שומנים עשויים טריגליצרידים והם מסיסים בדרך כלל בממיסים אורגניים ואינם מסיסים במים. שרשראות פחמימנים בטריגליצרידים קובעות את מבנה השומנים ופונקציונליות שלהם. עמידות המים של הפחמימנים הופכת אותם למסיסים במים ומסייעים גם ביצירת מיסלים, שהם תצורות כדוריות של שומן בתמיסות מימיות. פחמימנים ממלאים תפקיד גם בנקודות ההיתוך של השומן באמצעות הרוויה, או במספר הקשרים הכפולים הקיימים בין אטומי הפחמן של הפחמימנים.
מהם שומנים?
שומנים מתחילים בקטגוריית השומנים המסיסים בדרך כלל בממיסים אורגניים ואינם מסיסים במים. שומנים יכולים להיות נוזליים, כמו שמן, או מוצקים, כמו חמאה, בטמפרטורת החדר. ההבדל בין שמן לחמאה נובע מרוויה של זנבות חומצות שומן. מה שמייחד שומנים משומנים אחרים הוא המבנה הכימי והתכונות הפיזיקליות. שומנים משמשים כמקור חשוב לאחסון אנרגיה ובידוד.
מבנה שומנים
•••ריאן מקוויי / Lifesize / Getty Images
שומנים מורכבים משלישי גליצרול המחוברים לזנבות חומצות שומן העשויים מפחמימנים. מכיוון שיש שלוש חומצות שומן לכל גליצרול, שומנים נקראים לרוב טריגליצרידים. שרשרת הפחמימנים המרכיבה חומצות שומן הופכת את קצה הזנב של המולקולה להידרופובי, או עמיד במים, ואילו ראש גליצרול הוא הידרופילי, או "אוהב מים". תכונות אלה נובעות מקוטביות המולקולות המרכיבות כל אחת מהן צַד. ההידרופוביות נובעת מהמאפיינים הלא קוטביים של קשרי הפחמן והפחמן-מימן בשרשרות הפחמימנים. המאפיין ההידרופילי של גליצרול נובע מקבוצות ההידרוקסיל, שהופכות את המולקולה לקוטבית ומתערבבת בקלות עם מולקולות קוטביות אחרות, כגון מים.
פחמימנים ומייסלים
•••תמונות של קומסטוק / קומסטוק / תמונות של גטי
אחד המאפיינים יוצאי הדופן של שומנים הוא יכולת התחליב. תחליב הוא הרעיון העיקרי שמאחורי סבון, שיכול ליצור אינטראקציה עם מים קוטביים וגם עם חלקיקי עפר לא קוטביים. הראש הקוטבי של חומצת השומן מתקשר עם המים והזנבות הלא קוטביים יכולים לתקשר עם לכלוך. תחליב זה יכול ליצור מיסלים - כדורי חומצות שומן - כאשר ראשי הקוטב מהווים את השכבה החיצונית והזנבות ההידרופוביים יוצרים את השכבה הפנימית. ללא פחמימנים, המיצלים לא יתאפשרו, מכיוון שסף ההידרופוביות של ריכוז המיצל הקריטי, או הסמ"ק, ממלא תפקיד חשוב ביצירת מיגלים. לאחר שההידרופוביות של הפחמימנים מגיעה לנקודה מסוימת בממיס קוטבי, הפחמימנים מתאגדים אוטומטית. ראשי הקוטב נדחקים החוצה כדי לקיים אינטראקציה עם הממס הקוטבי וכל המולקולות הקוטביות אינן נכללות הנפח הפנימי של המיסל כשחלקיקי לכלוך לא ופולאריים ופחמימנים ממלאים את הפנים מֶרחָב.
רווי לעומת שומנים בלתי רוויים
רוויה מתייחסת למספר הקשרים הכפולים הקיימים בזנב הפחמימן. בחלק מהשומנים אין קשרים כפולים ויש להם את המספר המרבי של אטומי מימן המחוברים לזנב הפחמימנים. חומצות שומן אלה, הידועות גם בשם שומנים רוויים, הן בעלות מבנה ישר וארוזות היטב יחד ליצירת מוצק בטמפרטורת החדר. הרוויה קובעת גם את המצב הפיזי ונקודות ההיתוך של חומצות השומן. למשל, בעוד ששומנים רוויים הם מוצקים, בגלל המבנה שלהם בטמפרטורת החדר, הם לא רוויים בשומנים, כמו שמנים, יש כיפוף בזנבות הפחמימנים שלהם מכריכה כפולה בפחמן לפחמן קשרים. הכיפופים גורמים לשמנים להיות נוזלים או חצי מוצקים בטמפרטורת החדר. לכן, לשומנים רוויים יש נקודות התכה גבוהות יותר בגלל המבנה הישר של זנבות הפחמימנים שלהם. קשרים כפולים בשומנים בלתי רוויים מקלים על פירוקם בטמפרטורות נמוכות יותר.