ĆWICZENIE 4

WŁAŚCIWOŚCI I ANALIZA CHEMICZNA TŁUSZCZÓW

ANALIZA TŁUSZCZÓW

Ze względu na różnorodność kwasów tłuszczowych oraz zmienny procentowy udział w budowie cząsteczki, charakterystyka tłuszczów jest dosyć trudna. W związku z tym właściwości tłuszczów określa się za pomocą umownych wskaźników chemicznych, będących wypadkową właściwości poszczególnych składników. Wskaźniki te nazywamy liczbami tłuszczowymi.

LICZBA JODOWA - wskazuje na ilość wiązań nienasyconych

LICZBA KWASOWA- określa stopień hydrolizy

LICZBA ZMYDLANIA- podaje średnią masę cząsteczkową kwasów tłuszczowych

LICZBA NADTLENOWA - określa stopień utlenienia

Tab. 1 Charakterystyczne liczby wybranych tłuszczów
Rodzaj tłuszczu	Temperatura	Temperatura	Liczba	Liczba
	topnienia	krzepnięcia	zmydlania	jodowa
	C	C
Oliwa	-	Ok.. 0	187-196	80-88
Olej rzepakowy	-	Od 0-6	168-179	94-106
Smalec	36-44	-	194-203	46-70
Masło	29-35	-	209-240	26-38
Tran	-	poniżej 0	175-197	150-180

Liczba jodowa (LJ) poza praktycznym zastosowaniem w identyfikacji i klasyfikacji tłuszczów ma również znaczenie w technologii utwardzania tłuszczów spożywczych. Służy do kontroli procesu uwodornienia, który prowadzi się do uzyskania określonej wartości liczby jodowej. Zbyt daleko posunięte uwodornienie jest niepożądane, gdyż pewna ilość kwasów nienasyconych powinna być dostarczana do organizmu wraz z pożywieniem. Poza tym tłuszcze zawierające tylko nienasycone kwasy tłuszczowe są trudniej przyswajalne niż te, w których są obecne kwasy nienasycone.

Liczba kwasowa (LK) określa zawartość wolnych kwasów tłuszczowych w 1 g tłuszczu wyrażoną w miligramach KOH zużytego na ich zobojętnienie. Jest miernikiem stopnia hydrolizy tłuszczu i będzie ulegać zmianom podczas procesu jełczenia tłuszczu.

Zmiany LK i LJ w smalcu podczas procesu jełczenia podaje poniższa tabela:

Stadium jełczenia	LJ	LK
Smalec świeży Smalec zjełczały Smalec silnie zjełczały	55,9-61,0 47,8-51,0 31,9-41,1	0,35-0,45 6,0-8,4 26,0-30,0

Liczba kwasowa może być traktowana jako wartość charakterystyczna w stosunku do czystych kwasów tłuszczowych i nazywana jest wtedy liczbą neutralizacji (LN). Na podstawie wielkości LN można wyliczyć średni ciężar cząsteczkowy M kwasu tłuszczowego ze wzoru:

; gdzie 56110 to gramorównoważnik KOH w mg

W tłuszczach obok związanych kwasów tłuszczowych występuje pewna ilość wolnych kwasów. Ilość miligramów wodorotlenku potasu KOH potrzebna do zmydlenia zestryflkowanych i zobojętnienia wolnych kwasów tłuszczowych zawartych w 1 g tłuszczu nosi nazwę liczby zmydlania (LZ). LZ czystego tłuszczu jest jednocześnie, tak jak w przypadku liczby neutralizacji czystych kwasów tłuszczowych, miarą średniego ciężaru cząsteczkowego kwasów związanych i wolnych:

Odczynniki:

Oliwa

Smalec

30% NaOH

Alkohol etylowy

2 n H₂SO₄

NaCl

0,1 nKOH

0,5 n alkoholowy r-r KOH

0,5 n HC1

fenoloftaleina (wskaźnik)

tymoftaleina (wskaźnik

rozpuszczalnik (etanol + benzen 1:2 lub etanol + eter naftowy 1:2)

1. Zmydlanie tłuszczów

Zmydlanie tłuszczów jest procesem odwrotnym do reakcji estryfikacji. W reakcji zmydlania przyłącza się jedna cząsteczka wody na każde wiązanie estrowe ulegające rozpadowi i odtwarzają się te składniki, z których tłuszcz powstał (glicerol i kwasy tłuszczowe). Proces zmydlania można prowadzić albo za pomocą pary wodnej (wówczas otrzymuje się wolne kwasy tłuszczowe) albo przy pomocy ługu sodowego lub potasowego (prowadzi to do powstania mydeł).

Wykonanie:

Do 2mł oliwy dodać 1-2 ml 30% r-ru NaOH, 1 ml alkoholu etylowego i podgrzewać łagodnie na siatce azbestowej przez ok. 1 min. stale mieszając. Następnie dodać 40 ml gorącej wody i nadal ogrzewać do momentu aż powstałe mydło rozpuści się. Kilka ml uzyskanego roztworu mydła zakwasić 2n kwasem siarkowym (wobec papierka wskaźnikowego). Z roztworu wytrącają się nierozpuszczalne kwasy tłuszczowe. Do 5 ml pozostałego roztworu dodać porcjami NaCl, aż do wysycenia roztworu. Wytwarza się kłaczkowaty osad mydła. Po usunięciu z probówki pozostałej cieczy wprowadzić porcjami świeżą wodę do momentu rozpuszczenia powstałego osadu.

2. Wyznaczanie liczby kwasowej (LK)

Oznaczenie polega na zmiareczkowaniu roztworu tłuszczu w rozpuszczalniku za pomocą mianowanego roztworu ługu potasowego. W zależności od wartości liczby kwasowej, naważki tłuszczu przy LK<5 wynoszą zazwyczaj ok. 10g, a dla tłuszczów o dużej zawartości wolnych kwasów tłuszczowych, odpowiednio mniej. Do rozpuszczania tłuszczu stosuje się mieszaninę etanolu i benzenu lub etanolu i eteru naftowego. Aby przyspieszyć rozpuszczanie się tłuszczu stałego, można przeprowadzić go w ciecz przez ogrzanie na łaźni wodnej i dopiero dodać rozpuszczalnika. Miareczkowanie prowadzi się wobec fenoloftaleiny dla tłuszczów o jasnym zabarwieniu i tymoftaleiny dla tłuszczów ciemnych..

Wykonanie:

Oznaczenie wykonać dla dwóch rodzajów tłuszczów, stosując co najmniej dwie naważki każdego tłuszczu. Odważyć ok.2 g tłuszczu z dokładnością do 0,01 g i umieścić w kolbie stożkowej o poj. 250 ml. Dodać 20 ml rozpuszczalnika ( ew. więcej) i rozpuścić naważkę. Po dodaniu wskaźnika miareczkować r-r 0,1 n roztworem KOH do uzyskania lekko różowego (fenoloftaleina) lub lekko niebieskiego (tymoloftaleina) zabarwienia utrzymującego się przez okres 1 min. Oznaczyć również ilość KOH zużywaną na zmiareczkowanie rozpuszczalnika (ślepa próba). Liczbę kwasową obliczyć zgodnie z wzorem:

gdzie: 5,611 - ilość mg KOH w 1 ml 0,1 n roztworu KOH

a - ilość ml KOH zużyta na zmiareczkowanie badanej próby b - ilość ml KOH zużyta na zmiareczkowanie ślepej próby g - masa naważki tłuszczu, g f - faktor roztworu KOH

3. Wyznaczanie liczby zmydlania

Oznaczenie polega na zmydleniu tłuszczu przy pomocy alkoholowego roztworu ługu potasowego we wrzącej łaźni wodnej w określonym czasie. W podwyższonej temperaturze wobec nadmiaru ługu następuje rozkład trójglicerydu z wytworzeniem mydeł i wydzieleniem wolnej gliceryny. Nadmiar ługu odmiareczkowuje się mianowanym roztworem kwasu solnego. Szybkość zmydlania zależy od użytego alkoholu. Najmniejsza -dla metanolu, większa dla etanolu, największa dla propanolu.

Wykonanie oznaczenia

Odważyć nie więcej niż 1-2 g badanego tłuszczu z dokładnością do 1 mg. Naważkę umieścić w okrągłodennej kolbie o poj. 150 ml i dodać niedotykając pipetą ścianek kolby 25 ml 0,5 n alkoholowego roztworu KOH. Zawartość kolby ogrzewać w łaźni wodnej pod chłodnicą zwrotną i utrzymywać w stanie wrzenia przez 30 min. Do gorącego roztworu dodać 1 ml fenoloftaleiny i odmiareczkować nadmiar ługu 0,5 n roztworem kwasu solnego. Liczbę zmydlania obliczyć ze wzoru:

gdzie: 28,055 - ilość mg KOH w 1 ml 0,5 n roztworu KOH

a - ilość ml HC1 zużyta na zmiareczkowanie badanej próby

b - ilość ml HCl zużyta na zmiareczkowanie ślepej próby

g - masa naważki tłuszczu, g

f - faktor roztworu HC1

Opracowanie wyników

Na podstawie uzyskanych wartości LK, LZ i literaturowych LJ scharakteryzować badane tłuszcze i wskazać na różnice we właściwościach.

Oznaczanie liczby kwasowej

Rodzaj tłuszczu	Masa naważki g	a ml	LK mgKOH/g

Oznaczanie liczby zmydlania

Rodzaj tłuszczu	Masa naważki g	a ml	b ml	LZ mgKOH/g		M g/mol

---