Значение омыления

Пример реакции омыления молекулы триглицерида (слева) с гидроксидом калия (КОН) с образованием глицерина (фиолетовый) и солей жирных кислот (мыло ).

показатель омыления или число омыления (SVили SN ) представляет количество миллиграммов гидроксида калия (КОН), необходимое для омылить один грамм жира в указанных условиях. 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 (такие как кокосовое и пальмовое масло).

• 1 Определение
• 2 Связь со средней молекулярной массой жиров и масел
• 3 Неомыляемые вещества
• 4 Значения омыления и неомыляемость различных масел и жиров
• 5 См. Также
• 6 Ссылки

Для определения степени омыления образец подвергается горячему омылению с избытком щелочи (обычно гидроксида калия, растворенного в этаноле ), в стандартные условия, обычно в течение получаса при дефлегмации. Щелочь в основном потребляется глицеридами : триглицеридами, диглицеридами, моноглицеридами, но также свободными жирными кислотами, а также другими сложноподобными компонентами, такими как лактоны. В конце реакции оставшееся количество щелочи титруют стандартным раствором соляной кислоты (HCl). Следовательно, SV (мг КОН / г образца) рассчитывается следующим образом:

$SV\; =\; (B\; -\; S)\; \times \; M\; \times \; 56,1\; W\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; textrm\; \{SV\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{(\{\backslash \; textrm\; \{B\}\}\; -\; \{\backslash \; textrm\; \{S\}\})\; \backslash \; times\; \{\backslash \; textrm\; \{M\}\}\; \backslash \; times\; 56.1\}\; \{\backslash \; textrm\; \{W\}\}\}\}$

(1)

Где:

(B - S) - разница между объемом раствора HCl, использованного для холостого опыта и для исследуемого образца, в мл;

M - молярность раствора HCl., в моль · л;

56,1 - молекулярный вес КОН, г · моль;

W - весовой вес образца, г.

Стандартные методы определения SV в растительных и животных жирах это, 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).

Мыловары ручной работы, которые стремятся к куску 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).

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

$SV\; =\; 3\; \times \; 1000\; \times \; 56,1\; MW\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; textrm\; \{SV\}\}\; =\; 3\; \backslash \; times\; 1000\; \backslash \; times\; \{\backslash \; frac\; \{56.1\}\; \{\backslash \; textrm\; \{MW\}\}\}\}$

(2)

Где: 3 - число остатков жирных кислот на триглицерид, 1000 - коэффициент пересчета (мг / г) и 56,1 - молекулярная масса КОН.

Например, триолеин, триглицерид, встречающийся во многих жирах и маслах, имеет три остатка олеиновой кислоты, этерифицированных до молекулы глицерина с общая молекулярная масса 885,4 (г · моль). Следовательно, его SV равно 190 (мг КОН · г). 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. На самом деле, поскольку жиры и масла содержат смесь различных видов триглицеридов, средний молекулярный вес может быть рассчитан в соответствии со следующим соотношением:

$MW\; масло\; /\; жир\; =\; 3\; \times \; 56,\; 106\; ÷\; SV\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; textrm\; \{MW\}\; \}\; \_\; \{\backslash \; textrm\; \{oil\; /\; fat\}\}\; =\; 3\; \backslash \; times\; 56,106\; \backslash \; div\; \{\backslash \; textrm\; \{SV\}\}\}$

(3)

Это означает, что кокосовое масло с содержанием жирные кислоты со средней длиной цепи (в основном лауриновая) содержат больше жирных кислот на единицу веса, чем, например, оливковое масло (в основном олеиновое). Следовательно, большее количество омыляемых функций сложного эфира присутствовало на грамм кокосового масла, что означает, что для омыления того же количества вещества требуется больше КОН, и, следовательно, более высокая SV. Расчетная молекулярная масса (уравнение 3 ) не применима к жирам и маслам, содержащим большое количество неомыляемого материала, свободных жирных кислот (>0,1%) или моно- и диацилглицерины (>0,1%).

Неомыляемые вещества - это компоненты жирного вещества (масло, жир, воск ), которые не образуются мыла при обработке щелочью остаются нерастворимыми в воде, но растворимыми в органических растворителях. Например, типичное соевое масло содержит по массе 1,5-2,5% неомыляемого вещества. Неомыляемые вещества включают нелетучие компоненты: алканы, стерины, тритерпены, жирные спирты, токоферолы и каротиноиды., а также те, которые в основном являются результатом омыления сложных эфиров жирных кислот (сложные эфиры стеролов, сложные эфиры восков, сложные эфиры токоферолов и т. Д.). Эта фракция может также содержать загрязнители окружающей среды и остатки пластификаторов, пестицидов, минерального масла углеводородов и ароматических соединений.

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, если в пропорции количество неомыляемых веществ слишком велико (>3%), или конкретные присутствующие неомыляемые вещества не обеспечивают значительных преимуществ, в результате может возникнуть дефектный или неполноценный мыльный продукт. Например, акульий жир не подходит для производства мыла, поскольку он может содержать более 10% неомыляемого вещества.

Для пищевых масел допустимый предел содержания неомыляемого вещества составляет 1,5% (оливковое, рафинированная соя), в то время как неочищенное масло или жмыха низкого качества может достигать 3%.

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

Жиры	Показатели омыления (мг КОН / г)	Неомыляемые вещества (%)
Пчелиный воск	60-102	>52
Масло канолы	182-193	< 0.2
Какао-масло	192-200	0,2 - 1
Кокосовое масло	248-265	0,1 - 1,4
Кукурузное масло	187-195	1-3
Хлопковое масло	189-207	< 2
Рыбий жир	179-200	0,6 - 3
Ланолин	80-127	40-50
Сало	192-203	< 10
Льняное масло	188-196	0,1 - 2
Минеральное масло	0	100
Оливковое масло	184-196	0,4 ​​- 1,1
Пальмоядровое масло	230 - 254	< 1
Пальмовое масло	190 - 209	< 1.4
Арахисовое масло	187 - 196	0,2 - 4,4
Рапсовое масло	168 - 181	0,7 - 1,1
Сафлоровое масло	188-194	< 1.6
Масло Ши	170-190	6-17
Соевое масло	187-195	1,5 - 2,5
Подсолнечное масло	189-195	0,3 - 1,2
Китовый жир	185-202	< 2

• Омыление
• Мыло
• Кислотное число
• Йодное число
• Гидроксильное число
• EN 14214