Aula4 Lipideos e membranasParte I

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Química Industrial III: Processos Bioquímicos Profa. Juliana de Souza Nunes
Lipídeos e membranas
Parte 1: Definição e classificação
Profa. Juliana de Souza Nunes
E-mail: julianasnunes@quimica.ufrn.br 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Instituto de Química
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1) Introdução 
• Os lipídeos são um amplo grupo de compostos quimicamente diversos que são 
solúveis em solventes orgânicos.
• Partilham algumas propriedades baseadas em similaridades estruturais, 
principalmente uma preponderância de grupamentos polares.
• Exemplos: Gorduras, óleos, algumas vitaminas e hormônios, componentes 
não-proteicos das membranas.
• É o quarto grupo principal de moléculas da célula.
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• Possuem grande variedade estrutural. Possuem diferenças no que diz respeito à 
solubilidade e as suas propriedades funcionais.
Lipídeos Apolares: Triglicerídeos, colesterol
Polares: Fosfolipídeos
Hidrofóbica Hidrofílica
Participam em processos de:
 Adsorção à interfaces;
 Estabilização de partículas;
 Interação com biopolímeros; etc.
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Os lipídeos desempenham algumas funções básicas:
1. Reserva energética;
2. Eventos de sinalização intra e intercelular;
3. Ativadores de enzimas;
4. São componentes essenciais de membranas biológicas.
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2) Funções dos lipídeos
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3) Classificação dos lipídeos
3.1 Compostos com cadeia aberta com cabeças polares e longas caudas apolares
a. Ácidos graxos
b. Triacilgliceróis
c. Fosfolipídeos
d. Esfingolípideos
e. Glicolipídeos
3.2 Compostos de cadeia cíclica:
Esteroides (ou esteróis)
3.3 Outros lipídeos
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EPA (ácido eicosapentanoico)
Testosterona
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a) Ácidos graxos
• São ácidos carboxílicos com grupos laterais apolares de longas cadeias de 
hidrocarbonetos.
• São compostos anfipáticos.
HidrofílicaHidrofóbica
Ionizável, dependendo do pH do meio
𝑅𝐶𝑂𝑂𝐻 ↔ 𝑅𝐶𝑂𝑂− +𝐻+
𝐾𝑎 =
𝑅𝐶𝑂𝑂− [𝐻+]
𝑅𝐶𝑂𝑂𝐻
𝑝𝐾𝑎 = −𝑙𝑜𝑔𝐾𝑎
𝑝𝐾𝑎 ácidos graxos = 4,76-5,0
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• Nos organismos vivos, a maioria dos ácidos graxos possui um número par de 
carbonos em uma cadeia linear, devido ao processo biológico da cadeia;
• Contêm de 4 a 30 átomos de carbono;
• Os ácidos graxos de 16 e 18C são comuns em plantas e animais superiores. 
Cadeias menores que 14C não são comuns, embora possam ser encontrados 
em óleos tropicais e no leite;
• São monocarboxílicos; e
• Podem ser saturados ou insaturados.
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Características dos ácidos graxos
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Saturado Insaturado
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• Não possuem duplas ligações;
• São geralmente sólidos à temperatura ambiente;
• Encontrados geralmente em gorduras de origem 
animal.
• Possuem uma ou mais duplas ligações;
• São geralmente líquidos à temperatura ambiente;
• Quando existem mais de uma dupla ligação, elas 
são raramente conjugadas.
• Encontrados em óleos de origem vegetal.
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Ponto de fusão dos ácidos graxos
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• Ponto de fusão decresce pela presença de duplas ligações.
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Ponto de fusão dos ácidos graxos
• Os ácidos graxos saturados organizam-se com facilidade em cristais e como as 
atrações de Van der Waals são fortes, eles possuem ponto de fusão 
relativamente elevado. 
• Os pontos de fusão aumentam com o aumento do peso molecular. 
• A configuração cis da ligação dupla de um ácido graxo insaturado reduz o ponto 
fusão pois impõe uma curva rígida à cadeia de carbono que interfere com a 
organização cristalina, causando a redução da atração de Van der Waals, entre 
as moléculas. 
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Ponto de fusão dos ácidos graxos
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Ácidos graxos insaturados: isomeria geométrica
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• A maioria dos ácidos graxos insaturados apresenta a configuração cis
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Reatividade
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A reatividade reflete a reatividade do ácido carboxílico, de outros grupos funcionais e 
o grau de instauração da cadeia do ácido graxo. Como aparecem na sua grande 
maioria na forma de ésteres, as ligações de éster são sensíveis à hidrólise (ácida e 
básica):
Reação de hidrólise (saponificação):
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Reatividade
Reações de oxidação: A reação ocorre entre os ácidos graxos insaturados e oxigênio, sendo 
catalisada pela luz, calor e por metais como Cu e Fe. 
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Formação de radicais livres
Formação de hidroperóxidos
Formação de produtos estáveis devido à 
uma alta concentração de R
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Nomenclatura
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• Baseada no número de carbonos dos hidrocarbonetos parentais.
Exemplo: 
10 carbonos: decano + oico  ácido decanoico (ácido cáprico)
16 carbonos + 1 dupla ligação no carbono 9: ácido hexenodecenoico (ácido 
palmitoleico)
O sistema numérico também é utilizado:
Hexadecanoico=palmítico=16:0
Ácido oleico=cis-9-octadecenoico=18:19=C18:1(9)
N° de carbonos
N° de ligações duplas
Posição da ligação dupla
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Principais ácidos graxos presentes na natureza
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Principais ácidos graxos presentes na natureza
Os ácidos graxos -3 
(ácido alfa-
linolênico, ácido 
eicosapentaenoico (20C) e 
o ácido docosahexanoico
(22C)) apresentam 
atividade biológica. 
Diminuem níveis 
sanguíneos de 
triglicerídeos e colesterol 
ruim (LDL).
-3  Posição das 
ligações duplas a partir do 
grupo terminal
1
1
1
1
1
a
a
a
a
a





3
6
3
3
6
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b) Triglicerídeos (triacilglicerois)
• São triésteres de glicerol com ácidos graxos;
• Presentes nas gorduras e em óleos de plantas;
• Ácidos graxos livres não são comuns em tecidos vivos, pois apresentam toxicidade devido a sua 
capacidade de romper a organização da membrana celular. Por isso, mais de 99% dos ácidos graxos 
encontrados na natureza estão esterificados com glicerol. Quando esterificados com glicerol, sua 
atividade e toxicidade diminuem. 
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Resíduos de ácidos 
graxos
Éster
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b) Triglicerídeos (triacilglicerois)
• Não são componentes de membranas, sendo acumulados no tecido adiposo, 
constituindo um meio de armazenamento de ácidos graxos, particularmente em 
animais.
• São a reserva de energia metabólica nos animais. A oxidação completa gera 9 kcal/g, 
enquanto carboidratos e proteínas geram 4 kcal/g.
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Hidrólise de triglicerídeos:
Via enzimática é realizada 
nos organismos vivos
No laboratório, através da 
hidrólise ácida ou básica
Sais Glicerol
Produção de 
sabão 
Produção 
de cremes 
e loções
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Nomenclatura dos triglicerídeos
Se tem 1 ácido graxo:
Triestearina, glicerol triestereato, triestearoil glicerol, StStSt ou 18:0-18:0-18:0
Se possui mais de um ácido graxo (triacilglicerol heterogêneo):
Sufixo: -oico +oil
1
2
3
Numeração 
estereoespecífica (sn)
Exemplo: 1-palmitoil-2-oleoil-3-estearoil-
sn glicerol
Características dos triglicerídeos
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• Os triglicerídeos podem existir na forma sólida ou líquida, dependendo da natureza 
dos ácidos graxos constituintes;
• A maior parte deles, entretanto, está na forma líquida devido a grande proporção de 
ácidos graxos insaturados, como o ácido oleico, linoleico ou linolênico;
• Nos animais, existe uma proporção maior de ácidos graxos saturados, como os 
ácidos palmítico e esteárico e, portanto, possuem pontos de fusão mais elevados.
Peixes marinhos < peru < frango < porco < boi < ovelha < leite
Conteúdo de ácidos graxos saturados
Características dos triglicerídeos
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A maioria das gorduras naturais, como as dos óleos vegetais, dos laticínios e da
gordura animal, são misturas complexas de triacilglicerois simples e mistos, que
contêm uma variedade de ácidos graxos que diferem no comprimento da cadeia e no
grau de saturação.
Características dos triglicerídeos
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A composição dos ácidos graxos constituintes depende do sistema digestivo de cada 
animal:
 Gordura de frango, porco e peixe: depende da dieta. Ex.: presunto ibérico, rico em 
ácido oleico.
 Ruminantes (ovelhas e vacas): os ácidos graxos sofrem biohidrogenação no rúmen, 
sendo o produto final o ácido esteárico, pois a maioria dos ácidos graxos da dieta 
tem 18 carbonos.
 Glândulas mamárias: as bactérias do rúmen fermentam carboidratos a acetato e -
hidroxibutirato, que são convertidos a ácidos graxos de cadeia curta.
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c) Fosfolipídeos (fosfoacilgliceróis) 
• Fosfolipídeos são obtidos pela esterificação dos grupamentos álcool do glicerol 
com o ácido fosfórico. Podem ser hidrolisados pelas fosfolipases (enzimas).
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Ácido triprótico Pode formar uma ligação éster a mais com 
outros álcoois
Fosfatidiléster*R1 e R2 são bastante variáveis, como 
nos triglicerídeos.
Nome de X-OH Fórmula de -X Nome do fosfolipídeo
Etanolamina Fosfatidiletanolamina (cefalina)
Colina Fosfatidilcolina (lecitina)
Serina Fosfatidilserina
Inositol Fosfatidilinositol
Glicerol Fosfatidilglicerol
Fosfatidilglicerol Difosfatidilglicerol
(cardiolipina)
Classificação dos fosfolipídeos
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A classificação depende da natureza do segundo álcool esterificado ao ácido fosfórico: 
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Posição C1 – ácido graxo saturado de 16 a 18 carbonos
Posição C2 – ácido graxo insaturado de 16 a 20 carbonos
1
2
3
Cauda Apolar
Cauda Apolar
Cabeça polar
Moléculas 
anfipáticas
Características dos fosfolipídeos
OBS: Estas moléculas atuam como surfactantes e permitem a organização em
bicamadas, que são determinantes para as propriedades das membranas
biológicas. Como as membranas celulares necessitam manter a sua fluidez, os
fosfolipídeos são insaturados a fim de que se previna a cristalização à temperatura
ambiente.
Zona polar
Zona apolar
Zona polar
Exemplo: Lecitina de soja (fosfatidilcolina)
sn-1-estearoil-2-oleoil-3-fosfatidilcolina
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Nomenclatura dos fosfolipídeos
• Similar à dos triglicerídeos 
colina
fosfato
glicerol
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d) Esfingolipídeos
• O esfingolípideos não contêm glicerol, mas um aminoálcool de cadeia longa, a 
esfingosina.
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Ceramidas
• Os derivados de ácidos graxos da esfingosina são conhecidos como ceramidas.
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Esfingomielinas
São o produto da esterificação do 
grupamento álcool primário da 
esfingosina com o ácido fosfórico, que, 
por sua vez, está esterificado com a 
colina.
São componentes importantes de 
membranas celulares do sistema 
nervoso.
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Esfingomielina
Resíduo de palmitato
Colina
Encontra-se principalmente 
na bainha de mielina. 
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e) Glicolipídeos
São formados pela ligação de um carboidrato a um grupamento álcool de um lipídeo 
por uma ligação glicosídica. A ligação glicosídica é estabelecida entre o álcool da 
ceramida e o açúcar.
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Encontrados em células nervosas e no cérebro. 
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O carboidrato normalmente é glicose ou galactose e complexas, como nos gangliosídeos.
ácido siálico
Resíduo de ácido graxo
Caudas apolares
Porção carboidrato
Presentes no sistema nervoso central, especialmente nas terminações nervosas. Constituem até 
6% dos lipídeos de membrana da substância cinzenta do cérebro humano. Posicionam-se zona 
externa da membrana e servem para o reconhecimento entre as células.
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Esterois
São compostos cíclicos formados por 4 anéis (3 de 6 átomos – A, B e C- e 1 de 5 
átomos-D. São derivados de ciclopentanoperidrofenatreno (a).
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Esterois vegetais (fitoesterois)
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Colesterol
• É uma molécula altamente hidrofóbica;
• Permite orientação em membranas 
celulares (contribui para a estabilização 
da estrutura);
• É precursor de outros esteroides, de 
vitamina D3 e de sais biliares;
• Em excesso, provoca doenças 
cardiovasculares.
Permite esterificação com cadeias longas de ácidos 
graxos (ésteres de colesterol).
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Outros lipídeos
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• Óleos essenciais:
Cinamaldeído (canela)Eugenol (cravo) Limoneno (casca de 
frutas cítricas)
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• Vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K)
Vitamina A Vitamina D
Vitamina E Vitamina K
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• Vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K)
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• Carotenoides
-caroteno: pigmento alaranjado encontrado em alguns vegetais. Ex.: cenoura, 
laranja, mamão, damasco, etc.
Licopeno: pigmento avermelhado encontrado em alguns vegetais. Ex.: tomate, 
melancia, goiaba, etc.
• São antioxidantes.
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• Ceras
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São ésteres de um ácido de cadeia longa com um álcool de cadeia longa.
As ceras industriais são uma combinação de classes químicas, incluindo ceras, 
ésteres de esteróis, cetonas, aldeídos, hidrocarbonetos e esteróis.
Podem ser:
Ceras
Vegetal
Animal
Mineral
A função é repelir a água ou inibir a perda 
de água.
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Exemplos 
Cera de abelha
É provavelmente a mais conhecida. É obtida a partir dos 
favos de mel por extração a solvente, prensagem ou água 
fervente. É composta principalmente de ácido 
hexacosanoico e ácido palmítico. 
Tem usos na produção de medicamentos, cosméticos, entre 
outros.Óleo de espermacete (cera)
Obtido da cavidade cranial e de certas partes da gordura da 
baleia cachalote. Composta de palmitato de cetila. 
Usos: lubrificantes, unguentos. Pouco aplicada hoje em dia, 
sendo substituída pelo óleo de jojoba.
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Ozocerita:
Cera mineral de ocorrência natural, composta por uma 
mistura de hidrocarbonetos saturados e insaturados de 
alto peso molecular, hidrocarbonetos líquidos e 
compostos oxigenados não identificados. Encontrada na 
Europa Oriental e nos EUA (Utah). 
Empregada em isolamentos elétricos, impermeabilizações 
e impregnações.
Cera de parafina: 
Cera mineral derivada do petróleo, separada através da 
destilação, resfriamento e filtração em filtro-prensa. 
Usos: velas, embalagens para indústria alimentícia, 
cosméticos, giz de cera, papel carbono. 
Exemplos 
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Cera montana
Extraída a solvente do lignito betuminoso. A composição exata é 
desconhecida. 
Usos: isolamentos elétricos, ceras de polir, pinturas, lubrificante 
para papel e plásticos.
Cera candelila
Extraída de uma planta comum no México e EUA (Euphorbia
antisyphilitica) com água acidulada e recolhendo-se a cera que 
sobrenada. O constituinte principal é o hentracontano (C31H64).
Usos: cosméticos, revestimentos, entre outros.
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Cera de carnaúba
Obtida da palmeira carnaúba, nativa do Brasil. Composta de 
cerotato de micirila. As folhas são secas por 3 dias e depois 
batidas. A secagem liberta a cera, que cai ao solo com a 
batida das folhas, de donde é recolhida e fundida. 
Usos: ceras de assoalho, de automóveis e móveis, em papéis 
carbono, velas, produtos moldados, medicamentos, 
revestimentos e alimentos.
Não apresenta toxicidade, é facilmente solúvel em água e 
pode ser aplicada em frutos cuja casca também é 
consumida. 
Disponível em: 
http://www.cultivando.com.br/ha-cera-na-
casca-da-maca/
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Pode ser usada pura ou incorporada em filme plástico. As vantagens conferidas pela 
aplicação da cera da carnaúba são:
• Brilho;
• Redução da perda de água;
• Prolongamento da vida pós-colheita;
• Melhora da aparência;
• Manutenção da coloração;
• Redução da suscetibilidade à abrasão;
• Retardo do amadurecimento e da deterioração desses produtos, por limitar as trocas 
gasosas.
Cera de carnaúba
Acta Sci. Agron. Maringá, v. 29, n. 1, p. 99-105, 2007. 
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A parafina também possui esses atributos, sendo sua aplicação permitida pela 
ANVISA. 
Exemplo: mandioca parafinada
Disponível:<http://photos1.blogger.com/blogger/2150/963/
1600/P1010011.jpg>. Acesso em 28 set 2017.
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Disponível em: http://revistagloborural.globo.com/Noticias/Agricultura/noticia/2014/10/cera-nas-
frutas-como-maca-serve-para-protecao-e-nao-faz-mal-saude.html. Acesso em 28 set 2017.
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Leitura recomendada
CAMPBELL, Mary K. Bioquímica. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. 751 p.
NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 
2014. 1298 p.
GAUTO, Marcelo Antunes; ROSA, Gilber. Química industrial. Porto Alegre: Bookman, 2013. 283 p.
SHREVE, Randolph Norris; BRINK, Joseph A; MACEDO, Horacio. Indústrias de processos químicos. 4. ed. Rio
de Janeiro: Guanabara Koogan, 1997. 717 p.
MALGARIM, Marcelo B.; CANTILLANO, Rufino F. F.; TREPTOW, Rosa de O. Armazenamento refrigerado de 
laranjas cv. Navelina em diferentes concentrações de cera à base de carnaúba. Acta Sci. Agron. Maringá, v. 
29, n. 1, p. 99-105, 2007. Disponível em: < 
http://periodicos.uem.br/ojs/index.php/ActaSciAgron/article/view/72>. Acesso em 28 set. 2017.
PINHO, D. M. M.; P. A. Z. Suarez. A hidrogenação de óleos e gorduras e suas aplicações industriais. Ver.
Virtual Quim. V. 5, n. 1., p. 47-62.