Valor de saponificación - Saponification value

Ejemplo de reacción de saponificación de una molécula de triglicérido (izquierda) con hidróxido de potasio (KOH) produciendo glicerol (violeta) y sales de ácidos grasos ( jabón ).

El valor de saponificación o número de saponificación ( SV o SN ) representa el número de miligramos de hidróxido de potasio (KOH) o hidróxido de sodio (NaOH) necesarios para saponificar un gramo de grasa en las condiciones especificadas. Es una medida del peso molecular medio (o longitud de cadena) de todos los ácidos grasos presentes en la muestra como triglicéridos . Cuanto mayor sea el valor de saponificación, menor será la longitud media de los ácidos grasos, menor será el peso molecular medio de los triglicéridos y viceversa. Prácticamente, las grasas o aceites con alto valor de saponificación (como el aceite de coco y de palma) son más adecuados para la fabricación de jabón .

Determinación

Para determinar el valor de saponificación, la muestra se saponifica en caliente con un exceso de álcali (generalmente hidróxido de potasio disuelto en etanol ), en condiciones estándar, generalmente durante media hora a reflujo . El álcali es consumido principalmente por glicéridos  : triglicéridos, diglicéridos , monoglicéridos pero también por ácidos grasos libres, así como por otros componentes de tipo éster como las lactonas . Al final de la reacción, la cantidad restante de álcali se valora frente a una solución estándar de ácido clorhídrico (HCl). Por lo tanto, el SV (mg KOH / g de muestra) se calcula de la siguiente manera:

${\ Displaystyle {\ textrm {SV}} = {\ frac {({\ textrm {B}} - {\ textrm {S}}) \ times {\ textrm {M}} \ times 56,1} {\ textrm {W }}}}$

(1)

Dónde :

(B - S) es la diferencia entre el volumen de solución de HCl utilizado para el ensayo en blanco y para la muestra analizada, en ml;

M es la molaridad de la solución de HCl, en mol · L ⁻¹  ;

56,1 es el peso molecular de KOH, en g · mol ^-1 ;

W es el peso de la muestra, en g.

Los métodos estándar para la determinación de SV en grasas vegetales y animales son, por ejemplo: ISO 3657: 2020, ASTM D5558 (grasas y aceites), ASTM D94 (productos del petróleo) y DIN 51559 (aceites minerales).

El SV también se puede calcular a partir de la composición de ácidos grasos determinada por cromatografía de gases ( AOCS Cd 3a-94).

Los fabricantes de jabón hechos a mano que buscan jabón en barra usan hidróxido de sodio (NaOH), comúnmente conocido como lejía , en lugar de KOH (potasa cáustica) que produce pasta blanda, gel o jabones líquidos. Para calcular la cantidad de lejía necesaria para hacer jabón en barra, los valores de KOH de SV se pueden convertir a valores de NaOH dividiendo los valores de KOH por la relación de los pesos moleculares de KOH y NaOH (1,403).

Relación con el peso molecular medio de grasas y aceites

El SV teórico de una molécula de triglicérido puro se puede calcular mediante la siguiente ecuación (donde MW es su peso molecular):

peso molecular (aceite / grasa) = (3 * 1000 * {56.1} / SV) +38.049

(2)

Donde: 3 es el número de residuos de ácidos grasos por triglicérido, 1000 es un factor de conversión (mg / g) y 56,1 es el PM de KOH.

Por ejemplo, la trioleína , un triglicérido presente en muchas grasas y aceites, tiene tres residuos de ácido oleico esterificados a una molécula de glicerol con un PM total de 885,4 (g · mol ^-1 ). Por lo tanto, su SV es igual a 190 (mg KOH · g ⁻¹ ). En comparación, la trilaurina con tres residuos de ácidos grasos más cortos ( ácido láurico ) tiene un PM de 639 y un SV de 263.

Como puede verse en la fórmula anterior ( 2 ), el SV de una grasa dada es inversamente proporcional a su peso molecular. En realidad, como las grasas y los aceites contienen una mezcla de diferentes especies de triglicéridos, el MW promedio se puede calcular de acuerdo con la siguiente relación:

${\ displaystyle {\ textrm {MW}} _ {\ textrm {aceite / grasa}} = 3 \ times 56,106 \ div {\ textrm {SV}}}$

(3)

Esto significa que el aceite de coco con abundancia de ácidos grasos de cadena media (principalmente láurico) contiene más ácidos grasos por unidad de peso que, por ejemplo, el aceite de oliva (principalmente oleico). En consecuencia, estaban presentes más funciones saponificables de éster por g de aceite de coco, lo que significa que se requiere más KOH para saponificar la misma cantidad de materia y, por lo tanto, un SV más alto. El peso molecular calculado (Ec. 3 ) no es aplicable a grasas y aceites que contienen altas cantidades de material insaponificable, ácidos grasos libres (> 0,1%) o mono y diacilgliceroles (> 0,1%).

Insaponificables

Los insaponificables son componentes de una sustancia grasa ( aceite , grasa , cera ) que no forman jabones cuando se tratan con álcali y permanecen insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos. Por ejemplo, el aceite de soja típico contiene, en peso, 1,5 - 2,5% de materia insaponificable. Los insaponificables incluyen componentes no volátiles: alcanos , esteroles , triterpenos , alcoholes grasos , tocoferoles y carotenoides , así como los que resultan principalmente de la saponificación de ésteres grasos (ésteres de esteroles, ésteres de cera, ésteres de tocoferoles, ...). Esta fracción también puede contener contaminantes ambientales y residuos de plastificantes , pesticidas , hidrocarburos de aceite mineral y aromáticos.

Los componentes insaponificables son una consideración importante al seleccionar mezclas de aceites para la fabricación de jabones. Los insaponificables pueden ser beneficiosos para una fórmula de jabón porque pueden tener propiedades como humectantes , acondicionadores , antioxidantes , texturizantes, etc. Por otro lado, cuando la proporción de insaponificables es demasiado alta (> 3%), o los insaponificables específicos presentes no proporcionan beneficios significativos, puede resultar un producto de jabón defectuoso o inferior. Por ejemplo, el aceite de tiburón no es adecuado para la fabricación de jabón, ya que puede contener más del 10% de materia insaponificable.

Para los aceites comestibles, el límite tolerado de materia insaponificable es del 1,5% (oliva, soja refinada), mientras que el aceite crudo o de orujo de calidad inferior podría llegar al 3%.

La determinación de los insaponificables implica una etapa de saponificación de la muestra seguida de la extracción del insaponificable utilizando un disolvente orgánico (es decir, éter dietílico ). Los métodos oficiales para grasas y aceites animales y vegetales se describen en ASTM D1065 - 18, ISO 3596: 2000 o 18609: 2000, método AOCS Ca 6a-40.

Valores de saponificación e insaponificables de diversos aceites y grasas.

Ver también

• Saponificación
• Fabricación de jabón
• Índice de acidez
• Indice de yodo
• Valor de hidroxilo
• Valor de amina
• EN 14214

Referencias