Valor de saponificação - Saponification value

Exemplo de reação de saponificação de uma molécula de triglicerídeo (esquerda) com hidróxido de potássio (KOH) produzindo glicerol (roxo) e sais de ácidos graxos ( sabão ).

O valor de saponificação ou número de saponificação ( SV ou SN ) representa o número de miligramas de hidróxido de potássio (KOH) ou hidróxido de sódio (NaOH) necessários para saponificar um grama de gordura nas condições especificadas. É uma medida do peso molecular médio (ou comprimento da cadeia) de todos os ácidos graxos presentes na amostra como triglicerídeos . Quanto maior o valor de saponificação, menor o comprimento médio dos ácidos graxos e mais leve o peso molecular médio dos triglicerídeos e vice-versa. Praticamente, gorduras ou óleos com alto valor de saponificação (como coco e óleo de palma) são mais adequados para a fabricação de sabão .

Determinação

Para determinar o valor de saponificação, a amostra é saponificada a quente com um excesso de álcali (geralmente hidróxido de potássio dissolvido em etanol ), em condições padrão, geralmente por meia hora sob refluxo . O álcali é consumido principalmente por glicerídeos  : triglicerídeos, diglicerídeos , monoglicerídeos , mas também por ácidos graxos livres, bem como por outros componentes semelhantes a ésteres, como as lactonas . No final da reação, a quantidade restante de álcali é titulada contra uma solução padrão de ácido clorídrico (HCl). Portanto, o SV (mg KOH / g de amostra) é calculado da seguinte forma:

${\ displaystyle {\ textrm {SV}} = {\ frac {({\ textrm {B}} - {\ textrm {S}}) \ times {\ textrm {M}} \ times 56.1} {\ textrm {W }}}}$

(1)

Onde :

(B - S) é a diferença entre o volume da solução de HCl usado para a corrida em branco e para a amostra testada, em mL;

M é a molaridade da solução de HCl, em mol · L ⁻¹  ;

56,1 é o peso molecular do KOH, em g · mol ⁻¹ ;

W é o peso, peso da amostra, em g.

Os métodos padrão para determinação de SV em gorduras vegetais e animais são, por exemplo: ISO 3657: 2020, ASTM D5558 (gorduras e óleos), ASTM D94 (produtos de petróleo) e DIN 51559 (óleos minerais).

O SV também pode ser calculado a partir da composição de ácidos graxos, conforme determinado por cromatografia gasosa ( AOCS Cd 3a-94).

Os fabricantes de sabonete artesanal que visam ao sabonete em barra usam hidróxido de sódio (NaOH), comumente conhecido como soda cáustica , em vez de KOH (potassa cáustica), que produz sabonetes em pasta macia, gel ou líquido. Para calcular a quantidade de soda cáustica necessária para fazer sabão em barra, os valores de KOH de SV podem ser convertidos em valores de NaOH dividindo os valores de KOH pela razão dos pesos moleculares de KOH e NaOH (1,403).

Relação com o peso molecular médio de gorduras e óleos

O SV teórico de uma molécula de triglicerídeo puro pode ser calculado pela seguinte equação (onde MW é o seu peso molecular):

peso molecular (óleo / gordura) = (3 * 1000 * {56,1} / SV) +38,049

(2)

Onde: 3 é o número de resíduos de ácidos graxos por triglicerídeo, 1000 é um fator de conversão (mg / g) e 56,1 é o MW de KOH.

Por exemplo, a trioleína , um triglicerídeo que ocorre em muitas gorduras e óleos, tem três resíduos de ácido oleico esterificados em uma molécula de glicerol com um MW total de 885,4 (g · mol ^-1 ). Portanto, seu SV é igual a 190 (mg KOH · g ^-1 ). Em comparação, a trilaurina com três resíduos de ácido graxo mais curtos ( ácido láurico ) tem um MW de 639 e um SV de 263.

Como pode ser visto pela fórmula ( 2 ) acima, o VS de uma dada gordura é inversamente proporcional ao seu peso molecular. Na verdade, como gorduras e óleos contêm uma mistura de diferentes espécies de triglicerídeos, o MW médio pode ser calculado de acordo com a seguinte relação:

${\ displaystyle {\ textrm {MW}} _ {\ textrm {óleo / gordura}} = 3 \ vezes 56,106 \ div {\ textrm {SV}}}$

(3)

Isso significa que o óleo de coco com abundância de ácidos graxos de cadeia média (principalmente láurico) contém mais ácidos graxos por unidade de peso do que, por exemplo, azeite de oliva (principalmente oleico). Consequentemente, mais funções saponificáveis ​​de éster estavam presentes por g de óleo de coco, o que significa que mais KOH é necessário para saponificar a mesma quantidade de matéria e, portanto, um SV mais alto. O peso molecular calculado (Eq. 3 ) não é aplicável a gorduras e óleos contendo grandes quantidades de material insaponificável, ácidos graxos livres (> 0,1%) ou mono- e diacilgliceróis (> 0,1%).

Insaponificáveis

Os insaponificáveis ​​são componentes de uma substância gordurosa ( óleo , gordura , cera ) que deixam de formar sabões quando tratados com álcalis e permanecem insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos. Por exemplo, o óleo de soja típico contém, em peso, 1,5 - 2,5% de matéria insaponificável. Os insaponificáveis ​​incluem componentes não voláteis: alcanos , esteróis , triterpenos , álcoois graxos , tocoferóis e carotenóides , bem como aqueles que resultam principalmente da saponificação de ésteres graxos (ésteres de esteróis, ésteres de cera, ésteres de tocoferóis, ...). Essa fração também pode conter contaminantes ambientais e resíduos de plastificantes , pesticidas , hidrocarbonetos de óleos minerais e aromáticos.

Os constituintes insaponificáveis ​​são uma consideração importante ao selecionar misturas de óleos para a fabricação de sabões. Os insaponificáveis ​​podem ser benéficos para uma fórmula de sabão porque podem ter propriedades como hidratação , condicionamento , antioxidante , texturização etc. Por outro lado, quando a proporção de insaponificáveis ​​é muito alta (> 3%), ou os insaponificáveis ​​específicos presentes não fornecem benefícios significativos, um produto de sabão defeituoso ou inferior pode resultar. Por exemplo, o óleo de tubarão não é adequado para a fabricação de sabão, pois pode conter mais de 10% de matéria insaponificável.

Para óleos comestíveis, o limite tolerado de matéria insaponificável é de 1,5% (azeitona, soja refinada), enquanto o óleo cru ou óleo de bagaço de qualidade inferior pode chegar a 3%.

A determinação de insaponificáveis ​​envolve uma etapa de saponificação da amostra seguida pela extração do insaponificável usando um solvente orgânico (ou seja, éter dietílico ). Os métodos oficiais para gorduras e óleos animais e vegetais são descritos por ASTM D1065-18, ISO 3596: 2000 ou 18609: 2000, método AOCS Ca 6a-40.

Valores de saponificação e insaponificáveis ​​de vários óleos e gorduras

Veja também

• Saponificação
• Fabricação de sabão
• Valor ácido
• Valor de iodo
• Valor de hidroxila
• Valor de amina
• EN 14214

Referências