Ассоциация жирных кислот в неполярных растворителях Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ЛИТЕРАТУРА

1. Технология переработки жиров / Под ред. Н. С. Ару-тюняна.— М.: Агропромиздат, 1985.— 367 с.

2. М а р т о в щ у к В. Й., Мгебришвили Т. В. Поверхностная активность сопутствующих веществ в гексановых мисцеллах подсолнечного масла // Масло-жир. пром-сть.— 1978.—№. 6.— С. 14.

3. А б р а м з о н А. А. Поверхностно-активные вещ ства.— Л.: Химия, 1981.— 304 с.

4. Щ у к и н Е. Д., Перцев А. В., Амелина Е. ] Коллоидная химия.— М.: Изд-во МГУ, 1982.— С. &

Кафедра технологии жиров Поступила 30.05.8'

665.1.02

АССОЦИАЦИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В НЕПОЛЯРНЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХ

В. Ф. КРИВЕНКО, Е. П. КОРНЕНА, Л. И. ЯНОВА, Р. В. КАЗАРЯН, Н. Я. АРУТЮНЯН

Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

Известно, что в неполярных растворителях кар- Сравнение интенсивности полос поглощени

боковые кислоты находятся в виде ассоциатов в области 1700—1770 см~' показало, что степеь

типа димеров [1—3]. Нами изучен процесс ассо- ассоциации молекул стеариновой кислоты в гекс;

циации олеиновой и стеариновой кислот в гексане не несколько выше, чем этот показатель для жи[

в результате возникновения межмолекулярных во- ных кислот молекул олеиновой кислоты при одне

дородных связей с участием карбонильных групп и той же концентрации раствора.

С=0. Я/С-спектры снимали на спектрофотометре Для выявления влияния концентрации раствс

«5ресог<1-75» в области частот 1000—2000 см~1. ров жирных кислот на процесс ассоциации был

Группам С= О в ассоциате отвечает полоса по- сняты Я/С-спектры растворов жирных кислот

глощения при частоте 1710—1720 см~\ а в инди- гексане с концентрациями: 10 г/л (й =0,05 см,

видуальной молекуле при частоте 1760—1770 см" 1 50 г/Л (с? = 0,01 см)\ 100 г/л (а! = 0,005 см).

чаете таен'*

Таблица 1

Образец кислоты ~Оа ! ~Ка і ~Ки I

Стеариновая 1 л559 2,9118 0,0731 0,1462 0,952

Олеиновая 1,2218 2,4436 0,0915 0,1830 0,930

На рис. 1 показаны ЯК-спектры растворов жирных кислот в гексане: стеариновой 1 и олеиновой 2 при 25° С, а в табл. 1 приведены значения оптической плотности Иа, Ои, удельного коэффициента поглощения Ка, Ки полосы ассоциированных и индивидуальных карбонильных групп С = 0 и степень ассоциации а, рассчитанная по формуле:

_ Ра

йа + Ои

Концентрация растворов С= 10 г/л, толщина слоя й = 0,5 мм. Рис. 3

часлюян^сн

Таблица 2

Концентрация раствора, г/л

Ка

ои

Ки

Стеариновая кислота 10 50 100

Олеиновая кислота 10 50 100

1.4559 2,9118 0,0731 0,1462 0,952 1,6989 3,3978 0,0604 0,1208 0,965 2,0000 4,0000 0,0506 1,1012 0,975

1,2218 2,4436 0,0915 0,1830 0,930 1,3467 2,6934 0,0809 0,1618 0,943

1.4559 2,9118 0,0706 0,1410 0,953

На рис. 2 и 3 приведены ИК-спектры растворов стеариновой и олеиновой кислот в гексане концентрацией, г/а: 1 —10, 2— 50, 3— 100 при

25° С, а в табл. 2 — данные концентрационной зависимости интенсивности поглощения кислот в растворах при частотах 1710 см~х и 1770 см~1.

Данные табл. 2 и рис. 2, 3 показывают, что снижение концентрации жирных кислот в растворах приводит к снижению оптической плотности, а следовательно, и к снижению удельного коэффициента поглощения полосы, характеризующей ассоциированные группы (С= О), в то время как оптическая плотность и удельный коэффициент поглощения полосы, характеризующий индивидуальные группы (С= О), увеличиваются. Указанные данные, а также значения степени ассоциации говорят о том, что снижение концентрации жирных кислот в растворе приводит к снижению степени их ассоциации.

Таблица 3

Раствор стеариновой кислоты концентрацией, г/л

Степень ассоциации, а при <, °С

25

45

60

10

50

100

0,952

0,965

0,975

0,939

0,946

0,955

0,902

0,924

0,939

Таблица

Раствор олеиновой кислоты концентрацией, г/л

Степень ассоциации, а при °С

25

45

60

10

50

100

0,930

0,943

0,953

0,906

0,921

0,934

0,864

0,882

0,898

Для выявления влияния температуры на процесс ассоциации жирных кислот в неполярном растворителе снимали ///(-спектры исследуемых растворов при 25, 45, 60° С.

В табл. 3 и 4 приведены данные по изменению степени ассоциации жирных кислот в зависимости от температуры, а на рис. 4 — Я/С-спектро-грамма раствора стеариновой кислоты в гексане (С =10 г/л; к =0,05 см) при 25 — /; 45 — 2;

60 — 3° С.

Как видно из табл. 3, 4,при увеличении температуры исследуемых растворов степень ассоциации жирных кислот снижается, при этом наиболее ярко эта зависимость выражена для растворов олеиновой кислоты по сравнению со стеариновой.

Таблица 5

Образец кислоты Ка При °С

25 45 60

Стеариновая 6,86-10“ -5 2,27- ю-4 4,24-10^4

Олеиновая 2,48-10' -4 4,99- 10“4 1,26-10-3 Таблица 6

Образец кислоты —ДО, кДж/моль при < °С

25 45 60

Стеариновая Олеиновая 23,741 20,556 22,46 19,360 21,488 18,457

Таблица 7

Образец кислоты -Д Н, кДж/ моль —Д5, кДж/моль ■ град при <, °С

25 45 60

Стеариновая Олеиновая 42,880 38,404 64,22 59,894 64,22 58,89 64,22 59,90

В табл. 5 приведены значения константы равновесия процесса ассоциации Ка жирных кислот в растворе концентрацией 100 г/л при 25, 45, 60° С, а в табл. 6 и 7 — основные термодинамические характеристики процесса ассоциации жирных кислот в гексане, которые были рассчитаны по формулам:

0 -а)2 (1)

Ка

-НО-тЬ?]

где Ка — константа процесса ассоциации; а — степень ассоциации;

то — концентрация растворителя в растворе, моль/л;

А —’концентрация жирных кислот в растворе, моль/л;

АН =

ЯТ1Т2\п^'

т2 - г,

ДО =ЦШКа\ ДО =Д Я — ГД5, АН —Ав

Рис. 4

дя

т

(2)

(3)

откуда (4)

(5)

где Ай — свободная энергия системы, кДж/моль\

АН — энтальпия, кДж/моль;

А5 —энтропия, Дж/моль-град К;

Т1, Гг —температура системы, К;

Ка„ Ка! — константы ассоциации при Т\ и 7"2 соответственно;

Я — универсальная газовая постоянная,

равная 8,31 Дж/моль-град-К.

Данные табл. 6 и 7 показывают, что ассоциация жирных кислот в неполярном растворителе — гексане протекает с положительным тепловым эффектом, при этом уровень энергии ассоциации, характеризующийся энтальпией АН, соответствует энергии водородной связи.

Энергия связи в ассоциатах молекул стеариновой кислоты несколько выше, чем в ассоциатах олеиновой кислоты. Это еще раз подтверждает тот факт, что в стеариновой кислоте молекулы более склонны к ассоциации, чем в олеиновой.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что степень ассоциации молекул стеариновой кислоты в неполярном растворителе — гексане в результате образования межмолекуляр-ных водородных связей типа С=О...Н—О несколько выше, чем этот показатель для олеиновой кислоты.

2. Показано, что снижение концентрации раство-

ров жирных кислот в гексане приводит к снижению степени их ассоциации. Такая зависимость установлена как для растворов стеариновой, так и олеиновой кислот.

3. Выявлено, что с увеличением температурь! раствора жирных кислот в гексане степень ассоциации их молекул снижается.

4. Определены термодинамические характеристики процесса ассоциации. Так, значение энтальпии для стеариновой кислоты соответствует 42,880 кДж/моль, а для олеиновой 38,404 кДж/моль.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тихонов В. П., Фукс Г. И., Кузнецова Н. А. Исследование ассоциации молекул жирных кислот в четыреххлористом углероде методом ///С-спектроскопии // Коллоидный журнал.— 1974.— 36.— Вып. 5.— С. 998—1002.

2. Фукс Г. И., Тихонов В. П. О влиянии температуры на ассоциацию молекул жирных кислот в неполярных жидкостях//Коллоидный журнал.— 1976,— 38,—Вып. 5,—С. 931—936.

3. S а г k a d i D. S., Baer J. H. Assotiation of Fatty in the Liguid Phase//Recueil.— 1957.— 76.— P. 628— 646.

4. Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул.— М.: Мир, 1970.— 268 с.

Кафедра технологии жиров Поступила 13.06.89

664.66.019:576.8

СТЕПЕНЬ ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА И СИНТЕЗ МОЛОЧНОЙ кислоты ДРОЖЖАМИ ЕМООМУСОР818 Е1ВиЫОЕ11 С-24

А. С. НОВИКОВА, В. М. КАНТЕРЕ, М. Д. ЧЕЛЕКБАЕВ

Институт микробиологии и вирусологии АН Казахской ССР Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

Алма-Атинский филиал Джамбулского технологического института легкой и пищевой промышленности

Черствение хлеба в значительной мере обусловлено изменением его углеводов и зависит, в частности, от степени гидролиза крахмала [1—4 и др.].

Мы изучали осахаривающую способность дрожжей ЕпйотусорзЬз fibuliger С-24 для сокращения периода осахаривания при получении жидких хлебопекарных дрожжей. Средами для выращивания дрожжей служила синтетическая среда Деверо, из основного состава которой исключали глюкозу и добавляли крахмал в количестве 3%, а также мучную болтушку. Предварительная оценка крахмалгидролизующей функции дрожжей выполнена на чашках Петри на сусло-агаре с 1% крахмала и действием раствора Люголя по величине зон гидролиза крахмала (табл. 1). Аэрацию осуществляли при 250 об/мин на качалке в колбах емкостью 750 мл, в которые помещали по 200 мл исследуемой среды. Снабжение кислорода — 7— Юмг/л. Микробиологическую чистоту культивируемых дрожжей определяли посевом дрожжевой суспензии на твердые агаризованные питательные среды в чашки Петри, а также их микроскопиро-ванием.

Качество мучной болтушки с дрожжами оценивали по подъемной силе методом всплывающего шарика [5]. Содержание глюкозы определяли

Таблица 1

Показатели Исходная среда Продолжительность культивирования, ч

без куль- туры с куль- турой 1 2 3 4 5 24

Зоны гидролиза крахмала, мм нет 8 12 16 17 24 25 32

Вязкость среды, ммг/с 2,23 2,05 2,05 1,85 1,82 1,79 1Л 1,56

Общее содержание углеводов после гидролиза крахмала, г! 100 см3 3,35 2,70

Глюкоза, г/100 см3: накопление (-|-) 0,70 0,64 1,85 1,85 1,67 1,65 1,67 1,30

использование (—) — —0,64+1,19 0 —0,18 —0,02 —0,35+0,37

Общее содержание углеводов в крахмале, г/100 см3 2,65 1,03

Степень гидролиза крахмала по отношению к исходной массе, %

Усвоено глюкозы, г/100 смг 0,65

Титруемые кислоты, г/дм : накопление ( + ) 3,2 3,3 5,6 5,3 5,3 4,3 4,4 2,4

использование (—) по этапам _ +0,1 + 2,3 —0,3 0 1,0 +0,1 —2,0

Содержание молочной кислоты, г/дм* 2,9 3,0 5,1 4,8 4,8 3,9 4,0 2,2

Примечание. Вязкость воды — 34 с — 0,98 ммг/с.