Hogyan hat a sztearinsav a lipidekre?

Bevezetés

Nincs egyetlen univerzális mechanizmus, amellyelsztearinsavkölcsönhatásba lép az összes lipiddel. Az értelmezést a tárgyalt kémiai állapot vagy szerkezeti kontextus megkülönböztetésével kell kezdeni: a szabad sztearinsav, az ionizált sztearát és a komplex lipidekben észterezett sztearoilcsoportok kémiailag különböző állapotok.

Ezek a különbségek befolyásolják, hogy a sztearinsavval rokon fajokat és észterezett sztearoilcsoportokat hogyan kell értelmezni az adott lipidszerkezeteken és készítményeken belül. Ez a cikk ezért a kémiai formára, a lipidosztályra és a készítmény kontextusára összpontosít, ahelyett, hogy egyetlen kölcsönhatási mechanizmust feltételezne.

Mi az a sztearinsav?

SztearinsavAz oktadekánsav, más néven oktadekánsav egy telített C18 zsírsav, molekulaképlete C18H36O2 és CAS regisztrációs száma 57-11-4.

Nem poláris C18 szénhidrogén láncot és poláris karboxilcsoportot tartalmaz. Határfelületi viselkedése a kémiai állapottól és a készítmény körülményeitől függően változhat.

A szabad sztearinsav nem ugyanaz, mint az észterezett sztearoilcsoport

Alapvető különbséget kell tenni több kémiailag különböző állapot között:

1. Szabad sztearinsav- a protonált karbonsav forma.
2. Ionizált sztearát- a sztearinsav deprotonált karboxilát formája.
3. Észterezett sztearoilcsoportok- a megfelelő komplex lipidekbe észterkötéseken keresztül beépült sztearoil-acilcsoportok.

A TAG-ban vagy egy megfelelő glicerofoszfolipid szerkezetben észterezett sztearoilcsoport kémiailag nem egyenértékű a szabad sztearinsav molekulájával. Az észterezett sztearoilcsoport nem tartalmaz szabad karboxilcsoportot.

Ez a megkülönböztetés különösen fontos, mivel a glicerofoszfolipidek szerkezetileg változatosak; Az IUPAC elég tágan határozza meg az osztályt ahhoz, hogy magában foglalja az O-acil-, O-alkil- és O-(1-alkenil) szubsztitúciót a glicerinmaradékon. Ezért az észterkötés leírását csak akkor szabad alkalmazni, ha a specifikus lipidszerkezet ezt támogatja.

Nincs egyetlen sztearinsav-lipid kölcsönhatási mechanizmus

Három határvonal hasznos a sztearinsav lipidtartalmú rendszerekben történő értelmezésekor:

1. A készítményben lévő szabad sztearinsav különbözik egy másik lipidmolekulán belüli észterezett sztearoilcsoporttól.A kémiai állapotot ezért meg kell adni, amikor a készítmény viselkedését tárgyaljuk.
2. A különböző lipidosztályok eltérően viselkednek.A TAG-ok és a glicerofoszfolipidek molekulaszerkezetükben és szervezetükben különböznek.
3. Az ömlesztett készítmény tulajdonságainak változása önmagában nem mutat specifikus molekuláris kölcsönhatást a szabad sztearinsav és egy másik lipid között.A megfogalmazás szintű megfigyelés egy olyan rendszertulajdonság, amely több hozzájáruló tényezőt tükrözhet.

Triacilglicerin rendszerek

A triacilglicerinek (TAG-ok, amelyeket általában triglicerideknek neveznek) három zsír-acilcsoportból állnak, amelyek glicerinné észterezettek. Ez a terminológia összhangban van a gliceridek mint a glicerin zsírsavakkal alkotott észterei IUPAC meghatározásával.

A telített C18 (18:0) acilláncot tartalmazó TAG észterezett sztearoilcsoportot tartalmaz, nem pedig szabad sztearinsav molekulát.

A meghatározott TAG rendszerekben a telített C18 sztearoilláncok hozzájárulhatnak az olvadáshoz, kristályosodáshoz és polimorf viselkedéshez, de a megfigyelt termikus viselkedést a teljes molekula- és keverékösszetételre vonatkoztatva kell értelmezni. A 18 szénatomos zsír-acil TAG-okon végzett kísérleti munka azt mutatja, hogy a telítetlenség és az acilszubsztitúciós helyzet különböző polimorf szerkezetekkel és átmenetekkel hozható összefüggésbe.

A megfigyelt TAG-fázis viselkedésére vonatkozó tényezők a következők lehetnek:

• A keverék általános zsír-acil összetétele.
• A glicerin acilcsoportjainak eloszlása, ahol releváns.
• A telítetlenség mértéke.
• Kristályos vagy polimorf állapot.

A magasabb sztearoiltartalom ömlesztett termikus vagy fázis viselkedésre gyakorolt ​​hatása ezért nem feltételezhető, hogy egyetlen univerzális szabályt követne minden keverékre vonatkozóan.

Glicerofoszfolipid rendszerek

A glicerofoszfolipidek szerkezetileg változatos lipidosztályt alkotnak. A meghatározott glicerofoszfolipid rendszerek részt vehetnek a kétrétegű összeállításokban vizes környezetben, de a szerkezeti és fázisbeli viselkedést meg kell vitatni az érintett lipidre való hivatkozással.

A sztearoilcsoportok észterezett acilláncokként fordulhatnak elő glicerofoszfolipidekben. Az ilyen molekulákban a telített C18 lánc hozzájárul a lipid hidrofób régiójához.

Meghatározott glicerofoszfolipid vagy modell-membrán rendszerekben az acil-lánc összetétel befolyásolhatja a pakolást és a fázis viselkedését. Például a DSPC, SOPC és OSPC hidratált kettősrétegekkel végzett kísérleti munka azt mutatja, hogy az összetétel és az acillánc helyzeti kontextusa releváns a megfigyelt fázis viselkedésében.

Egyetlen telített acillánc komponenst nem szabad használni a membrán merevségének előrejelzésére a különböző rendszerekben. A glicerofoszfolipid fázis viselkedését ehelyett a lipidösszetétel és a kísérleti körülmények összefüggésében kell értelmezni.

Mi határozza meg a lipidtartalmú készítmények viselkedését?

Számos tényezőt figyelembe kell venni a sztearinsavval rokon fajok vagy sztearoil-tartalmú lipidek kiszerelésében történő értékelése során.

Kémiai Forma

A releváns anyag lehet szabad sztearinsav, meghatározott sztearátsó vagy észterezett sztearoil-tartalmú lipid. Ezeket nem szabad felcserélhetőként kezelni.

Viselkedésüket a molekulaszerkezettel, adott esetben az ellenionnal és a formulázási környezettel összefüggésben kell értelmezni.

Lipid osztály

A TAG-ban gazdag és glicerofoszfolipidet tartalmazó rendszerek molekuláris szerveződésükben különböznek egymástól, így az egyik lipidosztályból származó megfigyeléseket nem szabad automatikusan átvinni egy másikba.

Összetétel

A teljes lipidösszetétel, beleértve a zsír-acil-összetételt, a lánchossz-eloszlást és a telítetlenség mértékét, releváns lehet a készítmény viselkedésének értelmezésekor.

Koncentráció vagy terhelés

A koncentrációt vagy az összetételt egyértelműen meg kell határozni a készítmény adatainak összehasonlításakor.

Hőmérséklet, hőtörténet és feldolgozás

A hőmérsékletet, a hőtörténetet és a feldolgozási körülményeket dokumentálni kell, ahol a fázis- vagy kristályosodási viselkedést értékelik.

Fázis és kristályos állapot

A fázis és a kristályos viselkedést a készítmény szintjén kell értékelni, nem pedig egyetlen komponens azonosságából következtetni.

pH

Ha szabad sztearinsav vagy sztearát van jelen a vizes határfelületen, a pH befolyásolhatja a sav-bázis állapotot, és ezt adott esetben figyelembe kell venni.

Egyéb felületaktív anyagok, emulgeálószerek vagy zsíros anyagok

Egyéb felületaktív anyagok, emulgeálószerek vagy zsíros anyagok is jelen lehetnek. Jelenlétüket figyelembe kell venni, amikor a készítmény viselkedését a rendszerekben összehasonlítjuk.

Kompatibilitás

A kompatibilitást és a fázisviselkedést a teljes készítményben kell értékelni. Univerzális kompatibilitást nem szabad feltételezni.

A megfogalmazási kérdéstől függően a releváns bizonyítékok közé tartozhatnak a fázis-viselkedési adatok, a termikus elemzés vagy a mikroszkóp. A Kodali-vizsgálat például differenciális pásztázó kalorimetriát és röntgendiffrakciót használt a TAG-polimorfizmus jellemzésére, míg az Inoue-vizsgálat differenciális pásztázó kalorimetriát használt a hidratált foszfolipid-kétrétegű fázis viselkedésének értékelésére.

Mit kell ellenőrizni a készítőknek és a vásárlóknak

Formulátorok számára

• A releváns anyag szabad sztearinsavként, meghatározott sztearátsóként vagy észterezett sztearoil-tartalmú lipidként van jelen?
• Milyen lipidosztály van jelen?
• Milyen fázisok és interfészek relevánsak a megfogalmazás szempontjából?
• Milyen koncentrációt vagy összetételt használnak?
• Melyik hőmérséklet-tartomány releváns?
• Vannak-e felületaktív anyagok, emulgeálószerek vagy egyéb zsíros anyagok?
• Milyen összetételi tulajdonságot értékelnek valójában?
• Vannak-e rendszerspecifikus kompatibilitási vagy fázisviselkedési adatok?

Vevők számára

• Pontos fokozat megjelölés.
• Zsírsav összetétel, ahol meg van adva.
• Fizikai forma.
• A vonatkozó előírások és a megadott vizsgálati módszerek.
• Műszaki Adatlap (TDS).
• Tételspecifikus elemzési tanúsítvány (CoA), ahol szükséges.

A minőségi dokumentáció jellemzi a szállított anyagot, de önmagában nem állapítja meg a kompatibilitást, a fázisviselkedést vagy a teljesítményt egy adott lipidtartalmú készítményben.

Következtetés

Nincs univerzális sztearinsav-lipid kölcsönhatási mechanizmus. A viselkedést a kémiai állapot, a lipidosztály és a teljes készítmény összetétele alapján kell értelmezni.

A szabad sztearinsav kémiailag különbözik a sztearáttól és a TAG-okban vagy a megfelelő glicerofoszfolipid-struktúrákban észterezett sztearoilcsoportoktól. Ezért ezeket a kifejezéseket nem szabad felcserélhetően használni a műszaki leírásokban.

A TAG és a glicerofoszfolipid fázis viselkedését nem szabad megjósolni egyetlen komponens azonosságából vagy mennyiségéből. A sztearoil-tartalmú TAG-ok és glicerofoszfolipid kettősrétegek kísérleti vizsgálatai azt mutatják, hogy a molekuláris összetétel, a szubsztitúciós kontextus és a rendszer körülményei relevánsak lehetnek a megfigyelt fázis viselkedésében.

Az ömlesztett készítmény tulajdonságainak változásai önmagukban nem mutatnak specifikus molekuláris kölcsönhatást. A megfogalmazási döntéseknek ezért adott esetben rendszerspecifikus bizonyítékokra kell támaszkodniuk.

Hivatkozások

1. Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet.Oktadekánsav. NIST Chemistry WebBook, SRD 69.
2. A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója.Gliceridek. IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), 5. kiadás. DOI:10.1351/goldbook.G02647.
3. A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója.Glicerofoszfolipid. IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), 5. kiadás. DOI:10.1351/goldbook.G02648.
4. Kodali, DR, Atkinson, D., Redgrave, TG és Small, DM (1987).A 18 szénatomos zsírsav-acil-triacil-glicerinek szerkezete és polimorfizmusa: telítetlenség és szubsztitúció hatása a 2-es helyzetben.Journal of Lipid Research, 28(4), 403–413. DOI:10.1016/S0022-2275(20)38692-2.
5. Inoue, T., Kitahashi, T. és Nibu, Y. (1999).1,2-disztearoil-foszfatidil-kolinból és 1-sztearoil-2-oleoil-foszfatidil-kolinból vagy 1-oleoil-2-sztearoil-foszfatidil-kolinból álló bináris foszfolipid keverékek hidratált kettős rétegének fázisviselkedése.Lipidek kémiája és fizikája, 99(1), 103–109. DOI:10.1016/S0009-3084(99)00007-9.