20. Гідрогенізація жирів.

Гідрогенізація жирів - каталітичне приєднання водню до складних ефірів гліцерину і ненасичених жирних кислот.

Існують дві мети, що досягаються при гідрогенізації олій. Однією з них є зміна наявних у природі жирів і олій в цілях отримання продуктів з консистенцією і технологічними характеристиками, необхідними для забезпечення певних функціональних можливостей. Гідрогенізованні масложирові продукти можуть виготовлятися з доброю збитістю, стійкістю масла при смаженні, швидким плавленням та іншими функціональними характеристиками, які потрібні для спеціалізованого застосування. Другою причиною проведення гідрогенізації є підвищення стійкості до окислення. Стабільність смаку необхідна для збереження прийнятної якості жирового продукту протягом досить тривалого часу після обробки та пакування і для його використання в якості компонента готового продукту. У процесі гідрогенізації може бути отриманий широкий асортимент масложирових продуктів залежно від умов проведення процесу, вихідних олій і ступеня насиченості або ізомеризації.

Рідкофазна каталітична гідрогенізація є однією з найбільш важливих і складних хімічних реакцій, що проводяться при обробці харчових жирів і олій.

Продукти гідрогенізації - саломаси - є дуже складною сумішшю внаслідок безлічі реакцій, що протікають паралельно, при яких відбуваються:

• насичення подвійних зв'язків;

• ізомерізанія подвійних зв'язків;

• зсув місця розташування подвійних зв'язків, зазвичай до більш енергетично вигідного положення.

З хімічної точки зору жири та олії є сполуками гліцерину і жирних кислот, так званими тригліцеридами. Частини тригліцеридів, які можуть змінюватися при гідрогенізації, відносяться до ненасичених жирних кислот. Насичені жирні кислоти містять тільки одинарні вуглецеві зв'язки і хімічно є найменш реакційноздатними. Фізично вони мають більш високі температури плавлення і при кімнатній температурі знаходяться у твердому стані. Ненасичені жирні кислоти містять один або більше подвійних вуглецевих зв'язків і при кімнатній температурі являють собою рідини з істотно нижчими точками плавлення, ніж відповідні їм насичені жирні кислоти.

Гідрогенізація може відбуватися тільки при змішуванні трьох реагуючих компонентів: ненасиченого масла, каталізатора і газоподібного водню. Для того щоб водень зміг дифундувати через рідину до твердої поверхні каталізатора, його необхідно попередньо розчинити в рідкій олії. Кожна адсорбована на каталізаторі ненасичена жирна кислота може реагувати з атомом водню, що призводить до насичення подвійного зв'язку, переміщенню його на нову позицію або ізомеризації в більш тугоплавку транс-форму. Ізомерія положення подвійного зв'язку і просторова ізомерія дуже важливі для виробництва частково гідрогенізованих жирів. При наявності в ненасиченій олій для гідрогенізації моно-, ди- і триненасичених жирних кислот може виникнути конкуренція за поверхню каталізатора. На каталізаторі адсорбуються переважно ди- і триненасичені вуглеводневі ланцюжки. Вони частково ізомеризуються або гідрогенізуются до мононенасичених, поки їх концентрація не зменшиться до дуже низького рівня, що дозволяє мононенасиченим вуглеводневим ланцюгам адсорбуватися на каталізаторі і вступати в реакцію.

Досягнення бажаного ступеня гідрогенізації масложирового продукту зазвичай оцінюється за вмістом твердих тригліцеридів (ТТГ), який характеризує кількість твердих речовин в жирі при різних температурах. Природні жири не є індивідуальними сполуками. Продукти гідрогенізації утворюють ще більш складні суміші в результаті паралельних реакцій. Відбувається не тільки насичення воднем подвійних зв'язків, але й ​​ізомеризація деяких зв'язків.

Крім того, зсув зв'язків може протікати одночасно з цис-транс-ізомерізацією, що ще більше ускладнює виробництво гідрогенізованого жиру.

Селективна гідрогенізація є інструментом, за допомогою якого можна керувати процесом часткової гідрогенізації. Терміном «селективність» позначають порядок насичення подвійних зв'язків воднем: в першу чергу ця реакція протікає з більш ненасиченими жирними кислотами, потім - з менш ненасиченими. Теоретично в олії, затверділій при ідеально дотриманій селективності, спочатку вся ліноленова кислота повністю відновиться до лінолевої, перш ніж почнеться відновлення лінолевої кислоти до олеїнової; потім лише після повного відновлення лінолевої кислоти до олеїнової почнеться відновлення олеїнової кислоти до стеаринової.