Жири виготовляються з тригліцеридів і, як правило, розчиняються в органічних розчинниках і не розчиняються у воді. Вуглеводневі ланцюги в тригліцеридах визначають структуру та функціональність жирів. Водостійкість вуглеводнів робить їх нерозчинними у воді, а також сприяє утворенню міцел, що є сферичними утвореннями жиру у водних розчинах. Вуглеводні також відіграють певну роль у температурах плавлення жиру через насичення або кількість подвійних зв’язків між атомами вуглецю вуглеводнів.
Що таке жири?
Жири підпадають під категорію ліпідів, які, як правило, розчиняються в органічних розчинниках і не розчиняються у воді. Жири можуть бути як рідкими, як олія, так і твердими, як масло, кімнатної температури. Різниця між олією та вершковим маслом обумовлена насиченістю хвостів жирними кислотами. Що відрізняє жири від інших ліпідів, це хімічна структура та фізичні властивості. Жири служать важливим джерелом накопичення та ізоляції енергії.
Структура жирів
•••Райан Маквей / Lifesize / Getty Images
Жири складаються з тристерів гліцерину, прикріплених до хвостів жирних кислот, виготовлених з вуглеводнів. Оскільки на кожен гліцерин припадає три жирні кислоти, жири часто називають тригліцеридами. Вуглеводневий ланцюг, що утворює жирні кислоти, робить кінець молекули гідрофобним або водостійким, тоді як головка гліцерину гідрофільна, або “водолюбна”. Ці властивості зумовлені полярністю молекул, що входять до складу кожної стороні. Гідрофобність обумовлена неполярними характеристиками вуглець-вуглецевих та вуглецево-водневих зв’язків у вуглеводневих ланцюгах. Гідрофільна характеристика гліцерину обумовлена гідроксильними групами, які роблять молекулу полярною і легко змішується з іншими полярними молекулами, такими як вода.
Вуглеводні та міцели
•••Comstock Images / Comstock / Getty Images
Однією з незвичайних властивостей жирів є здатність до емульгування. Емульгування - основна концепція мила, яке може взаємодіяти як з полярною водою, так і з неполярними частинками бруду. Полярна головка жирної кислоти взаємодіє з водою, а неполярні хвости можуть взаємодіяти з брудом. Ця емульгування може утворювати міцели - кульки жирних кислот - де полярні головки складають зовнішній шар, а гідрофобні хвости - внутрішній шар. Без вуглеводнів міцели не були б можливими, оскільки поріг гідрофобності критичної концентрації міцели, або cmc, відіграє важливу роль у формуванні міцел. Після того, як гідрофобність вуглеводнів досягає певної точки в полярному розчиннику, вуглеводні автоматично об’єднуються. Полярні головки штовхають назовні, щоб взаємодіяти з полярним розчинником, і всі полярні молекули виключаються внутрішній об’єм міцели, оскільки неполярні частинки бруду та вуглеводні заповнюють всередині простору.
Насичений vs. Ненасичені жири
Насиченість відноситься до кількості подвійних зв'язків, присутніх у вуглеводневому хвості. Деякі жири не мають подвійних зв’язків і мають максимальну кількість атомів водню, прикріплених до вуглеводневого хвоста. Ці жирні кислоти, також відомі як насичені жири, мають пряму структуру і щільно упаковані між собою, утворюючи тверду речовину при кімнатній температурі. Насиченість також визначає агрегатний стан та точки плавлення жирних кислот. Наприклад, хоча насичені жири є твердими речовинами, внаслідок своєї структури при кімнатній температурі ненасиченими жири, такі як олії, мають вигини у вуглеводневих хвостах від подвійного зв’язку вуглецю з вуглецем облігації. Вигини призводять до того, що масла є рідкими або напівтвердими при кімнатній температурі. Отже, насичені жири мають вищі температури плавлення завдяки прямій структурі їх вуглеводневих хвостів. Подвійні зв’язки в ненасичених жирах полегшують їх руйнування при нижчих температурах.