Fosfolipidy stanowią istotny element budulcowy błon komórkowych

Nr wniosku: 190689, nr raportu: 14895. Kierownik (z rap.): prof. dr hab. Czesław Wawrzeńczyk
Fosfolipidy stanowią istotny element budulcowy błon komórkowych wszystkich komórek
roślinnych i zwierzęcych. Ich aktywność biologiczna w dużej mierze uwarunkowana jest obecnością w ich
strukturze choliny, niezbędnej do regulacji podstawowych procesów życiowych jak m.in. oddychanie,
praca serca czy procesy związane z zapamiętywaniem i koncentracją uwagi. Ponadto spełnia ona rolę
ochronną w stosunku do komórek wątroby zapobiegając odkładaniu się w nich tłuszczu i zmniejsza ryzyko
miażdżycy i chorób serca. Drugim ważnym składnikiem fosfolipidów są kwasy tłuszczowe, których skład
zależy od pochodzenia fosfolipidów.
Zrealizowany projekt dotyczył opracowania nowych metod otrzymywania fosfolipidów
modyfikowanych czyli takich, w których skład kwasów tłuszczowych będzie zmieniony w porównaniu z
naturalnym i korzystniejszy z punktu widzenia zdrowia człowieka. Zmiany te dotyczyły wzbogacenia
fosfolipidów w bioaktywne kwasy tłuszczowe takie jak wielonienasycone kwasy tłuszczowe z rodziny n-3
i n-6 a także sprzężone kwasy tłuszczowe (CFA). Kwasy z grupy n-3 obniżają poziom cholesterolu i
triacylogliceroli we krwi, zapobiegają powstawaniu zakrzepów naczyniowych, obniżają ciśnienie krwi, są
niezbędne w prawidłowym rozwoju mózgu i siatkówki oka. Kwasy z grupy n-6 pełnią funkcję ochronną
przed chorobami skórnymi: łuszczycą, trądzikiem i alergiami skórnymi. Sprzężone kwasy tłuszczowe
wykazują działanie antynowotworowe, przeciwmiażdżycowe, a także zdolność do redukcji tkanki
tłuszczowej. Połączenie aktywności choliny i kwasów tłuszczowych w jednej cząsteczce prowadzi do
powstania suplementu diety nowej generacji, typu "2 w 1", łączącego w sobie zalety obu wymienionych
komponentów.
Źródłem fosfolipidów w opisywanym projekcie było żółtko jaja kurzego, natomiast źródłem kwasów
tłuszczowych były naturalne oleje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego (olej lniany, słonecznikowy,
krokoszowy, olej z wiesiołka, olej z ogórecznika, olej z pestek granatu, olej z wątroby dorsza).
Wbudowanie pożądanych kwasów do fosfolipidów następowało w wyniku bezpośredniej reakcji między
fosfolipidem a odpowiednim olejem albo otrzymanym z niego koncentratem kwasów tłuszczowych.
Reakcje takie były możliwe do przeprowadzenia dzięki zastosowaniu naturalnych biokatalizatorów - lipaz,
dzięki czemu zachodzą one z dużą szybkością i w łagodnych warunkach (temperatura, ciśnienie, pH), co
odróżnia je od reagentów chemicznych.
W wyniku reakcji z zastosowaniem oleju lnianego uzyskano modyfikowane fosfolipidy zawierające
ponad 60% kwasów wielonienasyconych, w tym 34% kwasu α-linolenowego z rodziny n-3. Dodatkowo ta
modyfikacja pozwoliła na zalecane przez dietetyków obniżenie stosunku kwasów n-6/n-3 w
fosfatydylocholinie żółtka jaja z 24 do 0,7. Zastosowanie oleju z wiesiołka pozwoliło na uzyskanie
fosfolipidu zawierającego ponad 53% kwasów n-6. Modyfikacja fosfolipidów z użyciem oleju z pestek
granatu dała produkt zawierający prawie 50% wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, w tym ok. 30%
sprzężonego kwasu linolenowego. Stosując koncentrat kwasów z oleju z wątroby dorsza uzyskano ok. 33
% kwasów n-3 w fosfolipidach, w tym niewystępujące naturalnie w fosfolipidach żółtka, najbardziej
aktywne biologicznie kwasy EPA (6,5%) i DHA (16,4%). Stosując jako reagent koncentrat sprzężonego
kwasu linolowego (CLA) otrzymany z oleju krokoszowego uzyskano 44%-owe wbudowanie tego kwasu
do fosfolipidu.
Zaproponowane przez nas rozwiązania są bardzo uniwersalne i pozwalają na bardzo szeroki
wachlarz modyfikacji składu kwasów tłuszczowych w fosfolipidach, w zależności od przeznaczenia
końcowego produktu. Mogą więc być w przyszłości stosowane zarówno w przemyśle spożywczym,
farmaceutycznym lub kosmetycznym. Opracowane metody są konkurencyjne wobec dotychczas
stosowanych, w których reagentami służącymi do modyfikacji fosfolipidów były syntetyczne kwasy
tłuszczowe. Wykorzystanie jedynie naturalnych surowców takich jak żółtko jaja kurzego oraz oleje
roślinne i zwierzęce a także lipaz jako biokatalizatorów sprawia, że metody te generują znacznie mniejsze
ilości odpadów i są bardziej przyjazne dla środowiska, a poprzez mniejsze zużycie energii niż w przypadku
klasycznych metod chemicznych oraz niższe koszty surowców również mniej kosztowne. Kierując się tymi
przesłankami wymienione metody były także stosowane w reakcjach w zwiększonej skali, bez udziału
rozpuszczalnika i ze znacznym uproszczeniem procedury oczyszczania produktów. Wstępne wyniki tych
badań są bardzo obiecujące i wskazują na celowość ich kontynuowania.