Химия растительных масел и жиров

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

1. Склареол: структура, свойства, выделение из экстракта шалфея мускатного, использование склареола в синтезах душистых веществ с запахом амбры

2. Воски - химический состав природных восков и их строение, классификация

3. Роль восков в животных и растительных организмах, физические и химические свойства. Краткая характеристика отдельных представителей

Список использованной литературы

1. Склареол: структура, свойства, выделение из экстракта шалфея мускатного, использование склареола в синтезах душистых веществ с запахом амбры

Род сальвия, или шалфей включает огромное количество видов. Бывают однолетние, двулетние и многолетние травянистые сальвии, а также полукустарники и кустарники. Шалфеи издавна используются в медицине, кулинарии, быту и садоводстве. Некоторые особенно великолепные виды шалфея объединяют в себе все перечисленные функции одновременно

Его латинское название «Salvia» происходит от «salvus» - «невредимый», «в добром здравии». В русском языке принято лекарственное растение и пряность называть шалфеем, а декоративные виды - сальвией. Шалфей не только защищает жизнь, но и способствует её воссозданию. В древнем Египте сок шалфея давали пить женщинам, что способствовало их оплодотворению. Шалфей, который называли амброзией богов, применяли также при тяжёлых родах. Это растение считалось женской травой из-за того, что в нём содержатся вещества, близкие к гормонам и поэтому оказывающие регулирующее влияние на женские детородные органы.

С этой же целью применялся шалфей в Древнем Риме, где он считался священной травой. Римляне утверждали, что он «поддерживает и оживляет всё то, что было зачато», и собирали его лишь после того, как проходили омовение и очищение, в белой тунике, босиком, предварительно совершив жертвоприношение. Следующие официальные свидетельства относятся к раннему средневековью: тогда шалфей лекарственный (S. officinalis) был широко распространен в монастырских садах. Монахи культивировали шалфей в качестве специи и целебного растения, которым лечили буквально все от простуд до отравлений.

Гальские друиды наделяли шалфей силой, способной воскрешать мёртвых, предсказывать будущее и общаться с потусторонним миром. Шалфей использовали шаманы для выхода за пределы человеческих возможностей. Именно этим, по-видимому, объясняется приписываемое шалфею свойство способствовать зачатию, так как именно из царства мёртвых, согласно легенде, приходили души детей, которым предстояло родиться. склареол шалфей мускатный воск

Шалфей мускатный Определение «sclarea» произошло от греческого «skeria», что значит «жесткость» и относится к лепесткам бело-голубых цветов, имеющим замысловатое жесткое окончание-шпорец. Масло получают из свежей зелени, и поступает оно обычно из Франции и Марокко.

История и мифы: Препарат из растения некогда использовали для промывки глаз. Изначальный ареал распространенния - юг Европы. Шалфей мускатный часто рассаживали по виноградникам в Германии. После того как в 1562 году шалфей появился в Англии, им нередко заменяли хмель при приготовлении пива для получения дополнительного дурманящего эффекта. В Средние века шалфей мускатный именовали «Oculus Christi», что значит «христово око». В наши дни масло часто включается в ароматические композиции духов.

Склареол C₂₀H₃₆O₂ (14-лабден-8,13-диол) - дитерпеновый двутретичный гликоль является одним из наиболее ценных веществ, содержащихся в шалфее мускатном. Склареол является фиксатором запаха и широко используется в парфюмерии и косметологии, его используют при изготовлении парфюмерных жидкостей, кремов и мазей, а так же для про-изводства синтетических душистых веществ, таких как амбриаль и амброксид - заменителей натуральной амбры, а также для получения душистых веществ с запахом амбры в качестве ароматизатора в табачной промышленности и сырья в производстве фармацевтических препаратов.

Известны способы получения склареола экстракцией свежих или подвергнутых обработке водяным паром в целях отгонки эфирного масла соцветий шалфея легколетучим растворителем (нефрасом, петролейным эфиром и др.) с последующей отгонкой растворителя и при необходимости эфирного масла. Экстракт шалфея, содержащий склареол, воски, примеси сесквитерпеноидов, красящих и других соединений, обрабатывают полярными растворителями (этанол, ацетон, этиленгликоль и др.) для извлечения склареола. Окончательную очистку склареола осуществляют перекристаллизацией из ацетона, гексана или иных растворителей при охлаждении до минусовых температур.

Недостатками кристаллизационных способов выделения склареола из экстракта шалфея являются многоступенчатость, трудоемкость, большой расход растворителей, высокие энергозатраты на охлаждение растворов в процессах кристаллизации и на регенерацию растворителей.
Наиболее близким к заявляемому является способ выделения склареола, включающий грубую очистку склареола от восков однократной обработкой экстракта шалфея этанолом, отгонку этанола и окончательную очистку склареола дистилляцией полученного продукта под вакуумом в присутствии глицерина.

В связи с малой летучестью склареола (температура кипения 188-189^oC при остаточном давлении 0,4 кПа) дистилляцию ведут при температуре 160-180^oC, давлении 0,27-0,67 кПа (2-5 мм рт. ст.) и соотношении перегоняемого продукта и глицерина 1:3. В этих условиях в токе паров глицерина удавалось отогнать склареол с выходом до 62% к массе загруженного на перегонку продукта. Недостатком прототипа является невысокий выход склареола, необходимость использования этанола и глицерина, усложнение процесса за счет операций очистки склареола от глицерина.

Целью изобретения является повышение выхода склареола и упрощение технологического процесса.

Поставленная цель достигается тем, что отделение склареола от примесей осуществляют дистилляцией экстракта шалфея под вакуумом в токе водяного пара при остаточном давлении не более 24 кПа (180 мм рт. ст.) и температуре жидкой фазы 150-230^oC. В данном интервале исключается конденсация водяного пара в кубе установки, обеспечивается требуемое парциальное давление паров перегоняемых веществ в газовой фазе, невелики масштабы нежелательных термических превращений компонентов экстракта шалфея. Водяной пар, подаваемый в куб установки, несмотря на то что жидкая фаза находится ниже температуры кипения, обеспечивает необходимую интенсивность процесса дистилляции за счет эффективного перемешивания жидкой фазы и уноса испаряющихся с ее поверхности веществ током пара.

Существенным отличием предлагаемого способа от прототипа является то, что дистилляция в токе водяного пара может быть проведена при температуре, не достигающей температуры кипения массы, вследствие чего отпадает необходимость в использовании минимального остаточного давления и появляется возможность выбрать независимо друг от друга оптимальные значения температуры и давления. Для достижения полноты отгонки склареола от нелетучих компонентов нет необходимости, в отличие от прототипа, повышать температуру и снижать остаточное давление; достаточно продолжить подачу пaра. Нам не известны примеры использования водяного пара при заявляемых значениях параметров для дистилляции склареола из экстракта шалфея. Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В качестве сырья использовали не содержащий эфирного масла экстракт шалфея, имеющий массовую долю склареола 52,7% и удовлетворяющий требованиям ТУ 10-04-13-15-87.

В трехгорлую колбу, служащую кубом вукуум-дистилляционной установки и снабженную дефлегматором, термометром и подводом водяного пара, загружали экстракт, понижали давление до 8 кПа (60 мм рт. ст.), нагревали массу до температуры 150^oC и подавали водяной пар, постепенно повышая его расход до 10% от объема куба в час и поднимая температуру в кубе до 185-190^oC. Дистиллят разделяли в зависимости от массовой доли склареола на три фракции: начальную, товарную и конечную. Из 159,17 г экстракта получили 17,43 г начальной фракции, 64,29 г склареола и 9,81 г конечной фракции с массовой долей склареола 31,4, 98,6 и 88,0% соответственно, а также 62,15 г неперегоняющегося кубового остатка. Масса дистилляционных вод составила 630 г. Повторная дистилляция начальной и конечной фракций позволила выделить дополнительно 6,72 г товарной фракции с массовой долей склареола 98,5%. Выход склареола составил 83,5% от его массы в исходном экстракте.

Дистилляция при температуре в кубе выше 230^oC приводит к увеличению потерь, появлению постороннего запаха и окрашивания дистиллята, что связано со значительным термическим разложением склареола и других компонентов экстракта. Проведение процесса при температуре ниже 150^oC и остаточном давлении выше 24 кПа сильно затягивает дистилляцию, не позволяет полностью отогнать склареол в связи с малым парциальным давлением его паров в газовой фазе, значительно увеличивает расход водяного пара. При осуществлении процесса в оптимальных условиях получали склареол с массовой долей основного вещества 98,6% с выходом 83,5% от его массы в исходном экстракте, что выше выхода, указанного в прототипе.

Загрязнение веществами и соединениями, применяемые в животноводстве.

С целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных, профилактики заболеваний, сохранения качества кормов в животноводстве широко применяются различные лекарственные и химические препараты. Это антибактериальные вещества (антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны), гормональные препараты, транквилизаторы, антиоксиданты и другие.

Антибиотики.

Относятся к антибактериальным веществам, которые интенсивно применяются в ветеринарии и в животноводстве для ускорения откорма, профилактики и лечения эпизодических заболеваний, улучшения качества кормов, их сохранности и т.д.

Антибиотики способны переходить в мясо, молоко животных, яйца птиц, другие продукты и оказывать токсическое действие на организм человека.

Антибиотики, содержащиеся в пищевых продуктах в количествах, превышающих допустимые нормы, могут оказывать аллергическое действие. Наиболее сильными аллергенами являются пенициллин и тилозин. Следовательно, необходим эффективный контроль за применение антибиотиков в ветеринарии и животноводстве, а также за их остаточным количеством в продуктах питания.

При оценке содержания антибиотиков в корме, продовольственном сырье и пищевых продуктах недостаточно ориентироваться на общетоксикологические критерии, поскольку оценка порога вредного действия антибиотиков на организм затруднительна. Необходимо использовать новые гигиенические подходы нормирования:

1) изучение сенсибилизирующего действия на организм продуктов, контаминированных антибиотиков или их метаболизмами;

2) определение качественного и количественного сдвига кишечного микробиоценоза;

2) анализ обсемененности продуктов и кормов антибиотико-резистентной микрофлоры с множественной устойчивостью.

Антибиотики могут быть пригодными компонентами в пищевых продуктах или попадать в них в результате технологических процессов, например, при созревании сыров. Эти антибиотики в небольших количествах полезны для человека, определяют в ряде случаев вкусовые и диетические свойства продуктов.

Встречающиеся в пищевых продуктах антибиотики могут иметь следующее происхождение:

1. естественные антибиотики;

2. образующиеся в результате производства пищевых продуктов;

3. попадающие в пищевые продукты в результате лечебно-ветеринарных мероприятий;

4. попадающие в пищевые продукты при использовании их в качестве биостимуляторов;

5. применяемые в качестве консервирующих веществ.

К первой группе относятся природные компоненты некоторых пищевых продуктов с выраженным антибиотическим действием. Например, яичный белок, молоко, мед, лук, чеснок, фрукты, пряности содержат естественные антибиотики. Эти вещества могут быть выделены, очищены и использованы для консервирования пищевых продуктов и для лечебных целей.

Ко второй группе относятся вещества с антибиотическим действием, возникающие при микробно-ферментативных процессах. Например, при ферментации некоторых видов сыров.

Третья группа - антибиотики, попадающие в пищевые продукты в результате лечебно-ветеринарных мероприятий. В настоящее время около половины производимых в мире антибиотиков применяются в животноводстве. Антибиотики способны переходить в мясо животных, яйца птиц, другие продукты и оказывать токсическое действие на организм человека. Особое значение имеет загрязнение молока пенициллином, который очень широко используется для терапевтических целей в борьбе со стафилококковой инфекцией.

Четвертая группа - антибиотики-биостимуляторы, которые добавляют в корм для улучшения усвояемости кормов и стимуляции роста. При этом улучшается баланс азота и выравнивается дефицит витаминов группы В. В качестве биостимуляторов чаще всего используют хлортетрациклин и окситетрациклин.

Действие антибиотиков заключается не в прямой стимуляции роста, а в снижении различных факторов, препятствующих росту, например в подавлении бактерий, мешающих усвоению кормов.

К пятой группе относятся антибиотики-консерванты, которые добавляют в пищевые продукты с целью предупреждения порчи последних. Для этой цели, как показали многочисленные исследования, наиболее приемлемы антибиотики из группы тетрациклинов (хлортетрациклин, террамицин). Кроме того, предлагается использовать пенициллин, стрептомицин, левомицитин, грамицидин при следующих видах обработки:

1) орошение или погружение мяса в раствор антибиотика (так называемая акронизация);

2) инъекции (внутривенно и внутримышечно);

3) использование льда, содержащего антибиотик, -- при транспортировке и хранении (используется в основном для рыбной продукции);

4) добавка растворов антибиотиков к различным пищевым продуктам (молоку, сыру, овощным консервам, сокам, пиву);

5) опрыскивание свежих овощей.

В некоторых странах применение антибиотиков в качестве консервантов запрещено.

Сульфаниламиды.

Оказывают антимикробное действие. Оно менее эффективно, чем антибиотики, однако сульфаниламиды более доступны и дешевы для борьбы с инфекционными заболеваниями скота и птицы.

С целью снижения остаточного количества сульфаниламидов в сырье рекомендуют строго соблюдать сроки отмены сульфаниламидов, которые устанавливаются в зависимости от вида лекарства, способа его применения, вида животного и производимого продукта питания Антимикробное действие сульфаниламидов менее эффективно, чем действие антибиотиков, но они дешевы и более доступны для борьбы с инфекционными заболеваниями животных. Сульфаниламиды способны накапливаться в организме животных и птицы и загрязнять животноводческую продукцию: мясо, молоко, яйца.

Наиболее часто обнаруживаются следующие сульфаниламиды: сульфаметазин, сульфадиметоксин, сульфаметозин, сульфахиноксазалин. Допустимый уровень загрязнения мясных продуктов препаратами этого класса менее 0,1 мг/кг, молока и молочных продуктов - 0,01 мг/кг.

Нитрофураны.

Обладают бактерицидным и бактериостатическим действием. Наибольшую антимикробную активность проявляют 5-нитро-2-замещенные фураны, которые различаются по способу применения, длительности циркуляции в организме и т.д.

Считается, что остатки этих лекарственных препаратов не должны содержаться в пище человека. В связи с этим отсутствуют ПДК этих препаратов. Однако имеются данные о загрязнении продуктов животноводства такими препаратами, как фуразолидон, нитрофуран, нитрофазол Отличительной чертой НФ является эффективность их действия в борьбе с инфекциями, устойчивыми к СА и АБ.

Накопление нтрофуранов органах и тканях животных зависит от сроков отмены препаратов перед убоем, которые составляют от 5 до 20 дней. Увеличение такого срока особенно важно для кур-несушек.

Гормональные препараты.

Гормональные препараты используют в ветеринарии и животноводстве для улучшения усвояемости кормов, стимуляции роста животных, ускорения полового созревания. Ряд гормональных препаратов обладают ярко выраженной анаболитической активностью (анаболики - мические соединения, действие которых направлено на образование и обновление структурных частей клеток, тканей и мышечных структур). Это и белковые, и полипептидные гормоны, а также стероидные гормоны, их производные и аналоги. Естественным следствием применения гормонов в животноводстве является проблема загрязнения ими продовольственного сырья и пищевых продуктов.

В настоящее время созданы синтетические гормональные препараты, которые по анаболитическому действию значительно эффективнее природных гормонов. Этот факт, а также дешевизна их синтеза определили интенсивное внедрение этих препаратов в практику животноводства. Однако, в отличие от природных аналогов, многие синтетические гормоны оказались более устойчивыми, они плохо метаболизируются, накапливаются в организме животных в больших количествах и передаются по пищевым цепям.

С развитием науки были созданы многие грмональные препараты, которые по анаболическому действию эффективнее природных гормонов в 100 раз и более. Этот факт, а также дешевизна их синтеза определили интенсивное внедрение этих препаратов в практику животноводства. Однако в отличие от природных аналогов многие синтетические гормональные препараты оказались более устойчивыми, плохо метаболизируются и накапливаются в организме животных в больших количествах, мигрируя по пищевой цепочке в продукты питания. Следует отметить, что синтетические гормональные препараты стабильны в приготовлении пищи, способны вызывать нежелательный дисбаланс в обмене веществ и физиологических функциях организма человека.

Следует особо отметить, что синтетические гормональные препараты стабильны при приготовлении пищи и способны вызывать дисбаланс в обмене веществ и физиологических функциях организма человека. Медико-биологическими требованиями определены следующие допустимые уровни содержания гормональных препаратов в продуктах питания (мг/кг, не более): мясо сельскохозяйственных животных, птицы (продукты их переработки) - эстрадиол 17в - 0,0005; тестостерон - 0,015; молоко, молочные продукты, казеин - эстрадиол 17 в - 0,0002; масло коровье - эстрадиол 17 в - 0,0005.

Транквилизаторы.

Успокаивающие средства, транквилизаторы, седативные и гипнотические препараты применяются с целью предупреждения стрессовых состояний у животных, например при транспортировке или перед забоем. Их применение должно проводиться под строгим контролем, так как они способны оказывать негативное воздействие на организм человека. Для того чтобы мясо не содержало остатков этих препаратов, они должны быть отменены не менее, чем за 6 дней до забоя животного.

Антиоксиданты в пище животных.

Различные синтетические вещества добавляют в корм животных для защиты окисляемых компонентов, причем в каждом конкретном случае их выбирают специально в зависимости от особенностей корма и степени окислительных процессов. Например, бутилгидроксианизол является наиболее применяемым антиоксидантом в неевропейских странах. Так, 50% производимого в США свиного жира содержит это вещество; его используют в качестве пропитывающего вещества упаковочных материалов для хлопьев из зерновых, шоколадных изделий, кексов и др. (0,5 г на 1 кг упаковочного материала). Нередко бутилгидроксианизол применяют в смеси с другими антиокислителями: бутил-гидрокситолуолом, пропилгаллатом, лимонной кислотой. Экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил ДСП (для группы из 4 антиоксидантов) - 3 г/кг массы тела.

Систематическое употребление продуктов питания, загрязненных антибиотиками, сульфаниламидами, гормональными препаратами, транквилизаторами и другими препаратами, приводит к возникновению резистентных форм микроорганизмов, является причиной дисбактериозов. Поэтому очень важно обеспечить необходимый контроль остаточных количеств этих загрязнителей в продуктах питания, используя для этого быстрые и надежные методы.

Азотосодержащие кормовые добавки.

Длительное время в сельском хозяйстве применяли мочевину. В желудке жвачных она расщепляется до аммиака, который используется микроорганизмами для синтеза белка. Однако передозировка мочевины приводила к интоксикации и даже гибели крупнорогатого скота.

Перспективной кормовой добавкой является полиакриламид. Его кормовая ценность обеспечивается наличием NH2 группы.

Важное значение имеет производство белково-витаминных концентратов (БВК), полученных путем микробиологического синтеза.

Можно заключить, что систематическое употребление продуктов питания, загрязненных Нитрофуранами, Антибиотиками, Сульфаниламидами, и другими чужеродными веществами затрудняет проведение ветеринарно-санитарной экспертизы этих продуктов, ухудшает их качество, приводит к возникновению резистентных форм микроорганизмов, является причиной различных форм аллегрических реакций и дисбактериоза.

2. Воски - химический состав природных восков и их строение, классификация

Исторически сложившееся название разных по составу и происхождению продуктов, преимущественно природных, которые по свойствам близки пчелиному воску. Природные воски представляют собой пластичные легко размягчающиеся при нагревании продукты, большинство из которых плавится в интервале 40-90°С (см. табл.). Некоторые воски, например пчелиный и буроугольный, являются гетерогенными системами, в которых дисперсная кристаллическая фаза распределена в аморфной дисперсионной среде. Воски не смачиваются водой, водонепроницаемы, обладают низкой электрической проводимостью, горючи. Они не растворимы в холодном этаноле, хорошо растворимы в бензине, хлороформе. бензоле и диэтиловом эфире. Большинство природных восков содержит сложные эфиры одноосновных насыщенных карбоновых кислот нормального строения и спиртов с 12-46 атомами С в молекуле. Такие воски по химическим свойствам близки к жирам (триглицеридам), но омыляются только в щелочной среде. Иногда природнеые продукты, не содержащие сложные эфиры, например парафин. петролатум. церезин, называют аналогами восков или воскоподобными материалами.

Пчелиный воск - смесь сложных эфиров (72%), насыщенных неразветвленных углеводородов С₂₁--С₃₅ (12-15%) и карбоновых кислот С₁₆--С₃₆ (15%), относительные количества которых зависят от условий питания пчел и др. факторов. Получают переработкой сот, обрезков вощины и восковых наростов в ульях.

Шерстяной (шерстный) воск выделяется кожными железами овец в волосяную луковицу и обильно покрывает шерсть (в количестве 5-16% по массе). В его состав входят: сложные эфиры жирных кислот и высших спиртов, в т. ч. ланолинового С₁₁Н₂₁СН₂ОН; жирные кислоты (12-40%); спирты (44-45%); углеводороды (14-18%); стерины (холестерин, изохолестерин, эргостерин) в свободном виде и в виде сложных эфиров (10%). Получают из промывных вод шерстомоек или экстрагированием шерсти органическими растворителями. После обработки щелочами, отбелки окислителями и адсорбентами получают очищенный шерстяной воски-ланолин. Последний в отличие от других восков образует устойчивые эмульсии с водой, взятой в количестве, превышающем массу воски в 1,8-2 раза.

Спермацет содержится вместе со спермацетовым маслом в костных черепных углублениях некоторых видов китов, особенно кашалотов Состоит на 98% из цетина С₁₅Н₃₁СООС₁₆Н₃₃. Спермацет отделяют от масла вымораживанием. Гидрируя спермацетовое масло, получают воски, близкий по свойствам спермацету.

Китайский воск вырабатывается червецом Coccus ceriferus, который обитает главным образом на китайском ясене и образует на нем восковой покров. Содержит сложный эфир гексакозановой кислоты СН₃(СН₂)₂₄СООН и гексадеканового спирта СН₃(СН₂)₁₅ОН (95-97%), смолу (до 1%), углеводороды (до 1%) и спирты (до 1%).

Шеллачный воск содержится в природной смоле - шеллаке (около 5%). В него входят 60-62% сложных эфиров, 33-35% спиртов, 2-6% углеводородов. Выделяют при охлаждении спиртового раствора шеллака.

Воски бактерий покрывает поверхность кислотоупорных бактерий, например туберкулезных и лепры, обеспечивая их устойчивость к внешним воздействиям. Содержит сложные эфиры миколевой кислоты С₈₈Н₁₇₂О₄ и эйкозанола СН₃(СН₂)₁₇СНОНСН₃, а также октадеканола СН₃(СН₂)₁₅СНОНСН₃.

Воски сахарного тростника покрывает тонкой пленкой стебли растений. В него входят сложные эфиры (78-82%), насыщенные С₁₄--С₃₄ и ненасыщенные С₁₅--С₃₇ углеводороды (3-5%), насыщенные жирные кислоты С₁₂--С₃₆ (14%) и спирты С₂₄--С₃₄ (6-7%). При отжиме тростника околро 60% восков переходит в сок. При очистке последнего воск выпадает в осадок, из которого его извлекают экстракцией ораническими растворителями.

Карнаубский воск покрывает листья пальмы Copernicia cerifera. Состоит на 80% из сложных эфиров триаконтанола CH₃(CH₂)₂₉OH и тетракозановой СН₃(СН₂)₂₂СООН и гексакозановой кислот. Содержит также 10% спиртов - октакозанола СН₃(СН₂)₂₇ОН, гептакозанола СН₃(СН₂)₂₆ОН, не встречающегося в остальных воски, и других, а также 1-1,5% углеводородов, 0,5% фитостерина. Для получения воска листья пальмы высушивают, из них выколачивают порошок, который вываривают в воде и выливают в формы. 2000 листьев дают около 16 кг воска.

Пальмовый воск находится в углублениях кольчатого ствола восковой пальмы Ceroxilon ondlicoka, откуда его соскабливают. Состоит преимущественно из сложных эфиров гексакозановой кислоты с гексакозанолом СН₃(СН₂)₂₅ОН и триаконтанолом СН₃(СН₂)₂₉ОН. Одно дерево дает около 12кг воска.

Канделильский воски извлекают из травы канделилы Pedilanthus Pavonis Boas, растущей в Мексике. С 1 га получают от 2 до 8 т воска, который содержит до 40% углеводородов. Японский воск добывают из лакового дерева Rhus vernicifera, произрастающего в Японии и Китае. Содержит глицериды гексадекановой, октадекановой, эйкозановой СН₃(СН₂)₁₈СООН и некоторых дикарбоновых кислот, а также карбоновые кислоты и спирты. Получают вывариванием в воде мучнистой массы, образующейся при измельчении косточек плодов.

Торфяной воски получают экстракцией бензином при 80 °С верхового битуминозного торфа со степенью разложения не менее 30%, влажностью не более 50% и зольностью не более 8% с последующей отдувкой растворителя. Полученный продукт содержит 60-75% воска и 25-40% смол; состоит из сложных эфиров (50-52%), карбоновых кислот (35-40%), углеводородов (5-7%) и спиртов (2-3%). Смолы из воска экстрагируют бензином, охлажденным до 0-5 °С. Нерастворимую часть промывают растворителем, продувают острым паром и получают обессмоленный воск Различными методами очистки обессмоленного воски получают рафинированный воск. Такой воски имеет кислотное число 160 и состоит на 97,5% из кислот С₈--С₃₀. Этерификацией его спиртами получают различные виды этерифицированных восков.

Буроугольный воски (монтан-воск) экстрагируют бензолом или бензином из бурого битуминозного угля. Удалением смолы путем ее экстракции растворителем получают обессмоленный воск, окислением последнего - рафинированный, этерификацией рафинированного воска одно-, двух-и многоатомными спиртами - этерифицированный воск. По составу буроугольный воски близок торфяному и отличается от него меньшим содержанием низкомолекулярных кислородсодержащих соединений.

Озокерит (горный, или минеральный, воски) - минерал из группы нефтяных битумов; генетически связан с месторождениями парафин.стой нефти. По хим. Составу - смесь твердых (49,5%) и жидких (45%) насыщенных углеводородов и смол (5,5%). Экстрагируют из руды тяжелым бензином (т. кип. 100-200°С); оставшийся после отгонки растворителя продукт фильтруют и отгоняют от него при 300°С легкие фракции. Обработкой озокерита 95-98%-ной H₂SO₄ при 200°С под давлением с последующей нейтрализацией известью и очисткой отбеливающей глиной получают церезин. Промышленность СССР выпускает церезин. марок 80, 75, 69 и 57 (цифры указывают температуру каплепадения), которые представляют собой смесь насыщенных углеводородов С₃₇Н₇₆-С₅₃Н₁₀₈ главным образом изо-строения.

Синтетические воски. В зависимости от типа исходного сырья делят на частично и полностью синтетические.

Воски частично синтетические получают окислением сырого монтан-воска смесью хромовой и серной кислот с последующей этерификацией продуктов окисления (восковых кислот) различными гликолями. В эту группу также входят абрильские воски (смесь производных жирных кислот и алифатических или ароматических аминов) и воски на основе нефтяных и смоляных парафинов и их производных.

Воски полностью синтетические получают по реакции Фишера-Тропша действием Н₂ на СО. Образующиеся продукты состоят главным образом из высших алканов Широкое применение находят также воски, состоящие из смеси полиолефинов (алкатены,виннотены, луполены) с мол. м. 2000-10000, степенью кристалличности 10-85%, плотн. 0,9-0,94 г/см³, вязкостью расплава при 140°С 0,085-1 кПа*с. В зависимости от мол. массы и кристалличности эти воски могут быть жидкими или твердыми.

Воски применяют более чем в 200 отраслях народного хозяйства. Они входят в состав политур, защитных композиций для металлов, тканей, бумаги, кож, дерева; применяются в литейной промышленности как компоненты составов для изготовления форм при литье по выплавляемым моделям, смазок форм при получении изделий из пенополиуретанов, как изолирующий материал, компоненты мазей в косметике и медицине и др.

3. Роль восков в животных и растительных организмах, физические и химические свойства

Воск, название, применяемое для обозначения группы жироподобных твердых веществ природного или синтетического происхождения; по химической природе это, как правило, сложные эфиры высших одноосновных жирных кислот и высших одноатомных жирных спиртов; ископаемые воски - насыщенные углеводороды.

Разновидности и использование. По своим свойствам воски напоминают твердые жиры, у них, например, блестящая и жирная на ощупь поверхность. Они плавятся в широком интервале температур (40-90? С) - обычно при более высоких температурах, чем твердые жиры и жирные кислоты. Воск - сложная смесь соединений; в ее состав могут входить углеводороды, жирные кислоты, жирные спирты, сложные или простые эфиры жирных спиртов и глицерина или продукты их разложения. К примеру, японский воск и выделения восковницы (растения из рода Myrica) на самом деле являются жирами, поскольку они состоят главным образом из триглицерида пальмитиновой кислоты. Природные воски могут быть минерального, животного, растительного и морского происхождения. Синтетические воски получаются в результате прибавления невоскообразных или псевдовоскообразных материалов к природным воскам.

Все виды восков используют для сходных целей - для изготовления свечей, цветных карандашей, копировальной бумаги, полировальных составов, косметических средств, кондитерских изделий, жевательной резинки, литья, эмульсий, составов для запечатывания и выделки кож и для придания бумаге и текстилю водоотталкивающих свойств. Воски, как правило, смешивают для получения нужных свойств. Использование добавок в коммерческих восках практикуется часто и допускается, если смесь удовлетворяет определенному набору требований. Дорогие импортные сорта воска, такие, как карнаубский (воск коперниции), тщательно анализируют для выявления подделок.

Минеральные воски. Парафины. Сырая нефть является сложной смесью тысяч соединений, большинство из которых представляют собой углеводороды (парафиновые, олефиновые, нафтеновые и ароматические). Парафиновые (насыщенные, или предельные) - устойчивые углеводороды от метана (один углеродный атом) до парафина (С18 - С35). В нефтяной промышленности сырую нефть сначала перерабатывают с целью отделения и очистки нескольких более летучих фракций (бензина, керосина, лигроина и солярового масла). Парафиновый дистиллят представляет собой высококипящую масляную фракцию, из которой парафин выделяют вытапливанием или кристаллизацией из растворителя.

Товарный очищенный парафин подразделяется на три сорта по температуре плавления (48-49 C, 50-51 C, 54-56 C). Он устойчив к действию тепла, света и воздуха, хотя при старении слегка обесцвечивается. Обычные растворители жиров растворяют парафин при нагревании, но при охлаждении парафин кристаллизуется из раствора. Кислоты и щелочи на парафин не действуют. Существует еще одна разновидность парафина - аморфный (микрокристаллический) воск, который пластичнее, обладает большей клейкостью и смешивается с добавками, включая масла, без вытапливания.

Парафин является важным компонентом в производстве герметиков, кальки, копировальной бумаги, водонепроницаемого картона, муляжей, цветных карандашей, свечей, мазей, косметических средств, кремов для обуви и мастик для полов. Аморфный, или микрокристаллический, парафиновый воск используется как водостойкий клей для бумаги. Обе формы парафина дешевы и используются как добавки к дорогим воскам воскообразующих насекомых и растений.

Озокерит образует подземные залежи вместе с нефтью и добывается в штатах Юта и Техас в США, а также в России и Польше. Сырой озокерит для освобождения от посторонних включений расплавляют и промывают водой, а затем кислотой, и отбеливают специальной отбеливающей глиной (фуллерова земля). Товарный озокерит бывает черным, зеленым, желтым или белым, в зависимости от степени отбеливания. Очищенный озокерит плавится при более высокой температуре (от 65??C до 80??C), чем парафин; он почти полностью состоит из высокомолекулярных углеводородов. Кислоты и щелочи на озокерит не действуют. Он прочно удерживает масла и другие добавки. Озокерит нерастворим в летучих спиртах, но растворяется в бензоле, керосине и других углеводородах.

Церезин - смесь насыщенных, в основном алифатических, углеводородов С36 - С55 - получают смешиванием озокерита с парафином или микрокристаллическим парафиновым воском. Товарный церезин плавится при температурах от 54/C до 77 C в зависимости от количества и сорта парафина, использованного в качестве добавки; применяется в производстве мастик для полов и обувных кремов, для изготовления свечей, покрытий для бумаги, водостойких пропиток, цветных карандашей и копировальной бумаги.

Горный воск занимает промежуточное положение между растительными и минеральными восками, получают его из лигнитов (бурых углей). Окраска неочищенного горного воска варьирует от бурой до черной. Для очистки его промывают кислотой и обрабатывают отбеливающей глиной. Очищенный горный воск слегка окрашен и при нагревании пахнет битумом или асфальтом. Он хрупок и тверд, устойчив к царапанью, приближаясь в этом отношении к карнаубскому воску. Благодаря этим свойствам, горный воск применяют в полировальных составах, для производства свечей и для повышения температур плавления более мягких восков.

Растительные воски. Карнаубский (бразильский) воск. Южноамериканская пальма Copernicia cerifera выделяет из листьев желтоватый воск. Порошкообразный хрупкий воск сметают или соскабливают с высушенных на солнце листьев и промывают кипятком, затвердевший воск отделяют, получая товарное сырье. При необходимости его подвергают дальнейшей очистке и отбелке. Карнаубский воск плавится при 85-90C и является самым твердым и устойчивым из природных восков. По химической структуре это настоящий воск; он состоит почти целиком из мирицилового эфира церотиновой кислоты и небольших количеств соответствующих кислоты и спирта, образующихся в результате гидролиза в процессе обработки. Коммерческое применение основано на его способности улучшать характеристики более дешевых восков, повышая их температуры плавления, уменьшая липкость и увеличивая блеск.

Канделила (травяной воск). Добывают его с поверхности стреловидных листьев мексиканского кустарника Euphorbia antisyphilitica. Твердость этого воска приближается к твердости карнаубского и значительно больше, чем у пчелиного. Очищенный продукт имеет светлый цвет и приятный запах, в нем содержится около 65% углеводородов и спиртов и 35% сложных эфиров и кислот. Его чаще всего используют в качестве добавок к карнаубскому воску.

Японский воск, воск лавра, мирта и восковницы. Эти воски являются в действительности жирами - глицеридами пальмитиновой и других высших жирных кислот; получают их из плодов деревьев рода сумах (Rhus gen.). Эти воски полностью омыляются щелочью, вот почему их, помимо прочего, часто применяют как сырье для мыловарения.

Воски насекомых. Пчелиный воск. Обычная медоносная пчела выделяет воск и использует его для строительства сот. При промышленной переработке пчелиного воска соты кипятят в воде и воск снимают с поверхности. Дальнейшая очистка и отбеливание дают светло-желтый воск с бальзамическим запахом. Чистый пчелиный воск - это в первую очередь мирициловый эфир пальмитиновой кислоты и цериловые эфиры церотиновой кислоты; в нем содержится около 50% неомыляемых веществ, в том числе спиртов и углеводородов. По свойствам пчелиный воск напоминает микрокристаллический парафиновый, который часто добавляют к пчелиному. Его используют для тех же целей, что и другие воски.

Китайский воск представляет собой выделения червеца Coccus ceriferus, остающиеся в виде налета на ветвях ясеня и вечнозеленых деревьев, растущих в юго-восточной Азии; состоит преимущественно из эфира церотиновой кислоты и церилового спирта, но содержит также некоторые свободные спирты и углеводороды. Он уступает карнаубскому воску по твердости и менее пластичен, чем пчелиный воск.

Воски животных. Спермацет (цетин). В голове кашалота имеется фиброзный мешок - полость, заполненная спермацетовым маслом, в котором содержится от 8 до 20% спермацета. Его отделяют от масла вымораживанием и фильтрованием или кристаллизацией из растворителей. Спермацет кристаллизуется в виде блестящих, жирных на ощупь пластинок. Он состоит из цетилпальмитата и свободного цетилового спирта. Спермацет слишком мягок для полирующих составов или восковых покрытий, но используется для свечей, мазей и кремов. Из него получают цетиловый спирт для производства синтетических детергентов.

Шерстяной воск (ланолин). При промывке овечьей шерсти получают мягкий жирный мазеобразный воск, сильно окрашенный и с неприятным запахом. Сырой шерстяной жир является побочным продуктом промывки шерсти и может быть извлечен путем экстракции растворителями из моечных стоков или из самой шерсти. Хотя при обработке шерсти образуются тонны шерстяного жира, лишь сравнительно небольшие его количества выделяют и превращают в очищенный ланолин. Это жирный воск, содержащий свободный холестерин, ланостерин и родственные им стерины, а также их эфиры с жирными кислотами. Ланолин легко образует эмульсии, что делает его очень ценным компонентом для приготовления мазей, кремов и косметики.

Список использованной литературы

1. Асонов Н.Р. Микробиология. - М., 2007 . С. 352

2.Белькевич П.И., Голованов Н.Г. Воск и его технические аналоги. - М.,

2009.С.688

3. Субботина М.А. Общие методы анализа растительных масел и жиров 1999. - 102 с.

4. Субботина М.А. С89 Химия жиров: учебное пособие. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2008. - 148 с.

Размещено на Allbest.ru