Tuky: struktura, chemické složení, funkce a použití

Pod obecným pojmem lipidy (tuky) jsou všechny látky podobné tuku kombinovány ve vědě. Tuky jsou organické sloučeniny s různou vnitřní strukturou, ale mají podobné vlastnosti. Tyto látky jsou nerozpustné ve vodě. Zároveň se však dobře rozpouštějí v jiných látkách - chloroformu, benzínu. Tuky jsou velmi časté u volně žijících živočichů.

Studie tuku

Struktura tuků je z nich činí nepostradatelný materiál pro všechny živé organismy. Předpoklad, že tyto látky mají jednu skrytou kyselinu, byl proveden v 17. století francouzským vědcem Claude Joseph Joroyem. Zjistil, že proces rozkladu mýdlové kyseliny je doprovázen uvolněním olejové hmoty. Vědec zdůraznil, že tato hmota není původním tukem, protože se v některých vlastnostech liší.

Skutečnost, že glycerin je také součástí struktury lipidů, objevil nejprve švédský vědec Karl Scheele. Celá složení tuků byla určena francouzským vědcem Michel Chevrel.

Klasifikace

Složení a struktura tuků je velmi obtížné klasifikovat, protože tato kategorie zahrnuje velké množství látek, které se liší jejich strukturou. Jsou spojeny pouze jedním znakem - hydrofobicitou. Ve vztahu k procesu hydrolýzy rozdělují biologové lipidy dvě kategorie - omyvatelné a neapodstatněné.

První kategorie zahrnuje velké množství steroidních tuků, které zahrnují cholesterol, stejně jako jeho deriváty: steroidní vitamíny, hormony a žlučové kyseliny. Lipidy nazývané jednoduché a komplexní spadají do kategorie umytého tuku. Jednoduché jsou ty, které se skládají z alkoholu a mastných kyselin. Tato skupina zahrnuje různé typy vosků, estery cholesterolu a další látky. Komplexní tuky obsahují kromě alkoholu a mastných kyselin další látky. Do této kategorie patří fosfolipidy, sfingolipidy a další.

Existuje další klasifikace. Podle ní první skupinou tuků jsou neutrální tuky, druhé - tukové látky (lipidy). Neutrální obsahují komplexní tuky trihydrátu alkoholu, jako je glycerol, nebo řada dalších mastných kyselin, které mají podobnou strukturu.

Rozmanitost v přírodě

Lipoidy jsou látky, které se nacházejí v živých organismech, bez ohledu na jejich vnitřní strukturu. Tuky podobné látky mohou být rozpuštěny v etheru, chloroformu, benzenu, horkém alkoholu. Celkem bylo nalezeno více než 200 různých mastných kyselin v přírodě. V tomto případě není rozšířeno více než 20 typů. Jsou obsaženy jak v živočišných organizmech, tak v rostlinách. Tuky jsou jednou z hlavních skupin látek. Mají velmi vysokou energetickou hodnotu - 37,7 kJ energie se uvolňuje z jednoho gramu tuku.

Funkce

Funkce tuků závisí na jejich typu:

• Reserve energy. Látky podkožního tuku jsou hlavním zdrojem výživy pro živé tvory během půstu. Poskytují také zdroj energie pro pruhované svaly, játra a ledviny.
• Strukturální. Tuky jsou součástí extracelulární membrány. Jejich hlavními složkami jsou cholesterol a glykolipidy.
• Signál. Lipidy plní různé receptorové funkce a podílejí se na interakci mezi buňkami.
• Ochranné. Podkožní tuk je také dobrou izolační látkou pro živé organismy. Poskytuje také ochranu vnitřních orgánů.

Tuková struktura

Jedna molekula libovolného lipidu sestává ze zbytku alkoholu - glycerinu, stejně jako ze tří zbytků různých mastných kyselin. Proto jsou tuky jinak nazývány triglyceridy. Glycerin je bezbarvá a viskózní kapalina bez zápachu. Je těžší než voda, a proto se s ním snadno míchá. Teplota tání glycerolu je + 17,9 ^o C. Téměř všechny kategorie lipidů zahrnují mastné kyseliny. Chemickou strukturou jsou tuky komplexní sloučeniny, které zahrnují triatomický glycerin a mastné kyseliny s vysokou molekulovou hmotností.

Vlastnosti

Lipidy vstupují do reakcí, které jsou charakteristické pro estery. Nicméně, mají některé charakteristické rysy týkající se jejich vnitřní struktury, stejně jako přítomnost glycerolu. Z hlediska struktury jsou tuky rozděleny do dvou kategorií - nasycených a nenasycených. Nasycené neobsahují atomové dvojné vazby, nenasycené - obsahují. Mezi první patří takové látky, jako kyselina stearová a kyselina palmitová. Pro nenasycenou skupinu je například kyselina olejová. Kromě různých kyselin obsahuje struktura tuků také některé tukové látky - fosfatidy a steroly. Jsou také důležitější pro živé organismy, protože se podílejí na syntéze hormonů.

Většina tuků je tavitelná - jinými slovy, zůstávají tekuté při pokojové teplotě. Živočišné tuky naopak zůstávají při pokojové teplotě pevné, protože obsahují velké množství nasycených mastných kyselin. Například hovězí lůj obsahuje následující látky - glycerin, palmit a kyselina stearová. Palmitická látka se taví při teplotě 43 ° C a stearická kyselina při teplotě 60 ° C.

Hlavním předmětem, ve kterém studenti studují strukturu tuků, je chemie. Proto je žádoucí, aby studenti poznali nejen soubor látek, které jsou součástí různých lipidů, ale také chápání jejich vlastností. Například mastné kyseliny jsou základem rostlinného tuku. Jedná se o látky, které dostanou své jméno z procesu jejich izolace od lipidů.

Lipidy v těle

Chemická struktura tuků je zbytky glycerinu, které jsou vysoce rozpustné ve vodě, stejně jako zbytky mastných kyselin, které jsou naopak nerozpustné ve vodě. Pokud položíte kapku tuku na povrch vody, pak se glycerinová část otočí směrem a mastné kyseliny budou umístěny nahoře. Tato orientace je velmi důležitá. Vrstva tuku, která je součástí buněčných stěn každého živého organismu, zabraňuje tomu, aby se buňka rozpustila ve vodě. Zvláště důležité jsou látky nazývané fosfolipidy.

Fosfolipidy v buňkách

Obsahují také mastné kyseliny a glycerin. Fosfolipidy se liší od jiných skupin tuků tím, že obsahují také zbytky kyselina fosforečná. Fosfolipidy jsou jednou z nejdůležitějších složek buněčných membrán. Glykolipidy, látky obsahující tuky a sacharidy, mají také velký význam pro živý organismus. Struktura a funkce těchto látek jim umožňují provádět různé funkce v nervové tkáni. Zejména velké množství z nich je obsaženo v mozkové tkáni. Glykolipidy se nacházejí na vnější části plazmatické membrány buněk.

Struktura proteinů, tuků a sacharidů

ATP, nukleových kyselin stejně jako bílkoviny, tuky a sacharidy jsou organické látky buňky. Jsou složeny z makromolekul - velké a složité struktury molekul, které obsahují naopak menší a jednoduché částice. V přírodě existují tři druhy živin - bílkoviny, tuky a sacharidy. Struktura, kterou mají, je jiná. Navzdory skutečnosti, že každý z těchto tří typů látek se týká sloučenin uhlíku, stejný atom uhlíku může tvořit různé intra-atomové sloučeniny. Sacharidy jsou organické sloučeniny složené z uhlíku, vodíku a kyslíku.

Rozdíly ve funkcích

Nejen struktura sacharidů a tuků, ale také jejich funkce. Sacharidy se rozkládají rychleji než jiné látky - a proto mohou tvořit více energie. V těle ve velkém množství se karbohydráty mohou přeměnit na tuky. Bílkoviny se nedají takovou transformaci. Jejich struktura je mnohem složitější než struktura sacharidů. Struktura sacharidů a tuků je hlavním zdrojem energie pro živé organismy. Bílkoviny jsou látky, které jsou spotřebovány jako stavební materiál pro poškozené buňky v těle. Není divu, že se nazývají "proteiny" - slovo "Protos" pochází ze starověkého řeckého jazyka a překládá se jako "kdo je na prvním místě".

Proteiny jsou lineární polymery obsahující kovalentně spojené aminokyseliny. K dnešnímu dni jsou rozděleny do dvou kategorií: fibrilární a kulovité. Ve struktuře proteinu rozlišujeme primární strukturu a sekundární strukturu.

Složení a struktura tuků je činí nepostradatelnou pro zdraví každého živého organismu. Při nemocech a ztrátě chuti k jídlu působí deponovaný tuk jako další zdroj výživy. Jedná se o jeden z hlavních zdrojů energie. Nadměrná konzumace tučných potravin však může snížit vstřebávání bílkovin, hořčíku a vápníku.

Aplikace tuku

Lidé se dlouho naučili používat tyto látky nejen pro výživu, ale také v každodenním životě. Tuky byly používány pro přípravky v prehistorické době, byly mazány běžci, s pomocí kterých byly lodě spuštěny do vody.

Tyto látky jsou široce používány v moderním průmyslu. Přibližně jedna třetina veškerého vyrobeného tuku má technický účel. Zbytek je určen k lidské spotřebě. Ve velkém množství lipidů používaných v parfémovém průmyslu, kosmetice, mýdlovém průmyslu. Potraviny se převážně konzumují s rostlinnými oleji - jsou obvykle obsaženy v různých potravinách, jako jsou majonéza, čokoláda a konzervy. V průmyslovém průmyslu se lipidy používají k výrobě různých druhů nátěrových hmot, léků. Do lněného oleje se přidává také rybí olej.

Technický tuk se obvykle získává z odpadu z potravinářských surovin a používá se k výrobě mýdla, výrobků pro domácnost. Také je extrahován z podkožního tuku různých mořských živočichů. Ve farmaceutickém průmyslu se používá k výrobě vitaminu A. Zvláště je v játrech tresčích ryb, meruňkových a broskvových olejů.