Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Реакция омыления триглицерида
Пример реакции омыления молекулы триглицерида (слева) гидроксидом калия (КОН) с образованием глицерина (фиолетовый) и солей жирных кислот ( мыло ).

Значение омыления или число омыления ( SV или SN ) представляет собой количество миллиграммов гидроксида калия (КОН), необходимое для омыления одного грамма жира в указанных условиях. [1] [2] [3] Это мера средней молекулярной массы (или длины цепи) всех жирных кислот, присутствующих в образце в виде триглицеридов.. Чем выше значение омыления, тем меньше средняя длина жирных кислот, тем меньше средняя молекулярная масса триглицеридов и наоборот. На практике для изготовления мыла больше подходят жиры или масла с высоким значением омыления (например, кокосовое и пальмовое масло) .

Определение [ править ]

Для определения степени омыления образец омыляют горячим избытком щелочи (обычно гидроксид калия, растворенный в этаноле ) в стандартных условиях, обычно в течение получаса при кипячении с обратным холодильником . Щелочь в основном потребляется глицеридами  : триглицеридами, диглицеридами , моноглицеридами, но также и свободными жирными кислотами, а также другими сложноэфирными компонентами, такими как лактоны . [4] По окончании реакции оставшееся количество щелочи титруют стандартным раствором соляной кислоты (HCl). Следовательно, SV (мг КОН / г образца) рассчитывается следующим образом:[2]

 

 

 

 

(1)

Где :
(B - S) - разница между объемом раствора HCl, использованного для холостого опыта и для исследуемой пробы, в мл;
M - молярность раствора HCl, моль · л -1  ;
56,1 - молекулярная масса КОН, г · моль -1 ;
W - вес образца, г.

Стандартными методами определения SV в растительных и животных жирах являются, например: ISO 3657: 2020, ASTM D5558 (жиры и масла), ASTM D94 (нефтепродукты) и DIN 51559 (минеральные масла).

SV также можно рассчитать из состава жирных кислот, определенного с помощью газовой хроматографии ( AOCS Cd 3a-94). [5]

Производители мыла ручной работы, которые стремятся к производству кускового мыла, используют гидроксид натрия (NaOH), широко известный как щелок , а не KOH (едкий калий), из которого получается мягкая паста, гель или жидкое мыло. Для расчета количества щелока, необходимого для изготовления кускового мыла, значения SV для КОН можно преобразовать в значения NaOH путем деления значений KOH на соотношение молекулярных масс КОН и NaOH (1,403). [6]

Связь со средней молекулярной массой жиров и масел [ править ]

Теоретическая SV чистой молекулы триглицерида может быть рассчитана по следующему уравнению (где MW - ее молекулярная масса): [7] [8]

 

 

 

 

(2)

Где: 3 - количество остатков жирных кислот на триглицерид, 1000 - коэффициент пересчета (мг / г), а 56,1 - молекулярная масса КОН. [8]

Например, триолеин , триглицерид, встречающийся во многих жирах и маслах, имеет три остатка олеиновой кислоты, этерифицированные до молекулы глицерина с общей молекулярной массой 885,4 (г · моль -1 ). Следовательно, его SV равно 190 (мг КОН · г -1 ). [7] Для сравнения, трилаурин с тремя более короткими остатками жирных кислот ( лауриновая кислота ) имеет молекулярную массу 639 и SV 263.

Как видно из приведенной выше формулы ( 2 ) SV данного жира обратно пропорциональна его молекулярной массе. Фактически, поскольку жиры и масла содержат смесь различных видов триглицеридов, средний молекулярный вес может быть рассчитан в соответствии со следующим соотношением: [7]

 

 

 

 

(3)

Это означает, что кокосовое масло с большим количеством жирных кислот со средней длиной цепи (в основном лауриновой) содержит больше жирных кислот на единицу веса, чем, например, оливковое масло (в основном олеиновое). Следовательно, на грамм кокосового масла присутствовало больше омыляемых сложноэфирных функций, а это означает, что для омыления того же количества вещества и, следовательно, более высокого SV требуется больше КОН. [7] Расчетная молекулярная масса (уравнение 3 ) не применима к жирам и маслам, содержащим большое количество неомыляемого материала, свободных жирных кислот (> 0,1%) или моно- и диацилглицеринов (> 0,1%). [8]

Неомыляемые [ править ]

Неомыляемые вещества - это компоненты жирного вещества ( масло , жир , воск ), которые не образуют мыла при обработке щелочью и остаются нерастворимыми в воде, но растворимы в органических растворителях. Например, обычное соевое масло содержит 1,5-2,5% неомыляемого вещества по весу. К неомыляемым веществам относятся нелетучие компоненты: алканы , стерины , тритерпены , жирные спирты , токоферолы и каротиноиды, а также те, которые в основном образуются в результате омыления сложных эфиров жирных кислот.(сложные эфиры стеринов, сложные эфиры восков, эфиры токоферолов и т. д.). Эта фракция может также содержать загрязнители окружающей среды и остатки пластификаторов , пестицидов , углеводородов минерального масла и ароматических соединений. [9]

Неомыляемые компоненты являются важным фактором при выборе масляных смесей для производства мыла. Неомыляемые вещества могут быть полезны для формулы мыла, поскольку они могут обладать такими свойствами, как увлажнение , кондиционирование , антиоксидант , текстурирование и т. Д. С другой стороны, когда доля неомыляемых веществ слишком высока (> 3%) или конкретные присутствующие неомыляемые вещества не обеспечивают значительные преимущества, это может привести к появлению бракованного или некачественного мыла. Например, акульий жир не подходит для изготовления мыла, так как он может содержать более 10% неомыляемого вещества. [10]

Для пищевых масел допустимый предел содержания неомыляемых веществ составляет 1,5% (оливковое, рафинированная соя), в то время как неочищенное масло или масло из жмыха низкого качества может достигать 3%. [11] [12]

Определение неомыляемых веществ включает стадию омыления образца с последующей экстракцией неомыляемых веществ с использованием органического растворителя (например, диэтилового эфира ). Официальные методы для животных и растительных жиров и масел описаны в ASTM D1065-18, ISO 3596: 2000 или 18609: 2000, метод AOCS Ca 6a-40.

Значения омыления и неомыляемость различных масел и жиров [ править ]

ТолстыйЗначение омыления (мг КОН / г) [13] [14]Неомыляемое вещество (%) [8] [13] [15]
Пчелиный воск60 - 102> 52
Рапсовое масло182 - 193< 0,2
Кокосовое масло192 - 2000,2 - 1
Кокосовое масло248 - 2650,1 - 1,4
Кукурузное масло187 - 1951 - 3
Хлопковое масло189 - 207< 2
Рыбий жир [16]179 - 2000,6 - 3
Ланолин [17] [18]80 - 12740 - 50
Сало [19]192 - 203< 10
Льняное масло188 - 1960,1 - 2
Минеральное масло0100
Оливковое масло184 - 1960,4 - 1,1
Пальмоядровое масло230 - 254< 1
пальмовое масло190 - 209< 1,4
Арахисовое масло187 - 1960,2 - 4,4
Рапсовое масло168 - 1810,7 - 1,1
Сафлоровое масло188 - 194< 1,6
масло ши170 - 1906 - 17
Соевое масло187 - 1951,5 - 2,5
Подсолнечное масло189 - 1950,3 - 1,2
Китовый жир [4]185 - 202< 2

См. Также [ править ]

  • Омыление
  • Мыловарение
  • Кислотное значение
  • Йодное число
  • Гидроксильное число
  • EN 14214

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Значение омыления жиров и масел» . Проверено 18 января 2018 года .
  2. ^ a b «Значение омыления жиров и масел» (PDF) . kyoto-kem.com . Проверено 8 июля, 2016 .
  3. ^ Клаус Шуман, Курт Siekmann (2005). «Мыло». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a24_247 . ISBN 3527306730.CS1 maint: uses authors parameter (link)
  4. ^ а б Чакрабарти, ММ (2003). Химия и технология масел и жиров . Нью-Дели: Союзные издатели. С. 89, 183. ISBN 978-81-7764-495-1.
  5. ^ Кнотх, Gerhard (2002). «Структурные показатели в химии ЖК. Насколько актуально йодное число?». Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 79 (9): 847–854. DOI : 10.1007 / s11746-002-0569-4 . ISSN 1558-9331 . S2CID 53055746 .  
  6. ^ «Таблица омыления» . www.fromnaturewithlove.com . Проверено 13 сентября 2020 .
  7. ^ a b c d Ганстон, ФО; Харвуд, JL (2007). Справочник по липидам (Третье изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 424. ISBN 978-1-4200-0967-5. OCLC  327018169 .
  8. ^ a b c d Нильсен, Сюзанна (4 сентября 2014 г.). Анализ пищевых продуктов . Springer Science & Business Media. С. 247–248. ISBN 978-1-4419-1477-4.
  9. ^ Белиц, Х.-Д .; Грош, Вернер; Шиберле, Питер (2013). Пищевая химия . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-662-07279-0.
  10. ^ Фрайер, Персиваль Дж .; Уэстон, Фрэнк Э. (2013-12-19). Технический справочник масел, жиров и восков . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-68731-8.
  11. ^ «Торговый стандарт, применяемый к оливковым маслам и маслам из жмыха оливок (COI / T.15 / NC № 3 / Rev. 14)» (PDF) . internationaloliveoil.org . 2019 . Проверено 15 сентября 2020 .
  12. ^ «Документ о требованиях к товарам Министерства сельского хозяйства США для сыпучих масел и жира» (PDF) . fsa.usda.gov . 2013 . Проверено 15 сентября 2020 .
  13. ^ a b Gunstone, Фрэнк (2009). Масла и жиры в пищевой промышленности . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-1-4443-0243-1.
  14. ^ Ако, Казимир C .; Мин, Дэвид Б. (2008). Пищевые липиды: химия, питание и биотехнология, третье издание . CRC Press. ISBN 978-1-4200-4664-9.
  15. ^ «Физические свойства жиров и масел» (PDF) . Deutsche Gesellschaft für Fettwissenschaft eV . Проверено 14 сентября 2020 года .
  16. ^ Турчини, Джованни М .; Нг, Винг-Кеонг; Точер, Дуглас Редфорд (2010). Замена рыбьего жира и альтернативные источники липидов в кормах для аквакультуры . CRC Press. ISBN 978-1-4398-0863-4.
  17. ^ "Ланолин - КАМЕО" . cameo.mfa.org . Проверено 14 сентября 2020 .
  18. ^ Уилки, Джон М. (1917). «Оценка неомыляемых веществ в маслах, жирах и восках» . Аналитик . 42 (495): 200–202. Bibcode : 1917Ana .... 42..200W . DOI : 10.1039 / AN9174200200 . ISSN 1364-5528 . 
  19. ^ «РАЗДЕЛ 3. Стандарт Кодекса на жиры и масла животного происхождения» . www.fao.org . Проверено 14 сентября 2020 .