Выделение жирных кислот из растительных масел 
Жиры растворяются в эфире, полигалогенопроизводных, в сероуглероде, в
ароматических углеводородах (бензоле, толуоле) и в бензине. Твердые жиры
трудно растворимы в петролейном эфире; нерастворимы в холодном спирте. Жиры
нерастворимы в воде, однако могут образовывать эмульсии, которые
стабилизируются в присутствии некоторых поверхностно-активных веществ
(белки, мыла, сульфокислоты) главным образом в слабощелочной среде.
Природной эмульсией жира, стабилизированной белками, является молоко. ( (
Аналитическая характеристика жиров.
Кроме температуры плавления и затвердевания для характеристики жиров
используются следующие величины:
Кислотное число (КЧ). Количество миллиграммов едкого кали, необходимое
для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. КЧ
характеризует наличие свободных жирных кислот в жире. Используется для
расчета количества щелочи при рафинации, в других процессах. ( (
Число омыления (ЧО). Число миллиграммов едкого кали, расходующихся
при омылении 1 г жира кипячением последнего с избытком едкого кали в
спиртовом растворе. Малые числа омыления указывают на присутствие
высокомолекулярных кислот или же неомыляемых веществ. Большое число
омыления указывает на присутствие кислот с «меньшими» молекулами.
Характерная величина для идентификации жира. Необходима для расчета щелочи
при омылении.( (
Йодное число (ЙЧ). Выражается количеством граммов йода, которое может
присоединяться по двойным связям к 100 г жира. Для определения йодного
числа применяются растворы хлористого йода ICl, бромистого йода IBr или
брома в растворе сулемы, которые более реакционноспособны, чем сам йод.
Йодное число является мерой ненасыщенности кислот жиров. Оно особенно важно
для оценки качества высыхающих масел. ( (
Число нейтрализации (ЧН). Показатель для жирных кислот, выделяемых из
жира.
Эфирное число (ЭЧ). Рассчитывается на основании разности числа омыления
и кислотного числа.
ЭЧ=ЧО-КЧ
Гидроксильное и карбонильное числа применяются редко. Гидроксильное число
используется для характеристики высших спиртов, используется в производстве
синтетических моющих средств.( (
По ненасыщенности триглицериды делят на четыре группы:
GSU2 - мононасыщенные
GS2U - динасыщенные
GU3 - ненасыщенные
GS3 - тринасыщенные
G - остаток глицерина, S - остаток насыщенной и U - ненасыщенной кислоты.
В природных растительных триглицеридах первое и третье положения
заняты предпочтительно остатками насыщенных кислот, второе - ненасыщенной.(
(
Химические свойства
глицеридов.
Глицериды вступают во все химические реакции, характерные для сложных
эфиров, однако они имеют ряд особенностей, связанных со строением кислот и
глицерина.
Гидролиз триглицеридов: происходит под влиянием кислот, щелочей,
сульфокислот, а также при действии фермента липазы, находящегося в семенах
клещевины. При гидролизе образуются сначала ди-, затем моноглицериды и в
конечном итоге жирные кислоты и глицерин.
O
СH O C R (H( ; (ОН(
CH O C OH H O
CH O C R + HOH
CH O C R + RCOOH
CH O C R или липаза
CH O C R R COOH
O
O
триглицерид
диглицерид
СH OH O H O CH
OH
CH O C R R COOH CH OH
CH OH
CH OH
моноглицерид
глицерин
Результат полного гидролиза выражается схемой:
O
СH O C R (H( ; (ОН( CH
OH
CH O C R + 3HOH CH
OH + R COOH + R COOH + R COOH
O
CH O C R или липаза
CH OH
O
Наилучшие условия поведения 220-260(С и (25-60)*10 Па (безреактивное
расщепление жиров). Практически гидролиз жиров производят или перегретым
паром, или нагреванием в присутствии серной кислоты или щелочей.
Контролируют гидролиз по КЧ.( (
С гидролизом глицеридов тесно связано такое свойство жиров как
прогоркание. Различают два типа прогоркания: гидролитическое и
окислительное. Гидролитические изменения в жире происходят под действием
ферментов и микроорганизмов и приводят к появления свободных жирных кислот.
Если эти кислоты обладают короткой цепью, то жиры приобретают прогорклый
запах и вкус. Этот тип прогоркания характерен для коровьего масла. Однако
наиболее распространен окислительный тип прогоркания. Окисление молекулы
жира приводит к образованию ряда альдегидов и кетонов с короткой цепью,
которые имеют неприятный запах и вкус. Для этого необходимо присутствие
кислорода воздуха, а также повышенная температура, свет, влажность. В
настоящее время для борьбы с прогорканием жиров, поступающих в продажу,
используют специальные вещества, называемые антиоксидантами. Эти соединения
обычно являются полифенолами, хинонами или катехинами. (подробнее - схема
окисления жиров)( (
Омыление. При взаимодействии с щелочами жиры гидролизуются с
образованием солей высокомолекулярных кислот, называемых «мылами».
O
СH2 O C R CH2 OH
CH O C R CH OH +
R COOK + R COOK + R COOK
O
CH2 OH
CH2 O C R
O
Омыление контролируется по ЧО.
Реакции ацильной миграции.
Переэтерификация. Глицериды в присутствии катализаторов (метилат и
этилат натрия, натрий, калий, едкий натр) способны обмениваться (внутри- и
межмолекулярно) ацилами:
O O
O О
СH2 O C R CH2 O C R
CH2 O C R CH2 O C R
CH O C R + CH O C R Kt
CH O C R + CH O C R
O O
O O
CH2 O C R CH2 O C R
CH2 O O R CH2 O O R
O O
C C
Переэтерификация приводит к изменению свойств жиров и масел и
используется для целенаправленного улучшения биологических и реологических
свойств жиров (пластичность, вязкость и т. д.) Наиболее перспективным в
настоящее время является ферментативное направление.( (
Алкоголиз. Глицериды при нагревании со спиртами образуют
соответствующие эфиры жирных кислот с высвобождением глицерина.
1. O
СH2 O C R t, Kt
CH2 OH O
CH O C R + 3CH3OH CH
OH + 3R C O CH3
O
CH2 OH
CH2 O C R
O
2. O
СH2 O C R OH t, Kt
CH2 OH CH2 OH
CH O C R + OH
CH O C R + CH OH
O OH
O CH2 O C R
CH2 O C R
CH2 O C R O
O
O
триглицерид
диглицерид моноглицерид
Катализаторы - едкий натр, алкоголяты щелочных металлов, хлорид
водорода.
Алкоголиз применяется для промышленного получения сложных эфиров жирных
кислот, моно- и диглицеридов.( (
Ацидолиз. При нагревании триглицеридов со свободными жирными кислотами
до 250-300(С происходит обмен ацилов:
O
O
СH2 O C R Kt
CH2 O C R
CH O C R + 2R COOH CH
O C R + 2R COOH
O
O
CH2 O C R
CH2 O C R
O
O
Реакция протекает в присутствии серной кислоты, воды или трифторида
бора.
Алкоголиз и ацидолиз можно рассматривать как частные случаи
переэтерификации.( (
Рассмотренные реакции являлись примером превращений, связанных с
наличием сложноэфирных групп. Не меньшее значение имеют реакции, связанные
с углеводородными радикалами.
Гидрогенизация глицеридов. Большое значение имеет способность жиров
присоединять водород и галогены по двойным связям непредельных кислот.
Благодаря этому свойству стало возможным получение твердых жиров,
необходимых для технического использования и пищевой промышленности, из
более дешевых жидких жиров. Это превращение осуществляется путем
каталитического гидрирования двойных связей кислот жидких жиров, при этом
жидкие ненасыщенные жиры переходят в твердые насыщенные, поэтому процесс
еще называют отверждением жиров. Гидрирование жиров молекулярным водородом
проводят в промышленности при температуре 180-240(С в присутствии никелевых
и медно-никелевых катализаторов, при небольшом давлении. Подбирая
соответствующие условия, удается осуществить этот процесс селективно:
O
СH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3
H2
CH O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH (CH2)4 CH3
O
Ni, Cu
CH2 O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH CH2 CH CH
CH2 CH3
O
O
СH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3
CH O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH (CH2)4 CH3
H2
O
Ni, Cu
CH2 O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH (CH2)4 CH3
O
O
СH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3 O O
O
СH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3
СH2 O C C17H35
CH O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3
H2 CH O C C17H35
O
Ni, Cu O
CH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3
CH2 O C C17H35
O
O
В качестве сырья применяют жир морских млекопитающих и растительные
масла - подсолнечное, хлопковое и др. Продукты гидрирования известны под
различными названиями- салолин, саломас и др.
Гидрогенизацией некоторых распространенных растительных масел (масло
земляного ореха, хлопковое, соевое) в пищевой промышленности получают жиры.
Так саломас используют в производстве маргарина, высокодисперсного
продукта, представляющего собой эмульсию гидрогенизированного растительного
жира в молоке.( (
Окисление жиров. Жиры и масла окисляются кислородом воздуха. Начальными
продуктами окисления являются перекиси и гидроперекиси, в результате
превращения которых образуются вторичные продукты окисления: спирты,
альдегиды, кетоны, кислоты с углеродной цепочкой различной длины, а также
их производные. С увеличением непредельности жирных кислот, входящих в
состав глицеридов, скорость их окисления возрастает. На процесс также
оказывает влияние присутствие влаги, температура, свет, интенсивность
контакта и наличие антиокислителей. Среди последних наибольшее значение
имеют окислители фенольной природы: бутилокситолуол, бутилоксианузол,
пропилгаллаты. Из природных антиокислителей наиболее активными являются
токоферолы. ( (
Схема окисления
жиров.
жиры
HOH,
микроорганизмы, липаза
продукты гидролиза
контроль (КЧ)
кислород
воздуха, свет, металлы
переменной валентности
первичные продукты окисления
пероксиды и гидроперекиси
Страницы: 1, 2, 3, 4
|
