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油脂的水解與加成反應


實驗室k / 2019-05-14

       油脂比水輕,比重一般在0.90~0.95之間,由于天然油脂是各種脂肪酸甘油酯的混合物,因此沒有一定的沸點和熔點。油脂不溶于水,易溶于汽油、苯、乙醚、丙酮及熱乙醇等有機溶劑中,用溶劑萃取法榨油就是根據(jù)這個道理。實驗室也依據(jù)這個特點,稱取一定量的油料種子,經烘炒破碎后,放入脂肪萃取器里用乙醚連續(xù)浸提,然后蒸去乙醚,稱取油脂重量,由此來測定油料種子中的含油量。

       “內因是變化的根據(jù)”,油脂是由飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸組成的甘油酯,因而它的化學性質兼有酯及烯烴的性質,能發(fā)生水解、加成和氧化反應,工農業(yè)生產上就是根據(jù)它的這些性質而加以利用的。

油脂的水解

       我們知道,易被水解為醇和酸,油脂在一定條件下也易被水解,其產物為甘油和脂肪酸。
這是工業(yè)上制取高級脂肪酸和甘油的重要方法。生產上常用硫酸作化劑來進行反應(近來,除加酸外還再加入一定量的乳化劑,使油脂乳化后和水的接觸面積增大,從面促使水解易于進行),生成的脂肪酸浮于反應液的上層,甘油則溶于水溶液中。
       油脂水解是酯化的逆反應。從酯化反應中知道,要提高酯的產率,通常采用增加反應物中某一原料(比較起來要價廉易得)的配比或移去某一生成物的方法來達到。同理,在水解反應中,為了促進水解這一矛盾的主要方面順利進行,生產上通常采用定時放出甘油水溶液和補加新鮮水并進行幾次水解的辦法來提高水解率(一次水解率約為85%,二次水解率可達96%左右)。將反應后的混合物加以分離提純后,就得到脂肪酸和甘油。如果用堿(如NaOH、KOH、Na2CO3等)進行堿性水解,則可促使油脂向生成脂肪酸鈉鹽(或鉀鹽)和甘油的方向進行。這是生成肥皂的反應,所以油脂的堿性水解又叫皂化反應,通常將1克油脂皂化時所需要的KOH的毫克數(shù),叫做油脂的皂化值。皂化值大,說明此種油脂平均分子量小,也就是含低級脂肪酸多,皂化時消耗的堿量就多;反之,則平均分子量大,含高級脂肪酸多,皂化時耗堿量少。
       在農業(yè)上,油料作物種子播種后,依靠種子內存在的脂肪酶的作用,使油脂水解以供給胚發(fā)芽時所需要的養(yǎng)份和能量,若水份供應不足,油脂水解緩慢,就使養(yǎng)份和能量供應不上,從面不利于發(fā)芽。因此,播種油料種子時要適當深一些,播種過淺,水份蒸發(fā)太快,不能滿足種子發(fā)芽需要,發(fā)芽出苗就不齊,有時甚至死苗。
       人體內對油脂的消化也主要是水解作用,在小腸內,油脂經脂肪酶的催化進行水解,其水解產物(包括少量油脂微粒)透過腸壁被吸收,然后進一步合成人體自身的脂肪。

加成反應

       液體油中,含不飽和脂肪酸甘油酯較多,在一定溫度和催化劑存在下能和氫發(fā)生加成反應,叫做油脂的氫化。經過氫化后的油脂,由于飽和脂肪酸甘油酯含量增加,因而熔點增高,液態(tài)油就轉變?yōu)楣虘B(tài)脂肪,叫做硬化油。例如:
       工業(yè)上常將經過精煉后的棉籽油、菜籽油、米糠油等液態(tài)油,放在氫化罐內,然后加入催化劑,進行加熱,并用壓縮機壓入氫氣,利用氫氣的壓力使油與催化劑充分接觸發(fā)生氫化,約反應4~5小時后,冷卻到適當溫度,過濾,分離除去油內催化劑,再經冷卻凝固,即得硬化油。硬化油是食品、肥皂和脂肪酸等工業(yè)上的重要原料,由于不飽和性小,儲存時不易被空氣氧化而發(fā)生酸敗,運輸也較為方便。
       油脂中的碳-碳雙鍵也可與碘起加成反應,100克油脂所能吸收碘的克數(shù)叫做碘值。由碘值可以知道油脂的飽和程度,碘值愈大表示油脂中不飽和程度愈大,反之則小。在油脂氫化工業(yè)上就利用油脂的碘值和熔點來控制氫化程度。

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