定義
皂化反應是堿催化下的酯水解反應,尤指油脂的水解。
反應原理
油脂與堿水發生皂化反應,而形成脂肪酸鹽的結晶與甘油,脂肪酸鹽就是所謂的【皂】。
在這反應中,油脂是脂類,何謂脂類?
酯類是由有機酸及醇類反應而成:比如說:
有機酸+醇=酯+水(EX:乙酸+丙醇=乙酸丙酯+水),而油脂是由脂肪酸(有機酸)+甘油(丙三醇)組成的酯類。
所謂的皂化反應,是指油脂和堿性溶液形成脂肪酸鹽及甘油(油脂+NaOH=脂肪酸鈉+甘油),這是一個放熱反應。
以17碳的脂肪酸為例n
結構式:(令R=C17H35COO)n
C17H35COONa即皂(也稱皂堿或皂鹽),C3H5(OH)3學名丙三醇,就是俗稱的甘油。nn酯類或者油脂的分子隻帶有親油基,因此它不會溶于水,但與堿反應後,形成R-Na的結構。R-Na在水中會解離開,形成R-與Na+,R-中原先與Na+鍵結的官能基是親水性的,而長鍊的烷是親油性的。因此,R-一端會親油一端會親水,形成一種天然的活性界面劑。遇到髒污時,親油端會包覆油污,将大團油污拆解成小團,再保覆小團油污,接着水一沖,水分子拉着親水端一起跑,将皂分子連同親油端吸附着的小團油污一起沖走。這就是皂能清潔皮膚的原理。
反應機制
第一步:酯與OHˉ的加成反應
第二步:消除反應
第三步:酸堿反應(不可逆)
化學反應
皂化反應是一個放熱反應。
皂化反應是一個較慢的化學反應,為了加快反應速度,可以在化學反應的過程中:
保持系統的較高溫度。
以物理方式不斷攪拌溶液以增加分子碰撞的數量。
加入酒精,使混合得更充分
皂化值
習慣上,将1g油脂堿水解所消耗的氫氧化鉀毫克數定義為皂化值。也可以利用它計算油脂的相對分子質量。
反應通式
油脂+氫氧化鈉----->高級脂肪酸鈉+甘油
産生的甘油與水任意比混溶,吸濕性強,常用作護膚劑
肥皂的制成
脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯,它的堿水解方程式為:
R基可能不同,但生成的R-COONa都可以做肥皂。常見的R-有:
C17H33-:8-十七碳烯基。R-COOH為油酸。
C15H31-:正十五烷基。R-COOH為軟脂酸。
C17H35-:正十七烷基。R-COOH為硬脂酸。
如果使用氫氧化鉀水解,得到的肥皂是軟的。
向溶液中加入氯化鈉可以減小脂肪酸鹽的溶解度從而分離出脂肪酸鹽,這一過程叫鹽析。高級脂肪酸鹽是肥皂的主要成分,經填充劑處理可得塊狀肥皂
去污原理
肥皂分子有一端由許多碳和氫所組成的長鍊,稱為親油端;另一端則為親水性的原子團,稱為親水端。
使用肥皂時,油污被親油端吸附着,再由親水端牽入水中,達到洗淨效果。
皂化反應在食品加工中的應用
皂化反應是指油脂與堿作用生成甘油及脂肪酸鹽的反應,它實質上是一種水解體作用。由于該反應具有獨特的機理和反應條件,在食品加工中的作用範圍也越來越廣。
保水防幹作用
在酥皮類糕點中,由于面皮中含有很高的油脂,在貯存或放置過程中常常造成失水過重而變硬,使成品失去應有的品質和口感。如果在面皮中加入适量的堿,使油脂、堿、水三相共同作用,形成一個穩定的體系,就可達到保水的作用。有些品種(如廣式月餅)則是在制品烘烤後,在成品表面趁熱噴上一些堿水以達到防止失水的目的。n
上色作用
在糕點生産中,常須将一些水性顔料上到高脂産品或純脂肪産品的表面。但通過正常的方法,無法将顔色上好,原因是水性顔料與油脂不能相互滲溶。根據皂化原理将水性顔料調成淡淡的堿液,然後再根據所需的各種顔料上色,效果則明顯提高,上色均勻且美感強烈。n
增強食品中脂肪的穩定性
含油脂食品在較長時間貯存後,由于油脂的酸敗,會給食品帶來不愉快的味道而使食品變質。特别是在糕點中是影響保存期的最重要的因素。為了提高脂肪的穩定性,在糕點制作時加适當的堿,利用皂化作用抑制油脂的氧化變質,從而使食品的保存期延長。n
增香、防腐
其方法是将水性香料和防腐劑溶于堿液,再将堿液噴灑到高油脂食品表面,通過皂化使香料和防腐劑分散到食品表面,達到增香和防腐目的。