1. Технико экономикалық негіздеу
Майлардың сапасын жақсартуға және биологиялық құндылығын арттыру үшін қолданылатын қайта этерификациялау процессі
жүктеу/скачать 1.06 Mb.
|
| 2.7. Майлардың сапасын жақсартуға және биологиялық құндылығын арттыру үшін қолданылатын қайта этерификациялау процессі
Өсімдік май мен қатты майлар адамның тамақтану рационында маңызды орын алған, әлі де маңызды орын алуда. Тамақтануда өсімдік май мен қатты майлардың орнын анықтау өте қиын. Бидайдан және түрлі майлардан алынған өнімнің адамның тәулік бойындағы жинаған энергияның 90% қамтамасыз етеді. Энергия көзі ретінде майлар коміртек пен ақуыздарға қарарағанда 2 есе каллориялы.[1] Бүгінде бүкіл әлем бойынша бір адамның тағам рационына 16 кг сұйық май қажет екені анықталды және бірінші орында тұтынушыларды тек өніммен қамтамасыз етіп қана қоймай, сондай-ақ оларды май-қышқылмен балансталған өніммен қамтамасыз ету қажеттілігі туындауда.[2] Өсімдік май мен қатты майлар адам өмірінде тек алмастырылмайтын фактор ғана емес, сонымен қатар энергия көзі және мембраналық жасуша құрамына кіретін пластикалық материал. Адам ағзасындағы липидтер күрделі ауыспалы процестерге қатысады және оның дұрыс жүруін қамтамасыз етеді.[3] Өсімдік май мен қатты майлар ас дайындағанда, қуырғанда, ұн өнімдерін - нан, пісіргенде, кондитерлік өнімдерді даярлағанда кеңінен қолданылады. Тағам қуырғанда олар сол тағам азығына жылу алмастыру функциясын орындайды. Қуыру процессі, кейінгі он жылда массалық урбанизация кезеңінде кеңінен таралған, үй жағдайында сонымен қатар, өндірістік жағдайдағы тез әдістің бірі. Әркелкі пісіру әдістерінде майлардың орны бөлек. Нан пісіруде майды қосу (шамамен, өнім салмағына 2%) , оның көп сақталуын және борпылдақтығын жоғалтпауына үлкен әсер етеді. Кондитерлік өнім даярлағанда, әр келкі өнім дайындағанда майды осы өнімдерде түзілетін көпіршіктердің біркелкі орналасуы үшін қосады, соның салдарынан өнімде деликатестік қасиет және құрам пайда болады. [1] Майлы өнімдердің атеросклероз ауруының прафилактикасында және емделуінде маңызды орын алады. Майлардың организмде өмірлік қажетті метаболикалық процессі тек май қышқылды құраммен ғана анықталып қоймайды, сонымен қатар үшглицеридтердегі май қышқылдарының малекулааралық орналасуымен де анықталады. Сонымен қатар, майлардың майқышқылды және глицерид құрамы адам денесінің температурасында сұйық болуы қажет. Көп таралған линол-олейнді тобтағы сұйық майлар (күнбағыс, соя, рапс майлары), пальма майы және оның фракциясы, сонымен қатар ерітілген жануар майлары (шошқа, сиыр майлары) майқышқылды және глицерид құрамдары оптималды емес. Сондықтан, толық құнды тағамдық май алу үшін қатты майлар мен сұйық майларды модифицирлейді. Мұндай құрамды майларды өңдегенде майларды қайта этерификациялау процессі қолданылады, бұл әдіс көптеген дамыған мемлекеттердің қалаларында кеңінен қолданылуда. Қайта этерификациалау – деп майдағы үшглециридтердің ацилді тобтарының орын алмасуын айтады. Қайта этерификацияға қатты майлармен сұйық майларды, көп жағдайда олардың қоспасын ұшыратады.Ол төрт түрге бөлінеді: 1. Екі глицерид арасындағы май қышқылдарының радикалдарының алмасуы (малекулааралық қайта этерификациялау); 2. Глицеридтегі қышқыл радикалдарының ά-дан β-ға араласуы (ішкі малекулалы қайта этерификациялау); 3. Глицерид және спирт аралық радикалдарының алмасуы (алкоголиз); 4. Глицерид және қышқыл аралық радикалдарының алмасуы (ацидолиз). Ішкі малекулалы қайта этерификациялау кезінде ішкі үшглицеридтердің ацилді тобтарының орыны өзгертіледі: СН2ОСR1 - CHOCOR2 - CH2OCOR3↔ CH2OCOR2 – CHOCOR1 – CH2OCOR3 Молекулааралық қайта этерификациялауда үшглицеридтер арасында ацилды тобтардың ауысуы жүреді. Қорыта келгенде ішкі және малекулааралық қайта этерификациялауда балқымалы (сұйық) май қатты май өнімдері үшглицерид өнімі ретінде май қышқылдарына ыдырайды. Егер қайта этерификациялау процесінің температурасы қандай да бір үшглицерид фракциясының температурасынан төмен болса, онда ол фракция қатты фаза түрінде майдан бөлініп шығады және ары қарай реакцияға қатыспайды. Бағытты қайта этерификациялау берілген температурада майдың сұйық және қатты фазаларының арасындағы термодинамикалық тепе-теңдікпайда болғанша жалғаса береді. Сонда-ақ қайта этерификациялау майлардың молекулалық құрамын өзгертеді. Майдың глицеридтік құрамының өзгеруі оның физикалық (балқу температурасы және т.б.) қасиетінің өзгеруіне алып келеді. Қайта этерификациалау реакциясының механизмі карбоксилді С – О тобтардың күрделі эфирлі спирттобтары ди- және моно-глицеридтермен реакцияға түскеннен кейін аяқталады. Карбоксилді тобтарының шын мәніндегі құрылысы мынадай болады: С = О ↔ С - О Карбоксилді тобтардың көміртегі атомы бірнеше оң заряд алып жүреді. Сол себепті ол атом тобтары теріс зарядталған атомдармен реакциясын, нуклеофиль түзеді. Қайта этерификацияның мақсаты – майлардың немесе олардың қоспасының консистенциясын, физикалық қасиетті (балқу температурасы, қаттылығы) өзгерту және тұрақты кристалдық құрам алу. Қайта этерификациялау нәтижесінде майдың үшглицеридтік құрамы және физико-химиялық көрсеткіштер жақсарады – балқу температурасының төмендеуі, борпылдақтығы, біркелкілігі ұлғаяды. Дайын өнімде үшқаныққан және үшқанықпаған глицерид құрамы төмендейді және орташа балқымалыәркелкі қышқылды моно- және диқаныққан глицерид құрамы жоғарлайды. Қайта этерификациалау процессі басқа модификацилау процестерімен салыстырғанда мынадай қасиеттерге ие: -қайта этерификация адам ағзасына зиянсыз транс изомерлі май алуда, сонымен қоса майлы негіз құрамына физиологиялық натуральді линол қышқылын ендіруге қолайлы; -қайта этерификация адам ағзасында қиын қорытылатын нашарбалқитын майлардың ( пальма майы, пальмалық стеорин, жануар майы) сұйық өсімдік майлармен қоспасын, жоғарыбалқымалы глицеридтердің төменбалқымалы глицеридтерге айналуын жоғары деңгейде қамтамасыз етеді; -қайта этерификацияланған майлардың басқа майлардан ерекшелігі жоғары борпылдақтығы және тұрақты майдакристалдық полиморфқа дейін кристалдану қасиеті. [5] Қайта этерификациалау процессі май қышқылдарының радикалдарын галогенді катализаторлар арқылы бір-бірімен алмастыруға негізделген (малекулааралық және ішкі малекулааралық). Қайта этерификациялау процессі қажетті құрамды май өнімдерін алуға мүмкіндік береді. Қайта этерификациалау процессі арқылы тағамдық майдың құрамындағы балқымалы май қышқылдарын реттеуге болады. Қайта этерификациалау процессін майдың балқу температурасын төмендетіп, оның ауамен әрекеттесіп қышқылдануын төмендетеді. Малекулааралық қайта этерификациялау екі глицерид арасында жүргізіледі – үшстеарин, үшалеин. Қорыта келгенде бірнеше араласқан үшглицеридтер алынады. С3Н5 (ОСОС17Н35)3 + С3Н5(ОСОС17Н33) → С3Н5(ОСОС17Н35)2 * (ОСОС17Н33) + С3Н5(ОСОС17Н33)2 * (ОСОС17Н35) Бұл реакциядан алынған араласқан үшглицеридтердің балқу температурасы үшалеин және үшстеаринге қарағанда төмен болып табылады. Табиғи майларды ішкі малекулалық қайта этерификациялау мынадай жолмен жүреді: СН2ОСОR1 – CHOCOR2 – CHOCOR3→ СН2ОСОR2 – CHOCOR1 – CH2OCOR3 Гидро қайта этерификациалау никель және басқа да катализаторлар арқылы 160ºС – та жүргізіледі. Қазіргі уақытта осы әдіс арқылы бірнеше зауыттар қайта этерификациаланған майларды алуда. Алкоголиз реакциясы күрделі эфирлерді қайта этерификациялаудың үшінші түрі. Май қышқылдарының глицеридтері спиртпен қыздырылған кезде құрамын өзгертпейді. Егер қыздырылған майға екі есе көлемде метил спирті аралсса, онда еріткіштен глицерид өте жылдам бөліне бастайды. Бұл кезде глицерид қабаттары спирт ерітіндісінде май қышқылының метильді эфирлері пайда болады. Бұл реакция мына түрде жүреді: СН2 OCOR – CHOCOR – CH2OCOR + 3CH3OH → C3H5 (OH)3 + RCO * OCH3 метил эфирі Күрделі эфирлердегі спирттердің мұндай алмасуын алкоголиз деп атайды. Спирттерді қолдануға байланысты оларды метобализм, этанализм және тағы басқа түрлерге бөледі. Алкоголиз реакциясы гидролиз реакциясына өте ұқсас, бірақ бұл реакцияда судың орнына спирт қолданылады. СН2 OCOR – CHOCOR – CH2OCOR + 3CH3OH → CH2OH – CHOCOR - CH2OCOR + RCOOC H3 CH2OH – CHOCOR - CH2OCOR + CH3OH → CH2OH – CHOCOR + RCOOC H3 CH2OH – CHOCOR - CH2OH + CH3OH → CH2OH – CHOH - CH2OH + RCOOC H3 Алкоголиз реакциясы малекулааралық қайта этерификациялау тәрізді катализатордың көмегімен жақсы жүреді (мысалы: натрии алкоголяты, калии алкоголяты). Қарама қарсы жағдайда температура 250ºС – қа жоғарласа да реакция жәй жүреді. Спирттің массасы жоғарылатылса, алкоголиз реакциясы өте жәй жүреді.Алкоголиз реакциясын жылдамдату үшін сапасына қарай мынадай катализаторлар қолданылады: өткір калии, өткір натрии. Қайта этерификациялау реакциясының төртінші түрі ациодолиз деп аталады. Бұл май қышқылдарын глицеридтермен қыздырған кезде жүреді. С3Н5(ОСОR)3 + R1COOH → С3Н5(ОСОR1) * (ОСОR)2 + RCOOH Қышқыл қалдықтарының алмасуы катализаторсыз 250-300ºС – та жүргізіледі. Ацидолиз жоғары балқымалы үшглицеридтердің балқу температурасын төмендетеді және май үшглицеридтердің малекулаларына төмен малекула май қышқылдарын өндіреді. [7] жүктеу/скачать 1.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|