Tuky sú vyrobené z triglyceridov a sú všeobecne rozpustné v organických rozpúšťadlách a nerozpustné vo vode. Uhľovodíkové reťazce v triglyceridoch určujú štruktúru a funkčnosť tukov. Vďaka vodeodolnosti uhľovodíkov sú nerozpustné vo vode a pomáhajú tiež pri tvorbe micel, ktoré sú sférickými formami tuku vo vodných roztokoch. Uhľovodíky tiež zohrávajú úlohu v bodoch topenia tuku nasýtením alebo počtom dvojitých väzieb medzi atómami uhlíka uhľovodíkov.
Čo sú tuky?
Tuky patria do kategórie lipidov, ktoré sú všeobecne rozpustné v organických rozpúšťadlách a nerozpustné vo vode. Tuky môžu byť pri izbovej teplote buď tekuté, ako olej, alebo tuhé, ako maslo. Rozdiel medzi olejom a maslom je spôsobený saturáciou chvostov mastných kyselín. To, čo odlišuje tuky od ostatných lipidov, je chemická štruktúra a fyzikálne vlastnosti. Tuky slúžia ako dôležitý zdroj akumulácie a izolácie energie.
Štruktúra tukov
•••Ryan McVay / Lifesize / Getty Images
Tuky pozostávajú z triesterov glycerolu pripojených k zvyškom mastných kyselín vyrobených z uhľovodíkov. Pretože pre každý glycerol existujú tri mastné kyseliny, tuky sa často nazývajú triglyceridy. Uhľovodíkový reťazec, ktorý tvorí mastné kyseliny, robí koncový koniec molekuly hydrofóbnym alebo vodeodolným, zatiaľ čo glycerolová hlava je hydrofilná alebo „milujúca vodu“. Tieto vlastnosti sú spôsobené polaritou molekúl, ktoré ich tvoria strane. Hydrofóbnosť je spôsobená nepolárnymi charakteristikami väzieb uhlík-uhlík a uhlík-vodík v uhľovodíkových reťazcoch. Hydrofilná charakteristika glycerolu je spôsobená hydroxylovými skupinami, vďaka ktorým je molekula polárna a ľahko sa zmieša s inými polárnymi molekulami, ako je voda.
Uhľovodíky a Micely
•••Comstock Images / Comstock / Getty Images
Jednou z neobvyklých vlastností tukov je schopnosť emulgovať. Emulgácia je hlavným konceptom mydla, ktoré môže interagovať s polárnou vodou aj s nepolárnymi časticami špiny. Polárna hlava mastnej kyseliny interaguje s vodou a nepolárne chvosty môžu interagovať s nečistotami. Táto emulgácia môže vytvárať micely - guľôčky mastných kyselín - kde polárne hlavy tvoria vonkajšiu vrstvu a hydrofóbne konce tvoria vnútornú vrstvu. Bez uhľovodíkov by micely neboli možné, pretože prah hydrofobicity kritickej koncentrácie micel alebo cmc hrá dôležitú úlohu pri tvorbe micel. Keď hydrofóbnosť uhľovodíkov dosiahne určité miesto v polárnom rozpúšťadle, uhľovodíky sa automaticky spoja. Polárne hlavy tlačia smerom von, aby interagovali s polárnym rozpúšťadlom a z čoho sú vylúčené všetky polárne molekuly vnútorný objem micely ako nepolárne častice nečistôt a uhľovodíky vyplňujú vnútro priestor.
Nasýtené vs. Nenasýtené tuky
Sýtosť označuje počet dvojitých väzieb prítomných v uhľovodíkovom zakončení. Niektoré tuky nemajú dvojité väzby a majú maximálny počet atómov vodíka pripojených k uhľovodíkovému chvostu. Tieto mastné kyseliny, tiež známe ako nasýtené tuky, majú priamu štruktúru a sú pevne spojené a pri izbovej teplote vytvárajú pevnú látku. Nasýtenie tiež určuje fyzický stav a teploty topenia mastných kyselín. Napríklad zatiaľ čo nasýtené tuky sú tuhé látky, vďaka svojej štruktúre pri izbovej teplote sú nenasýtené tuky, ako sú oleje, majú ohyby na uhľovodíkových zakončeniach z dvojitej väzby na svojom uhlíku na uhlík dlhopisy. Ohyby spôsobujú, že pri izbovej teplote sú oleje tekuté alebo polotuhé. Preto majú nasýtené tuky vyššie teploty topenia vďaka priamej štruktúre svojich uhľovodíkových koncov. Dvojité väzby v nenasýtených tukoch uľahčujú ich odbúravanie pri nižších teplotách.