Zmydlanie TŁ Uszczów-sprawozdanie z chemii żywności PDF

Preview

Summary

Zmydlanie TŁ Uszczów-sprawozdanie z chemii żywności...

Description

ZMYDLANIE TŁUSZCZÓW

Głównymi substancjami wykorzystywanymi w zmydlaniu są tłuszcze zwierzęce i oleje roślinne. Te tłuste substancje, triestry nazywane triglicerydami, są mieszaninami składającymi się z różnych kwasów tłuszczowych. Triglicerydy mogą być przekształcone do mydeł w jedno- lub dwuetapowym procesie. W tradycyjnym, jednoetapowym procesie, trigliceryd jest traktowany silną zasadą (np. ługiem sodowym), który przyspiesza rozszczepienie wiązania estrowego i tworzy się sól kwasu tłuszczowego i glicerol (gliceryna). Metoda ta jest głównym procesem produkcji gliceryny na skalę przemysłową. W miarę potrzeby, mydła mogą być strącane poprzez wysalanie chlorkiem sodu (proces dwuetapowy). Liczba estrowa (lub l. zmydlania) jest ilością zasady potrzebną do zmydlenia próbki tłuszczu. Do wytwarzania mydeł triglicerydy są oczyszczane, ale saponifikacja obejmuje także hydrolizę zasadową zanieczyszczonych tłuszczów, w tym saponifikację pośmiertną (przeobrażenie tłuszczowo-woskowe), w której tłuszcz na zwłokach przekształca się w brunatną masę (adipocere). Reakcja chemiczna – każdy proces, w wyniku którego pierwotna substancja zwana substratem przemienia się w inną substancję zwaną produktem. Aby cząsteczka substratu zamieniła się w cząsteczkę produktu konieczne jest rozerwanie przynajmniej jednego z obecnych w niej wiązań chemicznych pomiędzy atomami, bądź też utworzenie się przynajmniej jednego nowego wiązania. Reakcje chemiczne

przebiegają z reguły z wydzieleniem lub pochłonięciem energii cieplnej, promienistej (alfa lub beta) lub elektrycznej.Grupa karbonylowa – grupa funkcyjna występująca w wielu typach związków organicznych, składająca się z atomu węgla połączonego wiązaniem podwójnym z atomem tlenu. Zapisywana skrótowo jako CO, -C(O)- lub >C=O. Atom węgla w grupie karbonylowej ma hybrydyzację sp, w wyniku czego jest ona płaska. Najczęściej kojarzona jest z ketonami i aldehydami, w których połączona jest jedynie z atomami węgla i wodoru. Zmydlanie tłuszczów Reakcje tłuszczów (estrów glicerolu i wyższych kwasów karboksylowych) z zasadami (najczęściej sodową i potasową, ale też magnezową) nazywane są zmydlaniem, ponieważ prowadzą do otrzymania mydeł podczas ogrzewania mieszaniny. Zmydlanie nazywane jest także saponifikacją. Posługując się językiem fachowym, zmydlanie to alkaliczna (zasadowa) hydroliza estrów prowadząca do powstania soli kwasów karboksylowych i alkoholi wielowodorotlenowych. Tłuszcze, które stanowią źródło wyższych kwasów karboksylowych do produkcji mydeł, nie mają jednorodnego składu, a triglicerydy, tworzące je, budowane są przez różnorodne wyższe kwasy karboksylowe. Jednak najbardziej popularne w przemysłowym zmydlaniu są: ● kwas palmitynowy C15H31COOH, ● kwas stearynowy C17H35COOH, ● kwas oleinowy C17H33 Obecnie do produkcji mydeł jako źródło kwasów tłuszczowych używa się głównie oleju palmowego, z nasion bawełny i kokosowego. Duże znaczenie ma także oliwa z oliwek.

Reakcja zmydlania może być prowadzona: w środowisku alkalicznym, w środowisku kwaśnym, wodą w obecności katalizatora, wodą bez katalizatora, metodą enzymatyczną. Zmydlanie tłuszczów w środowisku alkalicznym polega na ogrzewaniu tłuszczów w roztworze wodorotlenku sodowego lub potasowego. Produktami tej reakcji są sole sodowe lub potasowe kwasów tłuszczowych, zwane mydłami oraz glicerol. Tworzące się mydło emulguje tłuszcz w wodzie i powiększając w ten sposób powierzchnię ich zetknięcia się, przyspiesza przebieg procesu. Zmydlanie tłuszczów w środowisku kwaśnym polega na katalitycznym działaniu jonów wodorowych w procesie hydrolizy. Reakcje prowadzi się, ogrzewając tłuszcz z rozcieńczonym kwasem siarkowym do temperatury powyżej 100°C w naczyniu zamkniętym. Produktami reakcji są wolne kwasy tłuszczowe i glicerol. Zmydlanie tłuszczów wodą w obecności katalizatorów polega na ogrzewaniu tłuszczu z wodą, z dodatkiem tlenku cynku (ZnO) lub tlenku magnezu (MgO) jako katalizatora, do temperatury powyżej 100°C w autoklawie. W metodzie tej uzyskuje się czyste kwasy tłuszczowe tworzące górną warstwę nad wodnym roztworem glicerolu. Zmydlanie tłuszczów wodą bez katalizatora opiera się na zasadzie, że pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze rozpuszczalność kwasów w wodzie jest znacznie większa. Zmydlanie tłuszczów metodą enzymatyczną przebiega pod działaniem enzymów z grupy lipaz w

temperaturze 30-40°C, dając w wyniku wolne kwasy tłuszczowe i czysty glicerol. Enzymy do tego celu uzyskuje się z nasion rącznika, w których znajdują się one w większych ilościach. Glicerol powstający w reakcji hydrolizy acylogliceroli można wykryć za pomocą reakcji dehydratacji glicerolu, która prowadzi do powstania nienasyconego aldehydu - akroleiny o nieprzyjemnym zapachu. Mydła to sole wyższych kwasów karboksylowych, które rozpuszczają się w wodzie i pienią, dzięki czemu znalazły zastosowanie w usuwaniu brudu i praniu. ● Mydła sodowe – twarde, białe, bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie, z dodatkiem substancji zapachowych i barwników sprzedawane są jako mydła kostkowe. ● Mydła potasowe – miękkie, tzw. szare mydło, bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie, mniej popularne w sprzedaży niż mydła sodowe w kostkach, używane też do produkcji mydeł w płynie. ● Mydła magnezowe – ciekłe, trudno rozpuszczalne w wodzie, wykorzystuje się je w produkcji mydeł w płynie, płynów do kąpieli i szamponów.

Mydła produkuje się w procesie zmydlania tłuszczów roślinnych i zwierzęcych w obecności silnej zasady i podczas długiego gotowania. Aby uzyskać pożądaną żelową konsystencję mydła do mieszaniny reakcyjnej dodaje się NaCl. Następnie z mieszaniny poreakcyjnej usuwane są składniki niepożądane i nieprzereagowane, dodawane substancje zapachowe i barwniki. Cząsteczki mydła zbudowane są z długiego łańcucha węglowego (R), który jest hydrofobowy („nie lubi wody, odpycha wodę”) oraz głowy -COO–, która jest hydrofilowa („lubi wodę”). Podczas procesu prania, czyli usuwania brudu hydrofobowy ogon wnika w cząsteczki brudu, a hydrofilowa głowa pozostaje na jego powierzchni, co pozwala na zwilżanie przez wodę i usuwanie brudu z powierzchni tkanin i innych materiałów. Mydła zmniejszają napięcie powierzchniowe wody, przez co łatwo wnika ona w pory tkanin i skóry. Ułatwia to usuwanie brudu. Ze względu na to, że mydła obniżają napięcie powierzchniowe wody, zalicza się je do grupy surfaktantów – substancji powierzchniowo czynnych. Mydła w twardej wodzie Woda twarda to taka, która zawiera dużo jonów wapnia, magnezu… Mydła reagują z jonami metali w wodzie, tworząc trudnorozpuszczalne sole, wytrącające się w postaci osadu i znacznie utrudniające usuwanie brudu. 2 C17H35COO– + Ca2+ → (C17H35COO)2Ca↓ Jako sole słabych kwasów oraz mocnych zasad wykazują odczyn zasadowy. Pod wpływem mocnych kwasów nieorganicznych (np. H2SO4) z mydeł powstają nierozpuszczalne w wodzie kwasy tłuszczowe. Mydła charakteryzują się róŜną rozpuszczalnością w wodzie w zaleŜności od kationu metalu jaki wchodzi w jego skład. Mydła sodowe i potasowe dobrze rozpuszczają się w wodzie, natomiast mydła wapniowe i magnezowe są trudno rozpuszczalne w wodzie. Mydła rozpuszczalne w wodzie są substancjami

powierzchniowo czynnymi. Micele koloidowe mydła utrzymują się w wodzie dzięki otaczającemu je płaszczowi wodnemu. Dodanie elektrolitu o większym powinowactwie do wody np. NaCl powoduje odwodnienie miceli i zobojętnienie ładunków elektrycznych na powierzchni przez co cząsteczki koloidu są pozbawiane otoczki wodnej i wypadają z roztworu. W przebiegu ostrego zapalenia trzustki dochodzi do martwicy Balsera – martwicy tkanki tłuszczowej spowodowanej powstawaniem nierozpuszczalnych mydeł wapniowych tworzących charakterystyczne ogniska w jamie brzusznej.

Obserwacje: Mieszanina ogrzewana pieni się intensywnie i wydziela zapach mydlin. Produkt ma postać białej masy, śliskiej w dotyku. Po dodaniu wody destylowanej i wstrząśnięciu produkt się rozpuszcza. Wnioski: Tłuszcz reaguje z wodorotlenkiem sodu, w wyniku czego powstaje mydło....