Fette v pomocných učebných pomôckach pre študentov slovníka chémie
Nie všetky tuky sú rovnaké. Každý, kto skúma zdravé stravovanie, si to okamžite všimne. Táto skutočnosť súvisí so štruktúrou tukov. Tuky sú estery karboxylových kyselín s dlhým reťazcom. Tieto karboxylové kyseliny sú esterifikované glycerolom (propán-1,2,3-triol, glycerín), viacsýtnym alkoholom. Každá z troch hydroxylových skupín glycerolu môže reagovať s odlišnou karboxylovou kyselinou, takže vznikajú a existujú veľmi odlišné tuky.
Dôležitosť tukov
Nakoľko je pre ľudí v tele príliš veľa tuku, tuky sú životne dôležité a majú veľký význam pre rastliny, zvieratá a ľudí.
Ľudia a zvieratá musia tieto látky prijímať spolu s jedlom, aby si vytvorili vlastné tuky v tele.
Rastliny produkujú tuky premenou glukózy, ktorá sa produkuje pri fotosyntéze.
Tuky plnia v ľudskom tele nasledujúce dôležité funkcie:
- Sú hlavnými dodávateľmi energie a slúžia ako sklady energie.
- Tuk uložený v podkožnom tkanive znižuje tepelné straty pokožkou.
- Mastné kyseliny hrajú dôležitú úlohu v metabolizme.
Pri odbúravaní tukov sa uvoľňuje energia. Táto energia je k dispozícii organizmom pre priebeh životných procesov. Preto sú tuky zásobami energie v bunkách.
Tuky prijímané jedlom sa počas trávenia štiepia na najmenšie vo vode rozpustné zložky, dostávajú sa do krvi a môžu slúžiť ako východiskové materiály pre vlastné tuky v tele.
Tuk, ktorý nie je okamžite potrebný, sa ukladá a slúži ako energetická rezerva. Jedna časť obklopuje vnútorné orgány a nazýva sa stavebný tuk.
Mnoho zvierat má silnú vrstvu vlastného tuku, aby sa chránili pred chladom a vlhkosťou. Výrazné podkožné tukové tkanivo, napr. B. v tesneniach, je dobrá izolačná vrstva.
Operenie vtákov alebo srsť cicavcov sa stáva mazaním vodoodpudivým.
Tuky sú však dôležité aj v súvislosti so zdravou stravou: Pretože vitamíny A, D a E sú nerozpustné vo vode, ale rozpustné v tukoch, telo ich môže vstrebávať iba v tukových jedlách.
Štruktúra a vlastnosti tukov
Tuky sú zmesi látok, ktoré pozostávajú z esterov propán-1,2,3-triolu (glycerínu) s tromi organickými kyselinami s dlhým reťazcom. Tieto nerozvetvené mastné kyseliny so párnym počtom atómov uhlíka vo veľkej miere určujú vlastnosti tukov.
Každá hydroxylová skupina v glycerole môže byť esterifikovaná inou kyselinou, čo vedie k širokej škále rôznych tukov.
Mastné kyseliny
Karboxylové kyseliny, ktoré sa podieľajú na tvorbe tukov, sa nazývajú mastné kyseliny .
Mastné kyseliny sú väčšinou karboxylové kyseliny s dlhým reťazcom. Výnimkou je maslo, ktoré má v molekule aj mastné kyseliny s kratším reťazcom.
V prírodných tukoch sú reťazce vždy nerozvetvené a sú tvorené párnym počtom atómov uhlíka. Sú to buď nasýtené s dlhým reťazcom (kyseliny alkánové), alebo nenasýtené alebo polynenasýtené zlúčeniny. Niektoré živočíšne tuky tiež obsahujú malé množstvo mastných kyselín s nerovnomerným počtom atómov uhlíka.
Nenasýtené mastné kyseliny obsahujú v molekule jednu alebo viac dvojitých väzieb.
Názov dôležitých nasýtených mastných kyselín:
| Dĺžka retiazky | skratka | Spoločný názov |
| C4 | 4-0 | Kyselina maslová |
| C12 | 12: 0 | Kyselina laurová |
| C14 | 14: 0 | Kyselina myristová |
| C16 | 16-0 | Kyselina palmitová |
| C18 | 18: 0 | Kyselina stearová |
| C20 | 20: 0 | Kyselina arachidová |
Označenie dôležitých nenasýtených mastných kyselín:
| Dĺžka retiazky | Pozícia dvojitej väzby | skratka | Spoločný názov |
| C12 | C9 | 12: 1 | Kyselina lauroleová |
| C14 | C9 | 14: 1 | Kyselina myistoleová |
| C16 | C9 | 16: 1 | Kyselina palmitolejová |
| C18 | C9 | 18: 1 | Kyselina olejová |
| C9, C12 | 18: 2 | Kyselina linolová | |
| C9, C12, C15 | 18: 3 | Kyselina linolénová | |
| C20 | C9 | 20: 1 | Kyselina gadoleová |
| C5, C8, C11, C14 | 20: 4 | Kyselina arachidónová |
Skutočnosť, že tuky obsahujú nenasýtené karboxylové kyseliny, možno preukázať odfarbením brómovej vody (brómu vo vode) (obr. 3).
Viacnásobné väzby nenasýtených mastných kyselín sa detegujú pomocou brómovej vody.
Tabuľka (obr. 4) ukazuje podiel rôznych mastných kyselín v dôležitých rastlinných a živočíšnych tukoch a olejoch (v%). (16: 0 znamená nasýtenú mastnú kyselinu s 16 atómami C v molekule, 18: 2 znamená nenasýtenú mastnú kyselinu s 18 atómami C a dvoma dvojitými väzbami v molekule.)
Klasifikácia tukov
Podľa fyzikálneho stavu sa rozlišujú tuhé tuky, polotuhé a tekuté tuky.
Nasýtené mastné kyseliny sa takmer výlučne podieľajú na tvorbe pevných tukov.
Tuhé tuky sú až na pár výnimiek, z. B. kokosový olej, živočíšneho pôvodu.
Kvapalné tuky obsahujú nenasýtené mastné kyseliny v rôznych pomeroch. Sú hlavne rastlinného pôvodu, ale tuk z rýb je tiež bohatý na nenasýtené mastné kyseliny. Sú veľmi zdravé, pretože ľudské telo si tieto nenasýtené mastné kyseliny nedokáže samo vyrobiť, a preto ich nevyhnutne potrebuje.
Tuky, ktoré sú tekuté pri izbovej teplote, sú tiež známe ako mastné oleje .
Nenasýtené mastné kyseliny sa tiež delia na takzvané skupiny ω. Počet je založený na metylovej skupine. V prípade kyseliny ω-3 je prvá dvojitá väzba v molekule vzdialená tri atómy uhlíka od metylovej skupiny. Kyselina linolénová je preto kyselina ω-3, kyselina linolová je kyselina ω-6 a kyselina olejová je kyselina ω-9. Ω-3 mastné kyseliny sú obzvlášť cenné z hľadiska výživy.
V nenasýtených mastných kyselinách sú všetky dvojité väzby v polohe cis. Pri technickom stužovaní tukov na výrobu margarínu z tekutých tukov sa do istej miery tvoria aj trans-mastné kyseliny. Trans-tuky sú tiež v kravskom mlieku asi 8%. Trans-tuky sa v tele používajú rovnako dobre ako tuky cis. Zatiaľ nie je jasné, či majú negatívne účinky na zdravie. Je však isté, že transmastné kyseliny nemôžu nahradiť esenciálne cis mastné kyseliny v metabolizme.
Dvojité väzby v nenasýtených mastných kyselinách sú reaktívne a sú tiež atakované vzdušným kyslíkom. To platí najmä pre polynenasýtené kyseliny, ako je kyselina linolénová. Zmeny chuti a vône, keď sa ľanový olej skladuje príliš dlho, sú spôsobené oxidačnými produktmi.
Vlastnosti tukov
Pretože tuky nie sú jednotnými látkami, ale zmesami látok, nemajú presnú teplotu topenia. Majú rozsah topenia.
Všetky tuky sú nerozpustné vo vode. Ich hustota je nižšia ako 1 g/cm3. Plávajú preto na vode. Pre svoju nerozpustnosť vo vode sa dajú z tkanív odstrániť iba pomocou organických rozpúšťadiel.
Intenzívnym miešaním alebo pretrepávaním môžete zmiešať tuky s vodou a vytvoriť emulziu, ktorá obsahuje drobné kvapôčky tuku, ale nie je dlhotrvajúca.
Tukové kvapôčky sa však dajú stabilizovať pridaním povrchovo aktívnych látok (tenzidov). Molekuly proteínov sú viazané na tukové kvapôčky v mlieku. Výsledkom je, že mlieku chvíľu trvá, kým sa stane krémovým a mliečny tuk pláva na povrchu. Komerčne dostupné mlieko však už nerámuje, a to ani po niekoľkých dňoch, pretože bolo homogenizované. Mlieko sa lisuje cez trysky vysokou rýchlosťou a kvapky tuku sa drvia. Potom sa už nemôžu agregovať do veľkých kvapiek. Pretože však tieto malé tukové kvapôčky môžu prechádzať črevnou stenou, je predpoklad, že nimi môžu prenášať aj ďalšie látky. Tie potom môžu napríklad u citlivých ľudí vyvolať alergiu.