Tauki ir izgatavoti no triglicerīdiem un parasti šķīst organiskos šķīdinātājos un nešķīst ūdenī. Ogļūdeņražu ķēdes triglicerīdos nosaka tauku struktūru un funkcionalitāti. Ogļūdeņražu ūdensizturība padara tos ūdenī nešķīstošus, kā arī palīdz veidot micellas, kas ir sfēriski veidoti tauki ūdens šķīdumos. Ogļūdeņražiem ir nozīme arī tauku kušanas temperatūrā ar piesātinājumu vai divkāršo saišu skaitu starp ogļūdeņražu oglekļa atomiem.
Kas ir tauki?
Tauki ietilpst lipīdu kategorijā, kas parasti šķīst organiskos šķīdinātājos un nešķīst ūdenī. Tauki istabas temperatūrā var būt vai nu šķidri, piemēram, eļļa, vai cieti, piemēram, sviests. Eļļas un sviesta atšķirība ir saistīta ar taukskābju astes piesātinājumu. Tauki atšķiras no citiem lipīdiem ar ķīmisko struktūru un fizikālajām īpašībām. Tauki kalpo kā svarīgs enerģijas uzkrāšanas un izolācijas avots.
Tauku struktūra
•••Ryan McVay / Lifesize / Getty Images
Tauki sastāv no glicerīna triesteriem, kas pievienoti taukskābju astēm, kas izgatavotas no ogļūdeņražiem. Tā kā katram glicerīnam ir trīs taukskābes, taukus bieži sauc par triglicerīdiem. Ogļūdeņražu ķēde, kas veido taukskābes, padara molekulas astes galu hidrofobu vai ūdens izturīgu, bet glicerīna galva ir hidrofila vai “ūdeni mīloša”. Šīs īpašības ir saistītas ar molekulu, kas veido katru, polaritāti pusē. Hidrofobiskums ir saistīts ar oglekļa-oglekļa un oglekļa-ūdeņraža saišu nepolārajām īpašībām ogļūdeņražu ķēdēs. Glicerīna hidrofilās īpašības ir saistītas ar hidroksilgrupām, kas padara molekulu polāru un viegli sajaucas ar citām polārām molekulām, piemēram, ūdeni.
Ogļūdeņraži un micellas
•••Comstock Images / Comstock / Getty Images
Viena no neparastajām tauku īpašībām ir spēja emulgēt. Emulgācija ir ziepju galvenā koncepcija, kas var mijiedarboties gan ar polāro ūdeni, gan ar nepolārajām netīrumu daļiņām. Taukskābes polārā galva mijiedarbojas ar ūdeni, un nepolārās astes var mijiedarboties ar netīrumiem. Šī emulgācija var veidot micellas - taukskābju bumbiņas - tur, kur polārās galvas veido ārējo slāni un hidrofobās astes veido iekšējo slāni. Bez ogļūdeņražiem micellas nebūtu iespējamas, jo kritiskās micellu koncentrācijas hidrofobitātes slieksnim jeb cmc ir svarīga loma micellu veidošanā. Pēc tam, kad ogļūdeņražu hidrofobitāte ir sasniegusi noteiktu punktu polārajā šķīdinātājā, ogļūdeņraži automātiski apvienojas. Polārās galvas virzās uz āru, lai mijiedarbotos ar polāro šķīdinātāju, un visas polārās molekulas tiek izslēgtas micellas iekšējais tilpums, jo nepolāras netīrumu daļiņas un ogļūdeņraži aizpilda interjeru telpa.
Piesātināts vs. Nepiesātinātie tauki
Piesātinājums attiecas uz divkāršo saišu skaitu ogļūdeņraža astē. Dažiem taukiem nav dubulto saišu, un pie ogļūdeņraža astes ir piestiprināts maksimālais ūdeņraža atomu skaits. Šīs taukskābes, kas pazīstamas arī kā piesātinātie tauki, ir taisnas struktūras un cieši iepakotas, lai istabas temperatūrā veidotu cietu vielu. Piesātinājums nosaka arī taukskābju fizisko stāvokli un kušanas temperatūru. Piemēram, lai gan piesātinātie tauki ir cietas vielas, to struktūras dēļ istabas temperatūrā tie ir nepiesātināti taukiem, piemēram, eļļām, ogļūdeņraža astēs ir liekumi no divkāršās saites oglekļa – oglekļa savienojumos obligācijas. Liekumu dēļ eļļas istabas temperatūrā ir šķidras vai daļēji cietas. Tāpēc piesātinātajiem taukiem ir augstākas kušanas temperatūras to ogļūdeņraža astes taisnas struktūras dēļ. Nepiesātināto tauku dubultās saites padara tos vieglāk sadalāmus zemākā temperatūrā.