Tuky , dále triglyceridy , triacylglyceridy - organické látky , esterifikační produkty karboxylových kyselin a trojmocný alkohol glycerol .
V živých organismech plní především strukturální a energetické funkce: jsou hlavní složkou buněčné membrány a energetická rezerva těla je uložena v tukových buňkách .
Tuky jsou spolu se sacharidy a bílkovinami jednou z hlavních složek výživy . Rostlinné tuky se nazývají oleje (některé živočišné tuky, jako máslo a ghí, se také nazývají oleje). Rostlinné oleje bývají při pokojové teplotě tekuté. Výjimkou jsou oleje z tropických rostlin ( palma , kokos , kakao atd.). Živočišné tuky jsou naproti tomu obvykle ve zmrazené fázi při pokojové teplotě. Výjimkou je rybí tuk , tuk z hovězích stehen ( kopytní tuk ), tuk atd.
Složení tuků určili francouzští vědci M. Chevrel a M. Berthelot . V roce 1811 M. Chevrel zjistil, že při zahřívání směsi tuku a vody v alkalickém prostředí vzniká glycerol a karboxylové kyseliny (stearová a olejová). V roce 1854 provedl chemik M. Berthelot reverzní reakci a poprvé syntetizoval tuk zahříváním směsi glycerolu a karboxylových kyselin.
Složení tuků odpovídá obecnému vzorci
kde R1, R2 a R3 jsou zbytky (stejných nebo různých) mastných kyselin.
Přírodní tuky obsahují ve svém složení tři kyselé radikály s nerozvětvenou strukturou a zpravidla sudý počet atomů uhlíku (obsah „lichých“ kyselých radikálů v tucích je obvykle menší než 0,1 %).
Přírodní tuky obsahují nejčastěji tyto mastné kyseliny:
Nasycené:
Alkanové kyseliny :
Nenasycené:
Alkenové kyseliny :
Alkatrienové kyseliny :
Některé přírodní tuky obsahují zbytky nasycených i nenasycených karboxylových kyselin.
| triglyceridy | Zbytky kyselin, % hm | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| palmitový | Stearic | Oleic | Linoleic | Linolenová | |
| Máslo | 25 | jedenáct | 34 | 6 | 5 |
| Slunečnicový olej | jedenáct | čtyři | 38 | 46 | - |
| Olivový olej | deset | 2 | 82 | čtyři | - |
| Lněný olej | 5 | 3 | 5 | 62 | 25 |
| palmový olej | 44 | 5 | 39 | jedenáct | - |
| jehněčí tuk (pevný) | 38 | třicet | 35 | 3 | 9 |
| Hovězí tuk (pevný) | 31 | 26 | 40 | 2 | 2 |
| vepřový tuk (tuhý) | 27 | čtrnáct | 45 | 5 | 5 |
| Tuky v lidském těle | 25 | osm | 46 | deset | - |
Nejčastěji se kyseliny stearová a palmitová nacházejí v živočišných tucích , nenasycené mastné kyseliny jsou zastoupeny především kyselinou olejovou, linolovou a linolenovou. Fyzikálně-chemické a chemické vlastnosti tuků jsou do značné míry určovány poměrem jejich složek nasycených a nenasycených mastných kyselin.
V rostlinách jsou tuky obsaženy v relativně malých množstvích, s výjimkou olejnatých semen , ve kterých může být obsah tuku i více než 50 %.
Energetická hodnota tuku je přibližně rovna 9,3 kcal na gram, což odpovídá 39 kJ / g. Energie uvolněná při výdeji 1 gramu tuku tedy přibližně odpovídá, s přihlédnutím ke zrychlení volného pádu , práci vykonané při zvedání břemene o hmotnosti 39 000 N (hmotnost ≈ 4 000 kg = 4 tuny) do výšky 1 metru.
Při silném míchání vodou tvoří kapalné (nebo roztavené) tuky více či méně stabilní emulze (viz homogenizace ). Mléko je přírodní emulze tuku ve vodě .
Tuky jsou viskózní kapaliny nebo pevné látky, lehčí než voda. Jejich hustota se pohybuje od 0,9 do 0,95 g/cm³. Tuky jsou hydrofobní, prakticky nerozpustné ve vodě, snadno rozpustné v organických rozpouštědlech (benzen, dichlorethan, ether atd.) a částečně rozpustné v ethanolu (5-10 %).
Čím vyšší je obsah nenasycených kyselin v tucích, tím nižší je bod tání tuků. [2]
| Souhrnný stav tuků | Rozdíly v chemické struktuře | Původ tuků | Výjimky |
|---|---|---|---|
| Pevné tuky | Obsahuje zbytky nasyceného VKK | Živočišné tuky | Rybí tuk (kapalný při n / a) |
| smíšené tuky | Obsahuje zbytky nasycených a nenasycených VKK | ||
| Tekuté tuky (oleje) | Obsahuje zbytky nenasyceného VKK | Rostlinné tuky | Kokosový olej, kakaové máslo (pevné v n/s) |
Podle triviální nomenklatury se glyceridy nazývají přidáním koncovky -id ke zkrácenému názvu kyseliny a předpony ukazující, kolik hydroxylových skupin v molekule glycerolu je esterifikováno.
Hydrolýza je charakteristická pro tuky, protože jsou to estery . Provádí se působením minerálních kyselin a zásad při zahřívání. Hydrolýza tuků v živých organismech probíhá pod vlivem enzymů. Výsledkem hydrolýzy je vznik glycerolu a odpovídajících karboxylových kyselin: C 3 H 5 (COO) 3 -R + 3H 2 O ↔ C 3 H 5 (OH) 3 + 3RCOOH
Štěpení tuků na glycerol a soli vyšších karboxylových kyselin se provádí působením alkálií ( louh sodný ), přehřáté páry a někdy i minerálních kyselin. Tento proces se nazývá saponifikace tuků (viz Mýdlo ).
C 3 H 5 (COO) 3 - (C 17 H 35 ) 3 + 3NaOH → C 3 H 5 (OH) 3 + 3C 17 H 35 COONa
tristearin (tuk) + hydroxid sodný → glycerin + stearát sodný (mýdlo)
Složení rostlinných olejů obsahuje zbytky nenasycených karboxylových kyselin, takže mohou být podrobeny hydrogenaci . Vodík prochází zahřátou směsí oleje s jemně mletým niklovým katalyzátorem, který se přidává v místě dvojných vazeb nenasycených uhlovodíkových radikálů. V důsledku reakce se kapalný olej změní na pevný tuk. Tento tuk se nazývá salomas nebo kombinovaný tuk. Hydrogenace jako vedlejší účinek izomerizuje některé ze zbývajících dvojných vazeb , čímž přemění některé molekuly tuku na trans-tuky , čímž se zvýší podíl trans-tuků v oleji.
Tuky jsou pro savce jedním z hlavních zdrojů energie. Emulgace tuků ve střevě (nezbytná podmínka pro jejich vstřebávání) se provádí za účasti žlučových solí . Energetická hodnota tuků je přibližně 2x vyšší než u sacharidů, záleží na jejich biologické dostupnosti a zdravém vstřebávání tělem.
Nasycené tuky se v těle odbourávají z 25-30%, zatímco nenasycené tuky jsou odbourávány úplně.
Díky extrémně nízké tepelné vodivosti slouží tuk usazený v podkožní tukové tkáni jako tepelný izolant, který chrání tělo před tepelnými ztrátami (u velryb, tuleňů apod.).
| Tuky a oleje | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Živočišné tuky |
| ||||||||||
| Rostlinné oleje |
| ||||||||||
| modifikované tuky |
| ||||||||||