Tuky jsou vyrobeny z triglyceridů a jsou obecně rozpustné v organických rozpouštědlech a jsou nerozpustné ve vodě. Uhlovodíkové řetězce v triglyceridech určují strukturu a funkčnost tuků. Díky voděodolnosti uhlovodíků jsou nerozpustné ve vodě a také pomáhají při tvorbě micel, což jsou sférické útvary tuku ve vodných roztocích. Uhlovodíky také hrají roli v bodech tání tuku nasycením nebo počtem dvojných vazeb mezi atomy uhlíku uhlovodíků.
Co jsou tuky?
Tuky spadají do kategorie lipidů, které jsou obecně rozpustné v organických rozpouštědlech a jsou nerozpustné ve vodě. Tuky mohou být při pokojové teplotě buď tekuté, jako olej, nebo pevné, jako máslo. Rozdíl mezi olejem a máslem je způsoben nasycením zbytků mastných kyselin. To, co odlišuje tuky od ostatních lipidů, je chemická struktura a fyzikální vlastnosti. Tuky slouží jako důležitý zdroj akumulace a izolace energie.
Struktura tuků
•••Ryan McVay / Lifesize / Getty Images
Tuky se skládají z triesterů glycerolu připojených k ocasu mastných kyselin vyrobeným z uhlovodíků. Protože pro každý glycerol existují tři mastné kyseliny, tukům se často říká triglyceridy. Uhlovodíkový řetězec, který tvoří mastné kyseliny, činí ocasní konec molekuly hydrofobní nebo voděodolný, zatímco hlava glycerolu je hydrofilní nebo „milující vodu“. Tyto vlastnosti jsou způsobeny polaritou molekul, které je tvoří boční. Hydrofobnost je způsobena nepolárními charakteristikami vazeb uhlík-uhlík a uhlík-vodík v uhlovodíkových řetězcích. Hydrofilní charakteristika glycerolu je způsobena hydroxylovými skupinami, díky nimž je molekula polární a snadno se mísí s jinými polárními molekulami, jako je voda.
Uhlovodíky a micely
•••Comstock Images / Comstock / Getty Images
Jednou z neobvyklých vlastností tuků je schopnost emulgovat. Emulgace je hlavním konceptem mýdla, které může interagovat jak s polární vodou, tak s nepolárními částicemi nečistot. Polární hlava mastné kyseliny interaguje s vodou a nepolární ocasy mohou interagovat s nečistotami. Tato emulgace může tvořit micely - kuličky mastných kyselin - kde polární hlavy tvoří vnější vrstvu a hydrofobní ocasy tvoří vnitřní vrstvu. Bez uhlovodíků by micely nebyly možné, protože práh hydrofobicity kritické koncentrace micel neboli cmc hraje důležitou roli při tvorbě micel. Jakmile hydrofobicita uhlovodíků dosáhne určitého bodu v polárním rozpouštědle, uhlovodíky se automaticky spojí. Polární hlavy tlačí ven k interakci s polárním rozpouštědlem a všechny polární molekuly jsou vyloučeny vnitřní objem micely vyplňuje nepolární částice nečistot a uhlovodíků prostor.
Nasycený vs. Nenasycené tuky
Sytost označuje počet dvojných vazeb přítomných v uhlovodíkovém konci. Některé tuky nemají žádné dvojné vazby a mají maximální počet atomů vodíku připojený k uhlovodíkové frakci. Tyto mastné kyseliny, známé také jako nasycené tuky, mají přímou strukturu a pevně zabalené dohromady, aby při pokojové teplotě vytvořily pevnou látku. Nasycení také určuje fyzikální stav a teploty tání mastných kyselin. Například zatímco nasycené tuky jsou pevné látky, díky své struktuře při pokojové teplotě jsou nenasycené tuky, jako jsou oleje, mají ohyby v uhlovodíkových zbytcích z dvojné vazby v uhlíku na uhlík vazby. Ohyby způsobují, že oleje jsou při pokojové teplotě kapalné nebo polotuhé. Nasycené tuky mají proto vyšší teploty tání díky přímé struktuře jejich uhlovodíkových zbytků. Dvojné vazby v nenasycených tucích usnadňují jejich rozklad při nižších teplotách.
