مشخصات چربي ها
عامل اصلي اختلاف در بين چربيها ، اسيدهاي چرب مختلفي است كه در ساختمان آنها به كار رفته ، بنابراين براي پي بردن به مشخصات دقيق يك چربي ، شناخت دقيق اسيدهاي چرب بكار رفته در آن در درجه اول اهميت قرار دارد .
در حال حاضر به كمك روشهاي مدرن تجزيه و بخصوص به كمك گاز كروماتوگرافي
اين امر نسبت به گذشته كاملاً امكان پذير است . مخصوصاً در مورد مسائل تحقيقي كه بايد كوچكترين تغييرات در تركيب اسيدهاي چرب نيز مورد دقت و توجه قرار گيرد ، كه بدون تجزيه دقيق نمونه چربي ، اين امر امكان پذير نيست . از طرف ديگر امروزه در اكثر موارد ، كافي است كه از تعيين اسيدهاي چرب صرفنظر كرد و فقط فاكتورهاي ثابت و مورد لزوم را تعيين كرد . اين فاكتورها عبارتند از : 1ـ نقطه ذوب 2ـ عدد يدي 3ـ عدد صابوني شدن 4ـ عدد اسيديك چربي 5ـ عدد رايشه ميسل ( RM )
1ـ نقطه ذوب :
معياري است قابل استفاده براي ارزشيابي ثبات ، سختي يا استحكام يك چربي . در حرارت اتاق ، اسيدهاي چرب اشباع شده تا 8
C و همچنين تمام اسيدهاي چرب غيراشباع مايع هستند . حال هرچقدر در ساختمان يك چربي از اين نوع اسيدهاي چرب بيشتر به كار رفته باشد به همان نسبت هم نقطه ذوب آن چربي پايين تر است . به دليل اينكه در تعداد بي شماري از چربيها ، اسيدهاي چرب اشباع كوتاه زنجيره ، يا به مقدار خيلي كم يافت مي شوند يا اصلاً وجود ندارند ، بنابراين ثبات چربي به مقدار اسيدهاي چرب غيراشباع آن بستگي دارد .
« روغن » نوعي چربي است كه در حرارت معمولي مايع است و اين موضوع بيشتر در مورد چربيهاي گياهي صادق است .
2ـ عدد يدي :
بر طبق تعريف ، عدد يد ، مقدار يد جذب شده ( بر حسب گرم ) توسط 100 گرم چربي است .
چربيهاي غيراشباع مانند ساير تركيبات غيراشباع در محل پيوندهاي دوگانه با يد باند
مي شوند و تركيب اضافي توليد مي كنند . بنابراين عدد يد مي تواند ميزان اشباعي يا غيراشباعي چربيها را مشخص كند . يك مول يد توسط هر يك از باندهاي دوگانه مصرف
مي شود . تركيب يد با پيوندهاي دوگانه واكنش كندي است ، ولي در حضور كلريدها اين عمل سرعت مي يابد . در عمل مقدار زيادي از يد را با چربي مورد آزمايش مخلوط مي كنند ، مقداري از يد توسط پيوندهاي دوگانه جذب مي شوند ، يدهاي باقي مانده را مي توان از طريق تيتراسيون بدست آورد .
پس به عبارتي عدد يدي مقياسي از درجة هيدروژناسيون ( اشباع شدن ) اسيدهاي چرب موجود در چربي است . در واقع عدد يد بالاتر به معني درجه اشباع بيشتر است كه تيتر پايينتري خواهد داشت .
عدد يد تا حد زيادي در بيشتر چربيها و روغن ها به ميزان اسيد پالمتيك ، اولئيك و لينولئيك بستگي دارد .
به طور تقريبي : ( درصد اسيد لينولئيك * 8/1 ) + ( درصد اسيداولئيك * 9/0 ) = عدد يد
3ـ عدد صابوني شدن ( هيدروليز )
بر طبق تعريف ، عدد صابوني ، معرف مقدار
KOH بر حسب گرم مي باشد كه جهت خنثي كردن اسيدهاي چرب حاصل از هيدروليز يك گرم چربي لازم است . در واقع مقياسي است براي بازگو كردن ميانگين وزن ملكولي اسيدهاي چرب كه در ساختمان چربي به كار رفته اند . به طور ساده تر ، ميزان KOH مصرفي كه براي صابوني شدن ( هيدروليز ) يك گرم چربي لازم است را به ما نشان مي دهد . هرچه مقدار KOH مصرف شده بيشتر باشد ، پس به همان مقدار مي بايد تعداد ملكولها در هر گرم چربي بيشتر باشد و در نتيجه بزرگي ملكولها به طور متوسط به همان نسبت هم كچكتر است . براي مثال چربي كره كه قسمت اعظم آنرا اسيدهاي چرب كوچك ملكول تشكيل مي دهند ، به طور نسبي عدد صابوني بزرگتري دارد ، تا چربي ذرت كه اصولاً فقط از اسيدهاي چرب بزرگ ملكول ساخته شده است .
در عمل نمونة چربي را با مقادير زيادي KOH الكلي واكنش مي دهند و KOH باقي مانده را از طريق تيتراسيون محاسبه مي كنند .
تهيه صابون : صابون در واقع نمك اسيدهاي چرب مي باشد . با تغيير نوع اسيد چرب و يا نوع قليا مي توان انواع صابونها را تهيه كرد . به دليل اينكه در تهيه صابون معمولاً از چربي استفاده مي شود ، محصول فرعي در تهيه صابون گليسرول خواهد بود . در آزمايشگاه براي اينكه در مدت زماني كوتاه بتوان صابون تهيه كرد ، از محلولهاي الكلي سود يا پتاس استفاده مي شود .
4ـ عدد اسيديك چربي :
بر طبق تعريف ، عدد اسيد ، مقدار
KOH بر حسب گرم است كه براي خنثي كردن اسيد چرب آزاد موجود در يك گرم چربي لازم است . اساس پديدة Runcidity به دو دليل مي باشد .
1ـ هيدروليز چربي ها و تشكيل اسيدهاي چرب آزاد
2ـ اتو اكسيد شدن چربي ها در حضور اكسيژن هوا :
اين عمل با فاكتورهايي چون گرما ، فشار و
000 صورت مي گيرد . در چربيهايي كه داراي اسيد چرب غيراشباع مي باشند ، اكسيداسيون در پيوندهاي دوگانه صورت مي گيرد كه نتيجة آن توليد هيدروپركسيد و متعاقب آن تشكيل آلدئيدها است . اسيدهاي چرب كوتاه زنجير آزاد شده همراه با آلدئيدهاي فرار ، بوي خاصي را به چربي مي دهند كه اين حالت به Runcidity معروف است . با اندازه گيري عدد اسيدي مي توان مقدار اسيدهاي چرب موجود و در نتيجه درجه Runcidity يك چربي را مشخص كرد .
۵ـ عدد رايشه ميسل :
عبارتست از تعداد ميلي ليتر محلول هيدروكسيد پتاسيم دسي نرمال مورد نياز براي خنثي كردن اسيدهاي چرب فرار و محلول در آب ( زنجير كوتاه ) كه از هيدروليز 5 گرم چربي بدست آمده باشد . چربي گوساله ها و ساير چربيهاي با وزن ملكولي بيشتر ، عملاً شامل اسيدهاي چرب فرار نيستند و بنابراين عدد رايشه ميسل آنها نزديك به صفر است ، اما كره حاوي نسبت بيشتري از اسيدهاي چرب فرار است و عدد رايشه ميسل آن 17 تا 35 مي باشد .
مشخصات برخي از چربيهاي معروف :
|
چربي |
عدد صابوني |
عدد رايشه ميسل |
عدد يدي |
|
گوشت گاو |
200 ـ 196 |
1 |
40 ـ 35 |
|
كره |
230 ـ 210 |
35 ـ 17 |
38 ـ 26 |
|
نارگيل |
262 ـ 253 |
8 ـ6 |
10 ـ 6 |
|
ذرت |
193 ـ 187 |
5 ـ4 |
128 ـ111 |
|
پنبه دانه |
196 ـ 194 |
1 |
111 ـ 103 |
|
روغن خوك |
203 ـ 195 |
1 |
67 ـ 46 |
|
دانه كتان |
195 ـ 188 |
1 |
202 ـ 175 |
|
بادام زميني |
194 ـ 186 |
1 |
98 ـ 88 |
|
دانه سويا |
194 ـ 189 |
3 ـ 0 |
134 ـ 122 |
|
آفتابگردان |
193 ـ 188 |
5 ـ 0 |
136 ـ 129 |
توجه :
مشخصات چربي هاي حيواني ممكن است به علت تركيبات غيرمعمول چربي هاي جيرة غذايي ، خارج از دامنة مقادير اين جدول باشند .
خواص چربيها
1ـ هيدروليز :
چربيها را مي توان به وسيلة جوشاندن در قلياها هيدروليز نمود، از اين عمل گليسرول و صابون حاصل مي شود .
همانطور كه قبلاً گفته شد ، به اين نوع هيدروليز ، صابون شدن اطلاق مي شود ، زيرا به وسيلة آن صابون كه نمك سديم و يا پتاسيم اسيدهاي چرب است توليد مي شود . اين فعل و انفعالات در طبيعت تحت تأثير آنزيمهايي كه مجموعاً ليپاز خوانده مي شوند نيز صورت ميگيرد . هر يك از آنزيمهاي مذكور به عنوان كاتاليزور احتمالاً بر روي چربي بخصوصي عمل كرده و بسته به نوع آنزيم ، هيدروليز در نقاط مشخصي از ملكول گليسريد صورت مي گيرد .
جدا شدن اسيدهاي چربي كه به كربن هاي 1 و 3 گليسرول متصل هستند ، در مقايسه با اسيد چربي كه به كربن 2 پيوسته است با سهولت بهتري انجام مي شود . در شرايط طبيعي معمولاً از هيدروليز چربيها ، مخلوطي از مونو ودي اسيل گليسرول و اسيدهاي چرب آزاد بوجود مي آيد .
هيدروليز مضر :
اين هيدروليز توسط ميكروارگانيسم هاي مضر مانند پزودوموناس ، اسپرژيلوس فلاوئوس ، جئوتيركوم كانديوم ، قارچهاي پني سيليوم و يا عوامل فساد ديگر مانند افزايش رطوبت در دانه هاي روغني در هنگام نگهداري آنها در سيلو ايجاد مي شود . ميكروارگانيسم هاي مضر ، ليپاز سنتز مي كنند كه باعث شكستن چربيها به اسيدهاي چرب آزادو گليسرول خواهند شد. ليپازها مي توانند در حرارت 18 الي 29 درجه سانتي گراد نيز فعال باشند . در هنگام هيدروليز چربي شير ، اسيدهاي چرب اشباع كمتر از 16C ( اسيد پالميتيك ) شكسته مي شوند و اسيد چرب آزاد بر روي طعم و مزه شير تأثير مي گذارد . اسيدهاي چرب آزاد تشكيل شده از لحاظ تغذيه مضر تشخيص داده شده اند اما اسيدهاي چرب مذكور در صنايع آرايش و بهداشتي ، داروسازي ، صنايع پلاستيك و 000 استفاده مي شوند .
2ـ اكسيداسيون :
اسيدهاي چرب غيراشباع به راحتي اكسيد مي شوند ، محل عمل كربني است كه در مجاورت اتصال دوگانه قرار دارد . در نتيجة اين اكسيداسيون هيدروپراكسيدها توليد مي شوند .
اسيدهاي چرب غير اشباع شكسته شده ، فرآورده هائي با زنجيره هاي كوتاهتر نظير بنيانهاي آزاد را توليد مي كنند كه اسيدهاي چرب ديگر را خيلي راحت تر از اكسيژن آزاد مورد حمله قرار مي دهند . اكثر بنيانهاي آزاد در نتيجة افزايش سرعت اكسيداسيون به طور تواني توليد مي شوند . در نهايت غلظت بنيانهاي آزاد به حدي مي رسد كه با يكديگر واكنش نشان داده و فعل و انفعالات به پايان مي رسد . به چنين فعل و انفعالاتي كه در آن محصولات حاصله به شرحي كه توصيف شد ، باعث تسريع و دوبارة واكنش مي شوند ، اصطلاحاً « اتوكاتاليست » گفته شده و به واكنش هاي ويژه اي كه فوقاً اشاره شد « اتوكسيداسيون » اطلاق مي گردد .
تشكيل بنيانهاي آزاد ، به وسيله اشعه فرابنفش و يونهاي فلزي ويژه مخصوصاً مس تسريع شده و حضور هر كدام از اينها ميزان اكسداسيون را به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي دهد. علاوه بر اينها فلزاتي نظير آهن و منگنز مي توانند به عنوان كاتاليزور عمل كرده و باعث افزايش اكسيداسيون شوند .
نتيجة اكسيداسيون اسيدهاي چرب اشباع ، به وجود آمدن طعم زننده شيرين و بوئي بخصوص است كه به اين حالت معمولاً فساد كتونيك اطلاق مي گردد .
در شدت اكسيداسيون چربي ها و روغن ها چندين عامل مؤثراند از جمله :
الف : نور
ب : حرارت
ج : شدت تماس روغن با اكسيژن هوا
د : ميزان باندهاي مضاعف اسيدهاي چرب اشباع نشده
هـ : وجود عناصر سنگين مانند : آهن يا مس .
و : ميزان اسيد چرب آزاد در چربيها و روغن ها
ز : عدم وجود آنتي اكسيدانها
آنتي اكسيدان ها :
چربيهاي طبيعي به علت دارا بودن موادي به نام آنتي اكسيدان تا حدودي در مقابل اكسيداسيون مقاومت مي كنند . اين مواد تا زماني كه خود خنثي نشوند از اكسيداسيون چربيهاي غيراشباع جلوگيري مي كنند . مهمترين آنتي اكسيدان طبيعي ويتامين E است كه چربي ها را با از بين بردن راديكالهاي آزاد محافظت مي كند . از آنتي اكسيدان هاي مصنوعي مي توان اتوكسي كوئين و سانتاكوئين و تركيبات كولوئين را نام برد . اثرات احتمالي اكسيداسيون چربي در جيره هايي كه سطح ويتامين E آنها اندك است قابل ملاحظه مي باشد . آنتي اكسي دانهاي ديگري از جمله فنلها ، آلفا و گاما و سيگما توكوفرولها ، اسيدگاليك و مشتقات مختلف اسيد اسكوربيك نيز وجود دارد .
ـ آنتي اكسيدانهاي طبيعي :
1ـ ويتامين E ( توكوفرول )
2ـ ويتامين A ( رتينول )
3ـ بتاكاروتن
4ـ ويتامين C ( اسيد اسكوربيك )
5ـ سزامول ( روغن كنجد حاوي 3/0 ـ 5/0 درصد سزامول مي باشد كه بر اثر هيدروليز سزامولين روغن كنجد سزامول تشكيل مي شود ) .
6 ـ گوسيبول
ـ آنتي اكسيدانهاي صنعتي :
آنتي اكسيدانهاي صنعتي نبايد سمي باشند و در حدود 1 ـ 2 درصد مي توان به روغنهاي حيواني افزود . مهمترين اكسيدانهاي صنعتي BHA مي باشد كه مخلوطي از دو ايزومر است ، BHT , BHA . اين دو بايد به نسبت مساوي به روغنهاي حيواني افزوده شوند . BHT اثر آنتي اكسيدان ها را افزايش مي دهد . اغلب روغن هاي گياهي حاوي اكسيدانهاي طبيعي هستند و نيازي به افزودن آنتي اكسيدانهاي صنعتي به آنها
نمي باشد . ولي چربي حيوانات اهلي فاقد اكسيدان طبيعي مي باشد و مي بايست به آنها قبل از حرارت دادن آنتي اكسيدان هاي صنعتي اضافه نمود .
3ـ هيدروژن شدن :
هيدروژن شدن عبارتست از اضافه شدن هيدروژن به اتصالات دو گانه اسيدهاي چرب غيراشباع كه در نتيجة آن اسيدهاي غيراشباع به همتاهاي اشباع شدة خود تبديل مي گردند . به عنوان مثال اسيد استئاريك به طريق زير از اسيد اولئيك توليد مي شود .
اين عمل ( جامد كردن ) در تجارت براي توليد چربي جامد از روغن ماهي و روغن هاي گياهي براي توليد و تهيه مارگارين از اهميت خاصي برخوردار است . سخت شدن چربي باعث بالا رفتن نقطة ذوب آن مي شود . براي سرعت عمل بيشتر بايستي از كاتاليزور استفاده شود ، در اين مورد معمولاً از نيكل كه آن را به طور يكنواخت در محيط پراكنده مي نمايند بهره گيري مي شود . سخت نمودن چربي اين مزيت را در بر دارد كه با از ميان برداشتن اتصالات دوگانه ، مراكز فعال ملكول بي اثر شده و قابليت نگهداري آن افزايش مي يابد . در شكمبه چربي موجود در غذاي مصرفي نشخوار كنندگان هيدروليز شده و سپس اسيدهاي چرب غيراشباع آن ( عمدتاً اسيدهاي 2 : 18 و 3 : 18 ) ئيدروژنه و تبديل به اسيد استئاريك مي شوند . اين مطلب روشن مي سازد كه چرا با وجود آنكه چربي جيرة نشخواركنندگان حاوي مقادير زيادي از اسيدهاي چرب غيراشباع است ، چربي بدن آنها به ميزان زياد اشباع مي باشد .