萨巴提亚·秦思川催化加氢是?

液体油变成固体脂肪

黄油是欧美人喜爱的食物。它是从牛奶中提取的脂肪,也被称为乳脂或黄油。它是用油脂分离器分离出稀乳油后的牛奶经发酵、搅拌、凝固、压榨而成的黄色半固体,所以又叫黄油。它含有80%以上的脂肪,其余大部分是水,还有少量的乳糖、蛋白质、矿物质、维生素和色素等。它有淡淡的咸味,用于在桌子上铺面包,制作蛋糕和糖果。传入中国后也受到了很多人的喜爱。

65438+20世纪60年代末,法国出现了黄油恐慌,金钱和爱情都换不到黄油。考虑到他的军队的供应,法国皇帝拿破仑三世发布了一项命令:考虑到人民的情况,他提供一笔奖金,奖励发明一种像黄油一样营养美味的替代品。

法国工业化学家Hippolyte Mege-Mouris(1817-1880)受到奖金的诱惑,开发了人造黄油。1870成功。方法如下:首先将牛油(牛肉脂肪)、碳酸钾和胃蛋白酶(存在于猪、羊等脊椎动物的胃液中)在45℃下煮沸,直至牛油与其他组织完全分离,然后放入液压机中使牛油与其他组织分离,再向牛油中加入盐和乳蛋白,混合搅拌至适当的稠度,即可得到人造黄油。美格-默里获奖,1869获得法国和英国专利,次年在巴黎附近的普瓦西建厂。

斯蒂芬·米尔。英国化学工业史。英国:化学工业协会,1931 .

后来又有很多改进,比如用植物油代替黄油,加入蛋黄、维生素A、维生素D,加入卵磷脂作为乳化剂。1872年,F. Boudet获得了另一项改进专利,用脱脂奶和水将其乳化,用冰冷却,产生颗粒状固体,看起来像珍珠,因此该产品被称为“Oleumargarine”。“发烟硫酸”在拉丁语中是“油”;“人造黄油”的意思是“珍珠”,两个词合起来就是“油珍珠”。后来省略了“发烟硫酸”,直接叫“人造黄油”。我们似乎是音译和意译,叫做“林子瑄”,它保留在我们的字典里,成为人造黄油的代名词。

几年后,欧洲国家和美国制造了林子瑄。然而,受人们偏见的影响,它被认为是一种地球黄油,加拿大和南非等国家禁止其制造。

今天的麦麒麟是以植物油为原料,通过氢化化学反应,即催化氢化反应制成的。经过19世纪的化学分析,化学家确定黄油、牛油、猪油等半固体动物脂肪的主要成分是饱和脂肪酸的甘油酯,即分子结构中的碳原子完全由单键连接,而大豆油、花生油、棉籽油等液体植物脂肪的主要成分是不饱和脂肪酸的甘油酯,即分子结构中含有由双键或三键连接的碳原子。氢化反应是在不饱和化合物的分子中加入氢原子,使其转化为饱和化合物的分子。

催化加氢是法国化学家Sabathier(1854-1941)和他的同事Sandler (1856-1936)的研究成果。他们两个从1897开始研究有机化学中的多相催化反应,证明了不同的催化剂会产生不同的反应。1900年,他们试图将镍与乙烯结合形成镍的挥发性化合物,但意外地获得了乙烷。经分析,确定乙烯部分分解为碳和氢,氢和未分解的乙烯被镍催化生成乙烷。

乙烯是分子结构中含有碳碳双键的不饱和烃,而乙烷是分子结构中含有碳碳单键的饱和烃。

这样,他们将不饱和化合物转化为饱和化合物,完成了氢化反应。然后他们将不饱和苯转化为环己烷:

1901年,他们发表了一项研究成果,不饱和物质和过量氢气的蒸气通过还原的镍,在适当的温度下可以转化为饱和化合物。他们还指出,这种直接氢化反应可以转化液体脂肪酸(油酸等。)转化为固体脂肪酸(硬脂酸、棕榈酸等。),而且这个反应很容易。只要镍催化剂悬浮在油中并通入氢气,液体油就会转化为固体脂肪。

这为油和人造黄油的氢化开辟了道路。

萨巴提亚获得了1912诺贝尔化学奖。

同一时期,出生于俄罗斯的美国化学家伊帕捷耶夫(18671952)也证明了不饱和烃加氢生成饱和化合物可以被细磨的镍催化,并证明了这一反应过程在高压下非常有效。为了实现这个目标,他设计了一种叫做Ipatieff bomb的仪器,也就是一种可以在压力下将物质加热到沸点以上的高压釜。

1902年,德国化学家K. Norman根据Sabathier的理论获得了“催化加氢硬化油”的专利。他向含有分散和悬浮镍粉的油中注入氢气,使油变硬,过滤掉镍,加入色素和维生素,制成人造黄油。他在欧洲国家和美国设立工厂,用廉价的大豆油、花生油和棉籽油生产半固体或糊状人造黄油,用于制作人造黄油、蛋糕、面包、奶酪、饼干和花生酱。中国也从事工业生产。中国食品出版社在1988出版的《人造奶油和酥油的加工工艺》小册子中写道:“在镍催化剂的制备中,首先将金属镍制成易分解的有机酸盐,如甲醇盐(Ni(OOCH)2),然后将有机酸盐悬浮在油中进行热分解,镍被还原成金属态,硅藻土作为载体。”

硝酸镍?2H2O══Ni+2CO2+H2+2H2O在油脂高温高压氢化过程中,一些油脂的不饱和双键可能会异构化,产生大量反式脂肪酸。根据中国食品部门的研究报告,食用过多的反式脂肪酸可能会增加心血管疾病、糖尿病等疾病的风险。什么是反式脂肪酸?什么是异构化?

让我们从丁烷和异丁烷的例子开始。它们的化学分子式为C4H10,由相同数目的碳原子和相同数目的氢原子组成,但它们的原子连接方式和顺序不同:

四个不同的原子和原子团在四个边上。如果你把它们反过来或者反过来,它们都是一样的,没有两个异构体可以显示出来。从空间安排上看,两者互为镜像,不能重叠。

他还指出,由一个双键结合的两个碳原子不能像单键那样旋转。如果与各种不饱和碳原子相连的原子或基团的位置不同,这些原子或基团就有两种空间排列的可能性,如富马酸和马来酸。

马来酸中两个相同的原子(H原子)和原子团(COOH原子团)在CC双键的同一侧,为顺式丁二烯酸;在富马酸中,两者在两边,也就是反式丁二烯酸,它们是彼此的同分异构体。植物油中结合的脂肪酸主要是油酸、亚油酸等。它们的顺式结构如下:

它们分子中的氢原子(H)都在C=C的同侧,即顺式脂肪酸,在不同侧,即反式脂肪酸。

现在很多专家呼吁企业提高技术,选择“好油”作为原料,降低食品和油脂中反式脂肪酸的含量,企业应主动在包装食品的营养标签上标明食品中反式脂肪酸的含量。