهيكلي والطوري مع الإشارة إلى الدهون المحددة المعنية.
يمكن أن تتواجد مجموعات الستيرويل على شكل سلاسل أسيل مؤسترة في الجلسرين الفوسفوليبيد. في مثل هذه الجزيئات، تساهم سلسلة C18 المشبعة في المنطقة الكارهة للماء من الدهون.
في أنظمة الجليسيروفوسفوليبيد المحددة أو أنظمة الغشاء النموذجي، يمكن أن يؤثر تكوين سلسلة الأسيل على التعبئة وسلوك الطور. على سبيل المثال، يوضح العمل التجريبي مع الطبقات الثنائية المائية DSPC، وSOPC، وOSPC أن التركيب والسياق الموضعي لسلسلة الأسيل لهما صلة بسلوك المرحلة المرصودة.
لا ينبغي استخدام مكون واحد من سلسلة الأسيل المشبعة للتنبؤ بصلابة الغشاء عبر الأنظمة المختلفة. بدلاً من ذلك، ينبغي تفسير سلوك مرحلة الجليسروفوسفوليبيد فيما يتعلق بتكوين الدهون والظروف التجريبية.
ما الذي يحدد السلوك في المستحضرات المحتوية على الدهون؟
يجب أخذ عدة عوامل في الاعتبار عند تقييم الأنواع المرتبطة بحمض الستيريك أو الدهون المحتوية على الستيرويل في التركيبات.
النموذج الكيميائي
قد تكون المادة ذات الصلة عبارة عن حمض دهني حر، أو ملح ستيرات محدد، أو دهون محتوي على ستيرويل أستري. لا ينبغي أن تعامل هذه على أنها قابلة للتبديل.
يجب تفسير سلوكهم فيما يتعلق بالبنية الجزيئية، والمقاومة حيثما كان ذلك مناسبًا، وبيئة التركيب.
فئة الدهون
تختلف الأنظمة الغنية بـ TAG والتي تحتوي على الجليسروفوسفوليبيد في التنظيم الجزيئي، لذلك لا ينبغي نقل الملاحظات من فئة دهنية واحدة تلقائيًا إلى أخرى.
تعبير
قد يكون تكوين الدهون الشامل، بما في ذلك تكوين الأسيل الدهني، وتوزيع طول السلسلة، ودرجة عدم التشبع، ذا صلة عند تفسير سلوك التركيبة.
التركيز أو التحميل
ينبغي تحديد التركيز أو التركيب بوضوح عند مقارنة بيانات التركيبة.
درجة الحرارة والتاريخ الحراري والمعالجة
يجب توثيق درجة الحرارة والتاريخ الحراري وظروف المعالجة حيث يتم تقييم سلوك الطور أو التبلور.
المرحلة والحالة البلورية
ينبغي تقييم سلوك الطور والسلوك البلوري على مستوى الصياغة بدلاً من استنتاجه من هوية مكون واحد فقط.
الرقم الهيدروجيني
في حالة وجود حامض دهني حر أو ستيرات في السطح البيني المائي، قد يؤثر الرقم الهيدروجيني على الحالة الحمضية القاعدية ويجب أخذه في الاعتبار عند الاقتضاء.
مواد خافضة للتوتر السطحي أو مستحلبات أو مواد دهنية أخرى
قد توجد أيضًا مواد خافضة للتوتر السطحي أو مستحلبات أو مواد دهنية أخرى. وينبغي أخذ وجودهم في الاعتبار عند مقارنة سلوك الصياغة عبر الأنظمة.
التوافق
ينبغي تقييم التوافق وسلوك المرحلة في الصياغة الكاملة. لا ينبغي افتراض التوافق العالمي.
اعتمادًا على سؤال الصياغة، قد تتضمن الأدلة ذات الصلة بيانات سلوك الطور، أو التحليل الحراري، أو الفحص المجهري. على سبيل المثال، استخدمت دراسة Kodali قياس السعرات الحرارية بالمسح التفاضلي وحيود الأشعة السينية لتوصيف تعدد أشكال TAG، بينما استخدمت دراسة Inoue قياس السعرات الحرارية بالمسح التفاضلي لتقييم سلوك الطور ثنائي الطبقة الفوسفورية المائية.
ما الذي يجب على المصممين والمشترين التحقق منه
للتركيبات
- هل المادة ذات الصلة موجودة في صورة حمض دهني حر، أو ملح ستيرات محدد، أو دهون تحتوي على ستيرويل أستري؟
- ما هي فئة الدهون الموجودة؟
- ما هي المراحل والواجهات ذات الصلة بالصياغة؟
- ما هو التركيز أو التركيب المستخدم؟
- ما هو نطاق درجة الحرارة ذات الصلة؟
- هل توجد مواد خافضة للتوتر السطحي أو مستحلبات أو مواد دهنية أخرى؟
- ما هي خاصية الصياغة التي يتم تقييمها بالفعل؟
- هل هناك توافق خاص بالنظام أو بيانات سلوك المرحلة؟
للمشترين
- تعيين الصف الدقيق.
- تكوين الأحماض الدهنية، حيثما هو محدد.
- الشكل المادي.
- المواصفات ذات الصلة وطرق الاختبار المذكورة.
- ورقة البيانات الفنية (TDS).
- شهادة التحليل الخاصة بالدفعة (CoA)، عند الاقتضاء.
تحدد وثائق الدرجة المادة الموردة ولكنها لا تحدد في حد ذاتها التوافق أو سلوك الطور أو الأداء في تركيبة معينة تحتوي على دهون.
خاتمة
لا توجد آلية عالمية للتفاعل بين حامض دهني والدهون. يجب تفسير السلوك فيما يتعلق بالحالة الكيميائية، وفئة الدهون، وتركيبة التركيبة الكاملة.
يختلف حمض الستياريك الحر كيميائيًا عن الإستيرات وعن مجموعات الستيرويل التي تم تقديرها ضمن TAGs أو هياكل الجليسروفوسفوليبيد المناسبة. ولذلك لا ينبغي استخدام هذه المصطلحات بالتبادل في الأوصاف الفنية.
لا ينبغي التنبؤ بسلوك طور TAG وglycerphospholipid من هوية أو كمية مكون واحد وحده. تُظهر الدراسات التجريبية للعلامات التجارية المحتوية على الستيرويل وطبقات ثنائية الجليسروفوسفوليبيد أن التركيب الجزيئي وسياق الاستبدال وظروف النظام يمكن أن تكون ذات صلة بسلوك المرحلة المرصودة.
لا تُظهر التغييرات في خصائص التركيبة السائبة في حد ذاتها تفاعلًا جزيئيًا محددًا. ولذلك ينبغي أن تعتمد قرارات الصياغة على الأدلة الخاصة بالنظام حيثما كان ذلك مناسبا.
مراجع
- المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا.حمض الأوكتاديكانويك. كتاب الويب للكيمياء NIST، SRD 69.
- الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية.الجلسريدات. خلاصة IUPAC للمصطلحات الكيميائية (الكتاب الذهبي)، الطبعة الخامسة. معرف الهوية الرقمي:10.1351/goldbook.G02647.
- الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية.الجلسرين فسفوليبيد. خلاصة IUPAC للمصطلحات الكيميائية (الكتاب الذهبي)، الطبعة الخامسة. معرف الهوية الرقمي:10.1351/goldbook.G02648.
- Kodali، DR، Atkinson، D.، Redgrave، TG، & Small، DM (1987).هيكل وتعدد أشكال ثلاثي أسيل الجلسرين الدهني 18 كربون: تأثير عدم التشبع والاستبدال في الموضع 2.مجلة أبحاث الدهون، 28(4)، 403-413. معرف الهوية الرقمي:10.1016/S0022-2275(20)38692-2.
- إينو، تي.، كيتاهاشي، تي، ونيبو، ي. (1999).سلوك الطور لطبقة ثنائية مائية من مخاليط فسفوليبيد ثنائية مكونة من 1،2-ديستيرويل فوسفاتيديل كولين و1-ستيرويل-2-أوليويل فوسفاتيديل كولين أو 1-أوليويل-2-ستيرويل فوسفاتيديل كولين.كيمياء وفيزياء الدهون، 99(١)، ١٠٣-١٠٩. معرف الهوية الرقمي:10.1016/S0009-3084(99)00007-9.