Fette bestehen aus Triglyceriden und sind im Allgemeinen in organischen Lösungsmitteln löslich und in Wasser unlöslich. Kohlenwasserstoffketten in Triglyceriden bestimmen die Struktur und Funktionalität von Fetten. Die Wasserbeständigkeit der Kohlenwasserstoffe macht sie wasserunlöslich und hilft auch bei der Bildung von Micellen, kugelförmigen Fettgebilden in wässrigen Lösungen. Kohlenwasserstoffe spielen auch eine Rolle bei den Schmelzpunkten von Fetten durch Sättigung oder die Anzahl der Doppelbindungen, die zwischen den Kohlenstoffatomen von Kohlenwasserstoffen vorhanden sind.
Was sind Fette?
Fette fallen unter die Kategorie der Lipide, die im Allgemeinen in organischen Lösungsmitteln löslich und in Wasser unlöslich sind. Fette können bei Raumtemperatur entweder flüssig wie Öl oder fest wie Butter sein. Der Unterschied zwischen Öl und Butter ist auf die Sättigung der Fettsäureschwänze zurückzuführen. Was Fette von anderen Lipiden unterscheidet, ist die chemische Struktur und die physikalischen Eigenschaften. Fette dienen als wichtige Quelle der Energiespeicherung und Isolierung.
Struktur der Fette
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Fette bestehen aus Triestern von Glycerin, die an Fettsäureschwänze aus Kohlenwasserstoffen gebunden sind. Da jedes Glycerin aus drei Fettsäuren besteht, werden Fette oft als Triglyceride bezeichnet. Die Kohlenwasserstoffkette, aus der die Fettsäuren bestehen, macht das Schwanzende des Moleküls hydrophob oder wasserabweisend, während die Glycerinkopf ist hydrophil oder „wasserliebend“. Diese Eigenschaften sind auf die Polarität der Moleküle zurückzuführen, aus denen sich jedes zusammensetzt Seite. Die Hydrophobie beruht auf den unpolaren Eigenschaften der Kohlenstoff-Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen in Kohlenwasserstoffketten. Die hydrophile Eigenschaft von Glycerin ist auf die Hydroxylgruppen zurückzuführen, die das Molekül polar machen und sich leicht mit anderen polaren Molekülen wie Wasser mischen.
Kohlenwasserstoffe und Mizellen
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Eine der ungewöhnlichen Eigenschaften von Fetten ist die Fähigkeit zu emulgieren. Emulgierung ist das Hauptkonzept der Seife, die sowohl mit polarem Wasser als auch mit unpolaren Schmutzpartikeln interagieren kann. Der polare Kopf der Fettsäure interagiert mit dem Wasser und die unpolaren Schwänze können mit Schmutz interagieren. Diese Emulgierung kann Mizellen bilden – Kugeln aus Fettsäuren – wobei die polaren Köpfe die äußere Schicht bilden und die hydrophoben Schwänze die innere Schicht bilden. Ohne Kohlenwasserstoffe wären Micellen nicht möglich, da die Hydrophobie-Schwelle der kritischen Micellenkonzentration, kurz cmc, eine wichtige Rolle bei der Bildung von Micellen spielt. Nachdem die Hydrophobie von Kohlenwasserstoffen in einem polaren Lösungsmittel einen bestimmten Punkt erreicht hat, bündeln sich die Kohlenwasserstoffe automatisch. Die polaren Köpfe drücken nach außen, um mit dem polaren Lösungsmittel zu interagieren, und alle polaren Moleküle werden von der das Innenvolumen der Mizelle, da unpolare Schmutzpartikel und Kohlenwasserstoffe den Innenraum ausfüllen Platz.
Gesättigt vs. Ungesättigte Fette
Sättigung bezieht sich auf die Anzahl der Doppelbindungen, die im Kohlenwasserstoffschwanz vorhanden sind. Einige Fette haben keine Doppelbindungen und haben die maximale Anzahl von Wasserstoffatomen, die an den Kohlenwasserstoffschwanz gebunden sind. Diese Fettsäuren, auch als gesättigte Fette bekannt, haben eine gerade Struktur und sind bei Raumtemperatur dicht zusammengepackt, um einen Feststoff zu bilden. Die Sättigung bestimmt auch den Aggregatzustand und die Schmelzpunkte der Fettsäuren. Während gesättigte Fette beispielsweise Feststoffe sind, sind sie aufgrund ihrer Struktur bei Raumtemperatur ungesättigt Fette wie Öle haben Krümmungen in ihren Kohlenwasserstoffschwänzen aufgrund von Doppelbindungen in ihrem Kohlenstoff-zu-Kohlenstoff Fesseln. Die Biegungen bewirken, dass die Öle bei Raumtemperatur flüssig oder halbfest sind. Daher haben gesättigte Fette aufgrund der geraden Struktur ihrer Kohlenwasserstoffschwänze höhere Schmelzpunkte. Doppelbindungen in ungesättigten Fetten machen sie bei niedrigeren Temperaturen leichter abbaubar.