Свойства жиров. Жировые числа

Насыщенные жирные кислоты образуют триглицериды, имею­щие при обычной температуре твердую консистенцию. Среди них встречаются как животные (например, говяжий жир), так и рас­тительные (например, масло какао) жиры. Ненасыщенные жирные кислоты образуют триглицериды, имеющие при тех же условиях жидкую консистенцию - животные жиры (например, рыбий жир) v подавляющее большинство растительных масел. Так, в конопляном масле 95 % всех жирных кислот приходится на долю олеиновой, линолевой и линоленовой кислот и только 5 % - на долю стеарино­вой и пальмитиновой кислот. В жире человека, плавящемся при тем­пературе 15 °С (при температуре тела он жидкий), содержится 70 % олеиновой кислоты. Плотность подавляющего числа жиров нахо­дится в пределах 0,910-0,945. Лишь у немногих масел (например, касторового) плотность выше - до 0,970 (при 20 °С).

Температура плавления твердых жиров возрастает с числом углеродных атомов входящих в их состав жирных кислот. Поскольку жиры представляют сложные смеси разных триглицеридов, точка плавления и температура застывания обычно не бывает четко выра­женной.

Температура кипения жиров не может быть определена, поскольку при нагревании до 250 °С они разрушаются с образо­ванием из глицерина сильно раздражающего слизистые оболочки глаз альдегида акролеина.

Показатель преломления и число рефракции тем выше, чем больше содержится в жире триглицеридов ненасыщенных кислот. Например, масло какао имеет показатель преломления 1,457, миндальное - 1,470, льняное - 1,482.

Химические свойства жиров проявляются в их способности к омылению, прогорканию, высыханию и гидрогенизации.

Омыление. Триглицериды жирных кислот способны к превра­щениям, характерным для сложных эфиров. Под влиянием едких щелочей происходит расщепление эфирных связей, в результате чего образуются свободный глицерин и щелочные соли жирных кислот (мыла):

Реакция омыления широко используется для приготовления бытовых и медицинских мыл, а также для выяснения состава жиров и их доброкачественности. С этой целью определяют число омыления.

Число омыления - это количество миллиграммов едкого калия (КОН), необходимое для нейтрализации свободных и связанных в виде триглицеридов жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.

Количество КОН, которое требуется для омыления 1 г жира, зависит от молекулярноой массы входящих в его состав жирных кислот. Чем больше молекулярная масса жирных кислот, тем меньше молекул триглицеридов будет в 1 г жира и, следовательно, меньше КОН пойдет на омыление. Таким образом, число омыления характеризует молекулярный состав жира. (В количество КОН, ищущего на омыление 1 г жира, включается также количество щелочи, затраченное на нейтрализацию свободных жирных кислот).

Прогоркание. Этот сложный химический процесс происходит при хранении жира в неблагоприятных условиях (доступ воздуха и влаги, свет, тепло), в результате чего жиры приобретают горько­ватый вкус и неприятный запах. Если жиры в этих условиях подвер­гаются действию фермента липазы, то происходит их разложение, аналогичное реакции омыления. Этот вид порчи жира легко контро­лируется по величине кислотного числа (КЧ). Доброкачественные жиры содержат небольшое количество свободных жирных кислот.

Кислотное число- это количество миллиграммов едкого кали (КОН), которое необходимо для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.

С помощью других констант можно определить природу содержащихся в масле свободных жирных кислот. Так, по числу Рейхерта-Мейсля можно судить о количестве летучих растворимых в воде кислот, а по числу Полеиске - о количестве летучих кислот, нерастворимых в воде.

Число Рейхерта-Мейсля- количество миллилитров 0,1 М раствора едкого кали, необходимое для нейтрализации летучих растворимых в воде жирных кислот, полученных при строго определенных условиях из 5 г жира.

Число Полеиске- количество миллилитров 0,1 М раствора едкого кали, необходимое для нейтрализации нелетучих, нерастворимых в воде жирных кислот, полученных при строго определенных условиях из 5 г жира. Устанавливается вслед за определением летучих кислот в той же навеске жира. Выпавшие жирные кислоты переводят в спиртовой раствор и титруют 0,1 М спиртовым раствором едкого калия.

К числу летучих кислот относятся масляная, капроновая, каприловая и каприновая кислоты. Из них растворимы в воде мас­ляная и капроновая, нерастворимы - каприловая и каприновая.

Для более точного представления о количестве содержащихся в жирах глицеридов из числа омыления вычитают кислотное число и получают так называемое эфирное число (ЭЧ), которое характе­ризует только связанные жирные кислоты.

Иногда прогоркание жиров зависит от жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих окисление отщепленных жирных кислот в кетоны или альдегиды. Однако чаще всего прогоркание жиров обусловливается окислением ненасыщенных жирных кислот кислородом воздуха. Последний может присоединяться по месту двойных связей, образуя перекиси.

r,-ch2-ch = ch-r2 + o2 —► R₁-CH₂-CH-CH-CH₂-R₂

О - о

Кислород может присоединяться также и к углеродному атому, соседнему с двойной связью, образуя гидроперекиси

R₁-CH₂-CH = CH-CH₂-R₂ + 0₂—► R₁-CH₂-CH = CH-CH-R₂

О-ОН

Образовавшиеся перекиси и гидроперекиси подвергаются раз­ложению с появлением альдегидов и кетонов. Для характеристики окислительного прогоркания жира используется константа, известная под названием перекисное число.

Перекисное число - количество граммов йода, которое мо­жет прореагировать с активным водородом перекисей, содержа­щихся в 100 г жира.

Высыхание. Намазанные тонким слоем жидкие жиры ведут себя на воздухе по-разному: одни остаются без изменения жидкими, другие, окисляясь, постепенно превращаются в прозрачную смоло­подобную эластичную пленку - линоксин, нерастворимую в органи­ческих растворителях. Масла, не образующие пленку, называются невысыхающими. Главной составной частью в таких маслах явля­ются глицериды олеиновой кислоты. Масла, образующие плотную пленку, называются высыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды линоленовой кислоты. Масла, образующие мягкие пленки, называются полу высыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды лино- левой кислоты.

Надежным способом выявления высыхаемости масел служит определение йодного числа. Известно, что все непредельные кисло­ты, в том числе и жирные, способны присоединять по месту двойной связи галогены. Чем больше в жирных кислотах будет двойных связей, тем больше присоединится галогена. Для аналитических целей обычно используют йод. Метод определения йодного числа основан на действии спиртового раствора йода в присутствии воды:

I₂ + Н₂O - HI+ НIO

В обычных условиях эта реакция почти не идет, но, когда образующаяся йодноватистая кислота расходуется на присоединение по месту двойных связей, реакция идет легко и быстро:

СН₃-(СН₂)₇-СН=СН—(СН₂)₇-СООН + I₂+ н₂о

СН₃-(СН₂)₇-СН—СН—(СН₂)₇-СООН + HI

ОН I

Обычно прибавляемый избыток йода оттитровывается раст­вором тиосульфата натрия по реакции:

I₂+ 2Na₂S₂O₃= 2NaI+ Na₂S₄O₆

Йодное число - количество граммов йода, которое погло­щается 100 г жира.

Таким образом, по величине йодного числа можно легко установить, к какой группе по степени высыхаемости относится то или иное масло (табл. 3):

Таблица 3 - Йодное число некоторых масел

В табл. 4 приведены йодные числа некоторых животных жиров

Гидрогенизация. К двойным связям, помимо галогенов, легко присоединяется также водород. В результате такого присоединения жирные кислоты из ненасыщенных переходят в насыщенные; жиры при этом приобретают плотную консистенцию. Реакция гидрогени­зации широко используется для получения плотных жиров из рас­тительных масел. Среди них имеются пищевые жиры (маргарин, саломас) и жиры, используемые в фармацевтике (основы для мазей и суппозиториев) и косметике.