Proprietățile fizico-chimice ale grăsimilor animale determină modul și condițiile producției lor și, într-o oarecare măsură, depind de regimul și condițiile de prelucrare a grăsimilor brute.
Proprietățile fizice ale grăsimilor
1. Greutatea specifică.
Greutatea specifică a grăsimilor animale variază între 0,915 și 0,964 (la 15 °).
Când temperatura grăsimii lichide se modifică, greutatea sa specifică se modifică în funcție de variația volumului. coeficientul de expansiune volumetrică a grăsimii este, în medie, de 0,0007.
La oxidare, greutatea specifică a grăsimilor crește; în timpul scăderii hidrolizei.
Greutățile specifice ale grăsimilor neutre sunt mai mari decât greutățile specifice ale amestecurilor corespunzătoare de acizi grași, diferența dintre cele două valori fiind proporțională cu numărul de saponificare.
2. Punctul de topire al grăsimilor, punctul de curgere și titrul.
Capacitatea de a emulsiona grăsime și, prin urmare, la asimilarea de către organism depinde de temperatura de topire: mai mică temperatura de topire de grăsime, cu atât mai ușor este emulsionat cu apă și cu cât digestibilitatea sale.
Grasimile grase, in functie de digestibilitate, sunt impartite in trei grupe:
primul grup include grăsimi, al căror punct de topire este sub sau egal cu temperatura corpului uman (37 °).
Astfel de grăsimi sunt absorbite de organism cu 97-98% (de exemplu, oase, grăsime de porc, oleo-margarină).
Al doilea grup include grăsimi, al căror punct de topire este mai mare de 37 ° (carne de vită, oaie, etc.).
Aceste grăsimi sunt absorbite de 89-93%.
Al treilea grup include grăsimi, al căror punct de topire este mult mai mare de 37 °. Aceste grăsimi nu sunt digerate deloc sau nu sunt ușor digerate.
Astfel, digestibilitatea tristearinei, a cărei temperatură de topire este de 711,5 °, este de numai 14%.
Grasimea grăsimii animalelor din carne este (în%):
Punctul de topire al grăsimilor depinde de natura grăsimii, de grăsimea bovinelor, de rasa, de vârsta animalului și de o serie de alte motive.
Cu cât gliceridele mai saturate în grăsimi, cu atât sunt mai grase refractarul.
Bărbații au o grăsime mai mare decât femelele.
Salo luată din organele interne este mai bogată în gliceride solide decât grăsimile subcutanate.
Grăsimea aceluiași animal este mai scăzută cu gliceridele acizilor nesaturați, cu cât părțile corespunzătoare din care este îndepărtată grăsimea se află în tractul gastrointestinal.
Clima caldă a animalelor are o grăsime mai mare decât animalele din țările temperate sau reci.
Duritatea grăsimii depinde, de asemenea, de hrana pentru animale: la animalele care primesc semințe oleaginoase în furaje, ele au mai puțin grăsimi tari decât animalele hrănite cu fân. Grăsimile animalelor bine hranite sunt mai bogate în gliceride nesaturate.
Temperatura de topire a grăsimilor depinde nu atât de prezența dublelor legături în trigliceride, cât și de localizarea lor.
Gliceridele simple (cu un singur acid) topesc la o temperatură ușor mai ridicată decât acizii corespunzători.
De exemplu, tristearina se topește la 71,6 ° și acidul stearic se topește la 69,6 °.
Prezența grupărilor hidroxil mărește punctul de topire, mixte (raznokislotnye) gliceride se topesc la o temperatură mai scăzută decât gliceride odnokislotnye și temperatura de topire a multor gliceride smeshannokislotnyh se situează sub temperatura de topire a numărului de acid de topire foarte scăzut inclus în gliceridă.
Astfel, tristearina se topește la 71,6 °, tripalmitin la 63 ° și stearpalmitin la 55 °.
Pentru gliceridele și amestecurile lor, prezența punctelor de topire dublă este caracteristică: grăsimea topită după o încălzire suplimentară cu mai multe grade se întărește și apoi se topește în cele din urmă.
La topirea repetată, la scurt timp după solidificare, grăsimile se topesc la o temperatură mai ridicată.
Temperatura normală de topire apare numai după o răcire prelungită sau adâncă.
Aceste puncte duble de topire a gliceridelor sunt explicate prin polimorfism, care constă în faptul că o substanță a aceleiași compoziții chimice poate exista într-o stare solidă în mai multe forme sau modificări.
Acestea din urmă au proprietăți fizice diferite, în special, diferite puncte de topire.
Răcirea rapidă a gliceride și acizi grași scade, de obicei, numai modificări instabile sau labili, care are cea mai scăzută temperatură de topire. Pentru depozitarea prelungită a glicerida în stare cristalizate labili începe să se miște de modificare în grajd, durata tranziției nu depinde numai de temperatura, ci și asupra greutății moleculare a gliceride.
Potrivit prof. GB Ravich și colaboratorii săi, temperaturile de topire ale tristearinei și tripalmitinei se caracterizează prin următoarele date:
unde: α, β. γ - modificări ale gliceridelor, aceste modificări fiind mai stabile, cu cât este mai mare punctul de topire, adică cel mai stabil este modificarea a = și modificarea γ cea mai puțin stabilă.
Deoarece grăsimile sunt un amestec de gliceride diferite cu diferite puncte de topire, tranziția de la starea solidă la cea lichidă nu are loc imediat și este dificil să se detecteze sfârșitul tranziției.
Prin urmare, punctul de topire al grăsimilor nu este o constantă exactă.
Grăsimile, de asemenea, se solidifica imediat, dar, treptat, mai întâi la starea solidă comută componentele cele mai refractare, ceea ce rezultă în greutate opacitate, care este mai mult până când întreaga masă se solidifică.
Punctul final al acestei congestii neîntrerupte este foarte dificil de determinat.
Mai caracteristică este temperatura care, timp de un timp după solidificarea grăsimii, rămâne neschimbată sau temperatura maximă atinsă atunci când grăsimea se solidifică datorită eliberării căldurii latente de fuziune.
Aceste temperaturi se numesc temperatura de solidificare a grăsimilor.
Temperaturile de topire și congelare a grăsimilor răcite rapid diferă mai mult sau mai puțin între ele.
Cu cât schimbarea temperaturii este mai lentă, cu atât mai mult aceste puncte se apropie reciproc.
În practică, deseori nu este punctul de curgere al grăsimii determinat, ci punctul de curgere al acizilor grași izolați din acesta, așa-numitul titru de grăsime.
Amestecul de acizi grași are un punct de turnare mai pronunțat, deoarece constă într-un număr mai mic de componente.
În plus, prezența acizilor grași liberi în grăsimi afectează punctul de curgere al grăsimii și aceleași grăsimi, în funcție de aciditate, au puncte de turnare diferite.
3. Vâscozitate.
În practică, viscozitatea grăsimii este măsurată în grade care dă raportul dintre timpul de expirare a unei anumite cantități de grăsime în condiții precise definite în momentul expirării aceluiași volum de apă în aceleași condiții.
De obicei, vâscozitatea grăsimii este măsurată în grade de Engler.
Vâscozitatea grăsimilor are o importanță deosebită în tehnologia producției de grăsimi, deoarece afectează transferul de căldură, viteza de sedimentare, rata de filtrare și separare etc.
Viscozitatea majorității grăsimilor variază în limite relativ înguste.
Nu există o relație regulată între viscozitate și compoziția grăsimilor.
Se știe doar că vâscozitatea crește în general cu creșterea greutății moleculare și scade odată cu creșterea numărului de iod.
Se afectează puternic creșterea vâscozității acizilor hidroxi din grăsimi.
Proprietățile chimice ale grăsimilor determină efectul pe care condițiile de producție și depozitare îl au asupra calității grăsimilor comestibile sau asupra evoluției procesului de producție.
Din acest punct de vedere, cele mai interesante sunt acele proprietăți pe care depinde distrugerea grăsimilor și împărțirea lor.
Există următoarele tipuri de deteriorări ale grăsimilor:
1) fisiune hidrolitică a grăsimilor;
2) oxidarea grăsimilor:
a) rancidarea - aldehidă și cetonă,
b) precipitarea.
Hibridarea hidrolitică a grăsimilor este cauzată de acțiunea apei. Hidroliza produselor grase conform următoarei scheme:
Reacția de hidroliză este reversibilă.
Starea de echilibru depinde de raportul cantitativ dintre reactanți, în special apa.
Reacția de hidroliză a grăsimilor fără prezența factorilor stimulatori are o viteză foarte mică.
Următorii factori măresc rata de reacție:
a) Enzime.
Printre numeroasele enzime găsite în celulele animale, există o lipază de lipozomi care separă grăsimea.
Atunci când se produce grăsime, o parte din lipază trece în grăsime fără a-și pierde activitatea.
Dacă grăsimea conține cel puțin o cantitate mică de apă, apoi cu lipaza, hidroliza grăsimilor are o rată ridicată și este deosebit de intensă în diferite tipuri de țesuturi grase animale.
Grăsimea, care a fost topită și suficient de purificată, nu este împărțită în mod semnificativ pe o perioadă lungă de timp.
Astfel, conform prof. AA Zinoviev, numărul de acid al vaginului, atunci când a fost depozitat în condiții de cameră, cu acces ușor timp de 25 de zile, a crescut de la 1,19 la 6,67. Numărul acidului de grăsime de porc, topit din țesut adipos și purificat, în aceleași condiții de depozitare timp de 60 de zile, a crescut doar de la 0,85 la 0,94.
Activitatea lipazei depinde de originea, pH-ul, proprietățile substratului, prezența impurităților și temperatura.
Astfel, lipaza pancreatică este cea mai activă în mediul alcalin (pH 8-9); Lipaza din stomac - în acid (pH 4.7-5). Dacă lipaza de stomac este supusă purificării, atunci optimul pH-ului pentru acțiunea sa crește. Regimul optim de temperatură pentru activitatea lipazelor se situează în intervalul de 35-40 °. O creștere a temperaturii peste 50 ° și o scădere sub 15 ° reduce semnificativ activitatea enzimei. Cu toate acestea, activitatea lipazei nu se oprește nici măcar la temperatura minus (-17 ° C).
b) Efectul temperaturii.
Când crește temperatura. reacția de despicare a grăsimilor are un ritm mai ridicat.
Atunci când aburul saturat se aplică grăsimilor din carnea de vită într-o autoclavă la presiuni de 7 și 15, numărul acidului de grăsime se modifică după cum urmează:
Potrivit prof. AA Zinoveva, indice de aciditate de grăsime de porc, depozitate timp de 60 de zile a crescut: după depozitare la frigider la minus 110 ° - 0.85-0.87 după depozitare în condiții ambiante - până la 0,94 și un termostat (37 °) până la 1,53.
c) Efectul bazelor.
Prezența bazelor în mediul de reacție, chiar și în cantități mici, sporește în mod semnificativ hidroliza grăsimilor.
Această proprietate a bazelor este folosită pe scară largă în tehnologia grăsimilor pentru împărțirea grăsimilor în producția de glicerină.
Această metodă de separare a grăsimilor se efectuează în autoclave la o presiune de 7-8 atm timp de 8-11 ore în prezența a 2-3% oxid de calciu (var).
În același timp, fisiunea de grăsime este atinsă cu 90%.
Efectul de accelerare al bazelor este cauzat de formarea sărurilor corespunzătoare de acizi grași (săpunuri) atunci când grăsimile interacționează cu oxizii metalici. Sapunurile rezultate contribuie la emulsificarea grăsimilor și, prin urmare, la creșterea interfeței de fază în acest sistem eterogen.
d) Efectul acidului sulfuric.
Prezența unor cantități mici de acid sulfuric concentrat în timpul interacțiunii grăsimilor cu apă provoacă despicarea grăsimii.
Efectul acidului sulfuric se datorează faptului că ionii de hidrogen formați acționează catalitic asupra reacției de hidroliză, iar produșii de sulfonare care rezultă (acizii grași sulfo) au o capacitate semnificativă de emulsifiere. Formarea acizilor sulfurici are loc ca urmare a interacțiunii dintre acidul sulfuric și acizii grași nesaturați.
Astfel, acțiunea acidului sulfuric pe oleic produce acidul sulfostearic:
Acidul sulfostearic reduce tensiunea superficială la limita dintre grăsime și apă și astfel promovează formarea unei emulsii și o creștere a interfeței de fază.
Anterior, această proprietate a acidului sulfuric a fost utilizată în tehnologie pentru a produce acizi grași și glicerină.
În prezent, în domeniu pentru lipoliză se aplică așa-numita metodă mai avansată cu jet de divizare, a cărei esență constă în grăsimi și apă și un reactiv de fierbere, emulsionare grăsimea cu apa.
Deoarece emulsificatorul a folosit așa-zisul prof. GS Petrova, care este una dintre cele mai demonstrate în lumea tehnologiei. Contactul este un amestec de acizi sulfonaftenici, obținuți din deșeuri la curățarea distilatelor solare sau a arborilor cu acid sulfuric fum.
În timpul funcționării, cu contactul fiind adăugat la grăsimea într-o cantitate de aproximativ 1% (plus aproximativ 0,5% ulei de vitriol), gradul de clivaj atinge 92% sau mai mare, obținându-se astfel un acizi grași și apă glicerol de bună calitate.
Procesele oxidante duc la apariția unui gust neplăcut și a mirosului de așa numită grăsime rancidă.
Cu toate acestea, în cea mai mare parte, atunci când există o alunecare de grăsimi, există un miros specific și un gust neplăcut, dar nu amar.
Procesele de rancidare și fisiune a grăsimilor sunt independente unul de celălalt, dar deoarece un număr de factori care provoacă activarea acestor procese sunt identici, adesea atunci când grăsimea este randidă, aciditatea grăsimilor crește de asemenea. În plus, oxidarea profundă a grăsimilor este însoțită de formarea acizilor cu un nivel scăzut de acizi.
Arderea grasimilor este un proces complex de oxidare, in care grasimile dobandesc un gust specific si un miros neplăcut cauzat de substante volatile - aldehide sau cetone.
Aceste substanțe sunt obținute prin acțiunea oxigenului din aer asupra grăsimilor.
Oxigenul atmosferic are o activitate slabă, iar reacția de oxidare fără energie externă provine dintr-o mică rată măsurabilă. Capacitatea de oxidare a grăsimilor crește odată cu creșterea temperaturii, sub influența iradierii etc.
Există randiditate aldehidică și cetonă.
a) randiditatea aldehidei.
Oxigenul aerului, saturarea legăturilor duble, conduce mai întâi la formarea de peroxid:
Atunci când apa acționează asupra peroxidului, se produce oxigen atomic și se formează peroxid de hidrogen și ozon:
Moleculele de ozon se atașează la acizi grași nesaturați și, ca rezultat, se formează un ozon, care sub influența umidității se împarte în molecule cu un număr mai mic de atomi de carbon, formând aldehide:
Cu oxidare ulterioară, acizii cu un conținut scăzut de molecule - acizi araianici și acilami - se obțin:
b) randiditatea cetonei.
Până de curând, sa crezut că randiditatea cetonei de grăsimi are loc sub influența microorganismelor, de exemplu, mucegaiurile Penicillium, Aspergillus; Se stabilește acum că ranciditatea cetonei apare și într-un mediu steril, adică pe o cale pur chimică.
Cresterirea cetonei, care are loc sub influența microorganismelor, are loc conform schemei următoare: microorganismele produc enzime care promovează hidroliza trigliceridelor.
Acizii grași rezultați sunt transformați în săruri de amoniu, reacționând cu amoniacul, care se formează ca urmare a descompunerii proteinelor găsite în grăsimi.
Sărurile de amoniu sunt supuse apoi oxidării β.
Enzimele necesare pentru acest proces sunt livrate de microorganisme care se pot dezvolta în grăsimi dacă conțin apă și nutrienți. Prin urmare, acest proces bacterian tipic este observat în principal în unt, ulei de nucă de cocos nerafinat, margarină. Acizii grași cu acizi grași (saturați - palmitic, stearic) nu pot suferi oxidare β.
S-a demonstrat că randarea cetonei poate avea loc fără acțiunea microorganismelor, pur chimic, și că cetonele obținute pot fi formate atât din acizi grași saturați cu greutate moleculară ridicată, cât și din acizi grași nesaturați.