文档介绍：棕榈油高温下 劣变基础知识 编写:化验室
棕榈油的基本组成
棕榈油的主要成分是甘三酯,其生成如下式所示:
油脂的组成中的丙三醇不变,变化的主要是的脂肪酸的种类,棕榈油中的脂肪酸组成如下表:
脂肪酸的种类(碳数:双键数)
棕榈酸/软酯酸(16:0)
油酸
(18:1)
亚油酸
(18:2)
硬酯酸
(18:0)
含量%
棕榈油高温劣变反应的知识
棕榈油高温劣变的定义:
是指棕榈油在油炸工艺条件下发生的光氧化反应、自动氧化反应、热氧化反应、热聚合反应、热氧化聚合反应、热裂解反应和水解反应,产生了比正常棕榈油分子(甘三酯)极性较大的一些成分,是甘三酯的光氧化产物、自动氧化产物、热氧化产物(含有酮基、醛基、羰基、过氧化氢基的甘三酯)、热聚合产物、热氧化聚合产物、水解产物(游离脂肪酸、一酸甘油酯和二酸甘油酯)的总称。
棕榈油高温条件下劣变的化学反应类型
注:实际生产中的棕榈油的劣变是复杂的一个化学反应体系,即有几种化学反应同时进行;
1 氧化反应
(1)自动氧化反应:包括了光氧化反应、酶催化氧化反应、金属催化氧化反应,并认为油脂的光氧化反应的本质是自由基反应。
(2)化学试剂氧化反应
(3)空气氧化反应
2 水解反应
3 聚合反应
自由基反应理论
自动氧化是一个自催化过程,是一个游离基链反应,其公认反应机理分为三个阶段(R代表CH3(CH2)n-,即烃基):
(initiation):产生游离基R•或RO2 •
二. 链传播(propagation):
(termination):RO2 •+ RO2 • ROOR+O2
RO2 •+R • ROOR
R •+ R • R-R
自由基反应理论说明: 上面的生成的R-R和ROOR也是热聚合反应方程式,但是油脂的热聚合反应一般都发生在200℃以上,产物主要是单聚体、二聚体和多聚体。300℃以上的油脂热反应体系中的化学反应以聚合反应为主,在100℃~190℃之间的油脂热反应体系中主要是分解反应和氧化反应交替进行(酸价的升高是油脂发生水解的标志之一,过氧化值是产生过氧化物的标志,羰基值是产生非挥发性羰基化合物的标志,蛤喇味是油脂已经氧化分解产生气体小分子例如醛类、酮类、烃类、酸类等的结果)。
棕榈油氧化水解过程示范1
A B
R-CH2-CH-CH2-R’ R-CH2-CH-CH2-R’+ ·OH
COOH O ·
由于-OOH 的影响,A键和B键减弱,断裂成游离基
(1) R-CH2 ·
(2) R-CH2-CH ·-O.
(3) ·CH-CH2-R’
(4) ·O- ·CH-CH2-R’
(2)和(3)式发生重排,形成RCH2CHOH和R’CH2CHO(醛);
(1)和(4) 式+RH RCH2CH2R’(烃) +R · ;
(1)和(4)式+O2 RCH2OO.+R’CH2OO · ………………..
RCH2OH和R’CH2OH(醇)
RCHO和R’CHO(醛)
棕榈油氧化水解过程示范2
RCHO 氧化 RCOOH (酸)
R’CHO R’COOH(酸)
通过上述反应过程,产生了烃、醛、酮、酸类化合物,如果氢过氧化物基两端还存在双键,则可能产生烯烃、烯醛、烯醇,双键则继续氧化产生羟基醛、酮基醛等多基团小分子。酮类化合物和酯类化合物多在产生的小分子烯酸中继续氧化。
空气氧化的一般过程
空气氧化是一个动态的过程,氢过氧化物的产生与其分解、聚合存在着一个平衡。而棕榈油发生劣变时首先多是不饱和油脂发生变化,因为当油脂分子受到氢过氧化物的攻击产生自由基后,其中的不饱和双键的受攻击的几率远远大于饱和双键。
不饱和油脂劣变的过程:
油脂自动氧化的一般历程