Процесс гидрогенизации

Гидрирование жиров молекулярным водородом в промышленности проводят при температуре 180:240^оС в присутствии никелевых и медно-никелевых катализаторов.

+ Н_{2 +} Н₂ +Н₂

С ₁₈Н₃₀О ₂ С₁₈Н₃₂О₂ С₁₈Н₃₄О₂

Линоленовая линолевая олеиновая

С₁₈Н₃₆О₂

стеариновая

Водород присоединяется по месту двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах, в результате чего образуются насыщенные жирные кислоты. Этот процесс важен при производстве маргарина. Таким путем из растительных масел получают продукт – саломас, который является основой маргарина.

Подбирая соответствующие условия реакции, удается осуществить этот процесс селективно (избирательно), гидрируя сначала, в основном ацилы линоленовой кислоты до линолевой , затем ленолевой до олеиновой , а уже потом остатки олеиновой (если это необходимо) до стеариновой кислоты и получить продукт с заранее заданными свойствами. Селективность гидрирования объясняется большей скоростью гидрирования ацилов более ненасыщенных кислот.

Гидрогенизация.

Н ₂ С – О – С – ( СН₂)₇ – С Н = СН – (СН₂)₇ – СН₃

О + 3 Н₂

Н С – О – С – (СН₂)₇ – С Н = СН – (СН₂)₇ – СН₃

О

Н ₂ С – О – С – (СН₂)₇ – С Н = СН – (СН₂)₇ – СН₃

О

Н₂С-О-С-С₁₇Н₃₅

О

Н С-О-С-С₁₇Н₃₅

О

Н₂С-О-С-С₁₇Н₃₅

О

При этом вместе с гидрогенизацией идут следующие процессы:

1. миграция двойной связи, при этом накапливается до 40% позиционных изомеров

- СН₂ – СН = СН – СН₂ - - СН₂ – СН₂ – СН = СН –

2. реакция перехода цис - формы в транс - форму

- СН₂ СН₂- -СН₂

СН = СН СН=СН

СН₂-

цис - форма транс - форма

С точки зрения пищевой ценности, этот процесс играет отрицательную роль. По своей молекулярной структуре ненасыщенные жирные кислоты и их эфиры (жиры) могут существовать в форме двух изомеров : цис - изомеров и транс - изомеров. В молекулы этих веществ входят одни и те же атомы, но пространственное положение их в молекуле различно, поэтому они наряду с общими свойствами имеют и различия.

Чтобы клетка работала нормально, в качестве строительного материала клеточных мембран должен использоваться только цис - изомер жирных кислот. Однако на это место, благодаря общим химическим свойствам, может встать и транс - изомер. Биологические свойства мембраны при этом меняются, и клетка становится дефектной. В результате в организме начинают развиваться патологические процессы.

Установлено, что транс - изомеры нарушают работу ферментов, изменяют структуру клеточных мембран. В результате повышается уровень холестерина в крови и возрастает вероятность инфаркта миокарда и диабета. Более того, они повышают восприимчивость к онкологическим заболеваниям особенно к раку легких, поджелудочной и предстательной желез. Исследователи также установили, что у беременных женщин, часто употребляющих в пищу маргарин, транс - изомеры жирных кислот проникают через плаценту к плоду. Из- за этого ребенок может родиться недоношенным, с нарушениями эндокринной системы. В процессе производства маргарина часть цис – изомеров превращается в транс - изомеры. Из каждых 100г использованного для этого растительного масла получается в среднем 14г транс – изомеров жирных кислот.

Несмотря на содержание транс – изомеров в маргарине, специалисты по питанию не настаивают на полном отказе от маргарина. Они только рекомендуют ограничить употребление маргарина 10г в день. Такое количество маргарина здоровью не повредит. Правда, на практике придерживаться такого ограничения непросто: трудно проконтролировать, сколько маргарина может попасть в организм с готовыми продуктами. Так что по возможности от употребления маргарина в чистом виде лучше совсем отказаться.

В настоящее время некоторые отечественные и зарубежные предприятия, производящие маргарин, начали внедрять новую технологию, позволяющую получить маргарин, не содержащий транс – изомеров жирных кислот. Стоит от, правда, значительно дороже обычного маргарина. На упаковке такого маргарина должна быть надпись «не содержит транс - изомеров»

Процесс переэтерификации.

Глицериды в присутствии катализаторов (серная кислота, метилат натрия, натрий и калий) способны обмениваться радикалами жирных кислот. Эта реакция получила название переэтерификации.

Н ₂ С – О – С – R Н₂ С – О – С – R

О О

Н С – О – С – R + Н С – О –С – R₁

О О

Н₂ С – О – С – R Н₂ С – О – С – R₁

О О

Н ₂ С – О – С – R₁ Н₂ С – О –С – R

О О

Н С – О – С – R + Н С – О – С – R

О О

Н ₂ С – О – С – R Н₂ С – О – С – R₁

О О

Переэтерификация приводит к изменению свойств жиров и масел, применяется в пищевой промышленности для получения продуктов с заданными свойствами. При этом происходит и частичный обмен радикалами жирных кислот внутри молекулы триглицерида.

Переэтерифицируют в основном смеси высокоплавких жиров (животные жиры, гидрированные жиры) с жидкими растительными маслами. Температура переэтерификации 80-90 ⁰С. Полученные продукты не содержат в отличие от саломасов транс – и позиционных изомеров кислот, отличаются высоким содержанием ненасыщенных кислот, а следовательно повышенной пищевой ценностью.