Кислотное число

В химии кислотности кислотное число ( AV , кислотное число , число нейтрализации или кислотность ) — это число, используемое для количественной оценки данного химического вещества . Это количество основания (обычно гидроксида калия (КОН)), выраженное в миллиграммах КОН, необходимое для нейтрализации кислотных компонентов в 1 грамме образца. ^[1]^[2]^[3]^[4] Кислотное число измеряет кислотность нерастворимых в воде веществ, таких как масла, жиры, воски и смолы, которые не имеют значения pH .

Кислотное число является мерой количества групп карбоновой кислоты ( −C(=O)OH ) в химическом соединении, таком как жирная кислота , или в смеси соединений. ^[2] Другими словами, это мера содержания свободных жирных кислот (СЖК), присутствующих в веществе. В типичной процедуре известное количество образца растворяют в органическом растворителе (часто изопропаноле ) и титруют раствором спиртового гидроксида калия (КОН) известной концентрации , используя фенолфталеин в качестве цветового индикатора. ^[2] Кислотное число пробы масла указывает на возраст масла и может использоваться для определения необходимости замены масла. ^[5]

Образец жидкого жира в сочетании с нейтрализованным 95%-ным этанолом титруют стандартизированным гидроксидом натрия с нормальностью 0,1 экв/л до конечной точки по фенолфталеину. Объем и нормальность гидроксида натрия, а также вес образца используются для расчета количества свободных жирных кислот. ^[3]

Кислотное число обычно измеряется в миллиграммах КОН на грамм образца (мг КОН/г жира/масла) или в граммах КОН на грамм образца (г КОН/г жира/масла). ^[5]

Расчеты

Например, для анализа сырой нефти : ^[6]

AV=(V_{eq}-b_{eq})N{\frac {\text{56.1 g/mol}}{W_{\text{oil}}}}

Где КОН – титрант , а сырая нефть – титрант .

V eq

— объем титранта (мл), израсходованный пробой сырой нефти и 1 мл раствора для добавления в эквивалентной точке,

b eq

— объем титранта (мл), израсходованный на 1 мл раствора для добавления в эквивалентной точке,

56,1 г/моль — молекулярная масса КОН,

W масла

– масса образца в граммах.

Нормальность (N) титранта рассчитывается как:

N={\frac {1000\times W_{\text{KHP}}}{{\text{204.23 g/mol }}\times V_{eq}}}

Где

W KHP

— масса (г) гидрофталата калия (KHP) в 50 мл стандартного раствора KHP,

V eq

— объем титранта (мл), израсходованный на 50 мл стандартного раствора KHP в эквивалентной точке,

204,23 г/моль — молекулярная масса КГП.

Приложения

Увеличение количества СЖК в образце жира или масла указывает на гидролиз триглицеридов. Такая реакция происходит под действием липазы фермента и является показателем неадекватных условий обработки и хранения. Источником фермента может быть ткань, из которой было извлечено масло или жир, или примеси из других клеток, включая микроорганизмы. ^[1]

Для определения кислотного числа минеральных масел и биодизельного топлива существуют стандартные методы, такие как ASTM D 974 и DIN 51558, а для биодизельного топлива европейские стандарты EN 14104 и ASTM D664. во всем мире широко используются ^[2] Кислотное число биодизельного топлива должно быть ниже 0,50 мг КОН/г как в стандартном топливе EN 14214, так и в ASTM D6751. Это связано с тем, что производимые СЖК могут вызывать коррозию автомобильных деталей, поэтому эти ограничения защищают двигатели транспортных средств и топливные баки. ^[5]

Низкое кислотное число указывает на хорошее очищение мылом. ^[7]

Когда масла и жиры становятся прогорклыми , триглицериды превращаются в жирные кислоты и глицерин , вызывая увеличение кислотного числа. ^[8] Аналогичная ситуация наблюдается при старении биодизеля посредством аналогичного окисления и при длительном воздействии высоких температур ( эфиров термолиз ) или в результате воздействия кислот или оснований ( гидролиз кислотно-основных эфиров ). ^[5]

Переэтерификацию отработанного кулинарного масла, имеющего высокое кислотное число и высокое содержание воды, можно проводить с использованием гетерополикислот, таких как додекальфрамофосфорная кислота (PW12), в качестве катализатора. ^[9]^[10]

В 2007 году Саху и др . изготовлено биодизельное топливо, состоящее из моноэфиров масляного экстракта поланги растения Calophyllum inophyllum, полученного трехступенчатой переэтерификацией и смешанного с быстроходным дизельным топливом, которое затем было испытано на предмет его использования в качестве заменителя дизельного топлива в одноцилиндровом дизельном двигателе . ^[11]

Тестирование

Общая кислотность, профили жирных кислот и свободные жирные кислоты (СЖК) могут быть определены для таких масел, как подсолнечное и соевое масло, полученных экологически чистыми процессами, включающими сверхкритический диоксид углерода (scCO ₂ ) и жидкостную экстракцию под давлением (PLE). Идентификация и разделение первичных жирных кислот, ответственных за кислотность, позволяет обеспечить более высокое качество масложировой продукции. ^[12]

В 2020 году Далласская группа Америки (DGA) ^[13] и Американское общество нефтехимиков (AOCS) разработали стандартный метод (5a-40) для тестирования свободных жирных кислот в кулинарных маслах. ^[14] DGA выпустило упрощенный набор для испытаний, основанный на методе испытаний 5a-40. ^[15]

Кислотные числа различных жиров и масел

Жир/масло	Кислотное число (мг КОН на г образца)
пчелиный воск	17 – 36 ^[16]
Масло канолы	0.071 – 0.073 ^[17]
Кукурузное масло	0.223 – 0.224 ^[17]
Соевое масло	0.60 – 0.61 ^[17]
Оливковое масло первого отжима	0.8 – 2 ^[18]
Использованное масло для жарки	0.1 – 2.5 ^[19]^[20]

См. также

Аминное число - мера содержания азота в органическом соединении.
Бромное число – масса брома, поглощаемая 100 граммами данного вещества.
Эпоксидное число – мера содержания эпоксидной смолы в веществе.
Гидроксильное число – масса КОН, необходимая для нейтрализации 1 грамма ацетилированного вещества.
Йодное число – масса йода, поглощаемая 100 граммами данного вещества.
Перекисное число – мера содержания перекиси в жире или масле.
Число омыления – миллиграммы основания, необходимые для омыления 1 г жира.
Redox - химическая реакция, в которой изменяются степени окисления атомов.
EN 14214 – Стандарт топлива для биодизеля.
Прогоркание – порча жиров и масел в вещества с неприятным запахом.

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б «14.10.1: Пищевые продукты – кислотное число и качество жиров и масел» . Химия LibreTexts . 26 мая 2016 г. Проверено 28 октября 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ахуджа, Сатиндер (25 января 2015 г.). Еда, энергия и вода: химическая связь . Эльзевир. п. 301. ИСБН 9780128003749 . OCLC 900781294 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Нильсен, С. Сюзанна (20 марта 2010 г.). Руководство для лаборатории анализа пищевых продуктов, 2-е издание . Springer Science & Business Media. стр. 108–109. ISBN 9781441914637 . OCLC 663096771 .
^ О'Брайен, Ричард Д. (5 декабря 2008 г.). Жиры и масла: составление рецептур и обработка для применения, 3-е издание . ЦРК Пресс . стр. 220–221. ISBN 9781420061673 . OCLC 367589246 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Число кислотного числа или число нейтрализации масла» . www.engineersedge.com . Проверено 28 октября 2022 г.
^ CN103776825A , Джунмин, Цзи; Донгмин, Ван и Хуамин, Лю, «Метод определения кислотного числа глубокоцветной смазки», выпущено 7 мая 2014 г.
^ «Кислотное число – обзор» . НаукаДирект . Архивировано из оригинала 31 января 2022 года . Проверено 28 октября 2022 г. ссылка на оригинальную статью
^ Фернандо, Сандун; Карра, Прашант; Эрнандес, Рафаэль; Джа, Сародж Кумар (1 мая 2007 г.). «Влияние неполностью переработанного соевого масла на качество биодизеля» . Энергия . 32 (5): 844–851. дои : 10.1016/j.energy.2006.06.019 . ISSN 0360-5442 . Кислотное число может стать серьезной проблемой, если сырье имеет высокое содержание свободных жирных кислот...
^ ; Чжай, Фэнъин; Ван, Цзянхуа; Ван, Шэнтянь; Вэйминь (1 сентября 2008 г.). Цао, Фэнхуа суперкислота, гетерополикислота» . Биотехнология и биоинженерия . 101 (1): 93–100. : 10.1002 /bit.21879 . ISSN 1097-0290 . PMID 18646228. doi S2CID 205497850 .
^ США 8962873 B2 , А, Саммерс Уильям; Ребекка, Уильямс и Дэнни, Галледж и др., «Системы и методы изготовления биопродуктов», выпущено 24 февраля 2015 г.
^ Саху, ПК; Дас, Л.М.; Бабу, МКГ; Наик, С.Н. (1 февраля 2007 г.). «Разработка биодизеля из масла семян поланги с высоким кислотным числом и оценка производительности в двигателе CI» . Топливо . 86 (3): 448–454. doi : 10.1016/j.fuel.2006.07.025 . ISSN 0016-2361 .
^ Медейрос Вичентини-Полетт, Каролина; Родольфо Рамос, Пауло; БЕРНАРДО ГОНСАЛВЕС, Синтия; Лопес Де Оливейра, Алессандра (30 декабря 2021 г.). «Определение свободных жирных кислот в пробах сырых растительных масел, полученных процессами высокого давления» . Пищевая химия : 12 : 100166. doi : 10.1016/j.fochx.2021.100166 . ISSN 2590-1575 . ПМЦ 8604745 . ПМИД 34825173 .
^ «Продукты и приложения» . Далласская группа Америки . Проверено 28 октября 2022 г.
^ «Валидация набора для определения свободных жирных кислот для измерения содержания свободных жирных кислот в растительных маслах, рыбьем жире, животных жирах (жире), мясных и рыбных муках, а также картофельных чипсах и закусочных продуктах на основе зерна: метод, проверенный на эффективность AOAC 052004" . Журнал AOAC International . Издательство Оксфордского университета (ОУП); АОАК Интернешнл . 26 ноября 2022 г. . Проверено 28 октября 2022 г.
^ «Как проверить наличие свободных жирных кислот в растительном масле» . ДАЛЬСОРБ . 2 марта 2021 года. Архивировано из оригинала 12 октября 2022 года . Проверено 28 октября 2022 г.
^ Мин, Дэвид Б. (17 марта 2008 г.). Пищевые липиды: химия, питание и биотехнология, третье издание . ЦРК Пресс . ISBN 9781420046649 . OCLC 213371194 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Кардаш, Елена; Турьян Яков И. (24 марта 2005 г.). «Определение кислотного числа растительных масел методом непрямого титрования в водно-спиртовых средах» . Хорватия Химика Акта . 78 (1): 99–103. ISSN 0011-1643 . Архивировано из оригинала 26 февраля 2021 года.
^ Гросси, Марко; Лечче, Джузеппе Ди; Тоски, Туллия Галлина; Рикко, Бруно (май 2014 г.). «Быстрое и точное определение кислотности оливкового масла методом электрохимической импедансной спектроскопии» (PDF) . Журнал датчиков IEEE . 14 (9): 2947–2954. Бибкод : 2014ISenJ..14.2947G . дои : 10.1109/JSEN.2014.2321323 . ISSN 1558-1748 . S2CID 10659764 .
^ Пак, Чон Мин; Ко, Чон Хо; Ким, Джин Ман (1 сентября 2020 г.). «Определение повторного использования масла для жарки кисло-сладкой свинины в зависимости от типа масла и времени жарки» . Пищевая наука о животных ресурсах . 40 (5): 785–794. дои : 10.5851/kosfa.2020.e54 . ISSN 2636-0780 . ПМЦ 7492171 . ПМИД 32968730 .
^ Пак, Юнг-Мин; Ким, Джин-Ман (31 октября 2016 г.). «Мониторинг использованного масла для жарки и времени жарки куриных наггетсов с использованием перекисного и кислотного числа» . Корейский журнал пищевой науки о животных ресурсах . 36 (5): 612–616. дои : 10.5851/kosfa.2016.36.5.612 . ISSN 1225-8563 . ПМК 5112423 . ПМИД 27857536 .

[libretext-1] Перейти обратно: ^а ^б «14.10.1: Пищевые продукты – кислотное число и качество жиров и масел» . Химия LibreTexts . 26 мая 2016 г. Проверено 28 октября 2022 г.

[Ahuja2015-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ахуджа, Сатиндер (25 января 2015 г.). Еда, энергия и вода: химическая связь . Эльзевир. п. 301. ИСБН 9780128003749 . OCLC 900781294 .

[Nielsen2010-3] Перейти обратно: ^а ^б Нильсен, С. Сюзанна (20 марта 2010 г.). Руководство для лаборатории анализа пищевых продуктов, 2-е издание . Springer Science & Business Media. стр. 108–109. ISBN 9781441914637 . OCLC 663096771 .

[4] О'Брайен, Ричард Д. (5 декабря 2008 г.). Жиры и масла: составление рецептур и обработка для применения, 3-е издание . ЦРК Пресс . стр. 220–221. ISBN 9781420061673 . OCLC 367589246 .

[engineer-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Число кислотного числа или число нейтрализации масла» . www.engineersedge.com . Проверено 28 октября 2022 г.

[6] CN103776825A , Джунмин, Цзи; Донгмин, Ван и Хуамин, Лю, «Метод определения кислотного числа глубокоцветной смазки», выпущено 7 мая 2014 г.

[SciDir-7] «Кислотное число – обзор» . НаукаДирект . Архивировано из оригинала 31 января 2022 года . Проверено 28 октября 2022 г. ссылка на оригинальную статью

[Fernando2007-8] Фернандо, Сандун; Карра, Прашант; Эрнандес, Рафаэль; Джа, Сародж Кумар (1 мая 2007 г.). «Влияние неполностью переработанного соевого масла на качество биодизеля» . Энергия . 32 (5): 844–851. дои : 10.1016/j.energy.2006.06.019 . ISSN 0360-5442 . Кислотное число может стать серьезной проблемой, если сырье имеет высокое содержание свободных жирных кислот...

[Cao2008-9] ; Чжай, Фэнъин; Ван, Цзянхуа; Ван, Шэнтянь; Вэйминь (1 сентября 2008 г.). Цао, Фэнхуа суперкислота, гетерополикислота» . Биотехнология и биоинженерия . 101 (1): 93–100. : 10.1002 /bit.21879 . ISSN 1097-0290 . PMID 18646228. doi S2CID 205497850 .

[10] США 8962873 B2 , А, Саммерс Уильям; Ребекка, Уильямс и Дэнни, Галледж и др., «Системы и методы изготовления биопродуктов», выпущено 24 февраля 2015 г.

[Sahoo2007-11] Саху, ПК; Дас, Л.М.; Бабу, МКГ; Наик, С.Н. (1 февраля 2007 г.). «Разработка биодизеля из масла семян поланги с высоким кислотным числом и оценка производительности в двигателе CI» . Топливо . 86 (3): 448–454. doi : 10.1016/j.fuel.2006.07.025 . ISSN 0016-2361 .

[12] Медейрос Вичентини-Полетт, Каролина; Родольфо Рамос, Пауло; БЕРНАРДО ГОНСАЛВЕС, Синтия; Лопес Де Оливейра, Алессандра (30 декабря 2021 г.). «Определение свободных жирных кислот в пробах сырых растительных масел, полученных процессами высокого давления» . Пищевая химия : 12 : 100166. doi : 10.1016/j.fochx.2021.100166 . ISSN 2590-1575 . ПМЦ 8604745 . ПМИД 34825173 .

[13] «Продукты и приложения» . Далласская группа Америки . Проверено 28 октября 2022 г.

[14] «Валидация набора для определения свободных жирных кислот для измерения содержания свободных жирных кислот в растительных маслах, рыбьем жире, животных жирах (жире), мясных и рыбных муках, а также картофельных чипсах и закусочных продуктах на основе зерна: метод, проверенный на эффективность AOAC 052004" . Журнал AOAC International . Издательство Оксфордского университета (ОУП); АОАК Интернешнл . 26 ноября 2022 г. . Проверено 28 октября 2022 г.

[testing-15] «Как проверить наличие свободных жирных кислот в растительном масле» . ДАЛЬСОРБ . 2 марта 2021 года. Архивировано из оригинала 12 октября 2022 года . Проверено 28 октября 2022 г.

[16] Мин, Дэвид Б. (17 марта 2008 г.). Пищевые липиды: химия, питание и биотехнология, третье издание . ЦРК Пресс . ISBN 9781420046649 . OCLC 213371194 .

[Kardash2005-17] Перейти обратно: ^а ^б ^с Кардаш, Елена; Турьян Яков И. (24 марта 2005 г.). «Определение кислотного числа растительных масел методом непрямого титрования в водно-спиртовых средах» . Хорватия Химика Акта . 78 (1): 99–103. ISSN 0011-1643 . Архивировано из оригинала 26 февраля 2021 года.

[18] Гросси, Марко; Лечче, Джузеппе Ди; Тоски, Туллия Галлина; Рикко, Бруно (май 2014 г.). «Быстрое и точное определение кислотности оливкового масла методом электрохимической импедансной спектроскопии» (PDF) . Журнал датчиков IEEE . 14 (9): 2947–2954. Бибкод : 2014ISenJ..14.2947G . дои : 10.1109/JSEN.2014.2321323 . ISSN 1558-1748 . S2CID 10659764 .

[Park2020-19] Пак, Чон Мин; Ко, Чон Хо; Ким, Джин Ман (1 сентября 2020 г.). «Определение повторного использования масла для жарки кисло-сладкой свинины в зависимости от типа масла и времени жарки» . Пищевая наука о животных ресурсах . 40 (5): 785–794. дои : 10.5851/kosfa.2020.e54 . ISSN 2636-0780 . ПМЦ 7492171 . ПМИД 32968730 .

[Park2016-20] Пак, Юнг-Мин; Ким, Джин-Ман (31 октября 2016 г.). «Мониторинг использованного масла для жарки и времени жарки куриных наггетсов с использованием перекисного и кислотного числа» . Корейский журнал пищевой науки о животных ресурсах . 36 (5): 612–616. дои : 10.5851/kosfa.2016.36.5.612 . ISSN 1225-8563 . ПМК 5112423 . ПМИД 27857536 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]