Valor de saponificación

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 promedio (o longitud de cadena) de todos los ácidos grasos presentes en la muestra en forma de triglicéridos. Cuanto mayor es el valor de saponificación, menor es la longitud media de los ácidos grasos, más ligero es el peso molecular medio de los triglicéridos y viceversa. En la práctica, las grasas o aceites con alto valor de saponificación (como el aceite de coco y de palma) son más adecuados para la elaboración de jabón.

Determinación

Para determinar el valor de saponificación, la muestra se trata con un exceso de álcali (generalmente una solución etanólica de hidróxido de potasio) durante media hora a reflujo. El KOH se consume por reacción con los triglicéridos, que consumen tres equivalentes de base. Los diglicéridos consumen dos equivalentes de KOH. Los monoglicéridos y los ácidos grasos libres, así como otros ésteres como las lactonas, consumen un equivalente de base. Al final de la reacción, la cantidad de KOH se determina titulando utilizando una solución estándar de ácido clorhídrico (HCl). La clave del método es el uso del indicador de fenolftaleína, que indica el consumo de base fuerte (KOH) por el ácido, no de base débil (carboxilatos de potasio). El SV (mg KOH/g de muestra) se calcula de la siguiente manera:

Ec. 1

${displaystyle {textrm {}={frac {textrm {B}-{textrm}-{textrm} {S})times {textrm {M}times 56.106}{textrm {W}_{textrm {oil/fat}}}$

1)

Donde:

${displaystyle {textrm {B}}$ es el volumen de la solución HCl utilizada para el funcionamiento en blanco, en mL;

${displaystyle {textrm {S}}$ es el volumen de la solución HCl utilizada para la muestra probada, en mL;

${displaystyle {textrm {}}}$ es la molaridad de la solución HCl, en mol / L;

56.1 es el peso molecular de KOH, en g / mol;

${displaystyle {{textrm}_{textrm {oil/fat}}}$ es el peso de la muestra, en g.

Por ejemplo, los métodos estándar para la determinación del VS de grasas vegetales y animales son los siguientes:

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

Los fabricantes de jabón hecho a mano que buscan jabón en barra utilizan hidróxido de sodio (NaOH), comúnmente conocido como lejía, en lugar de KOH (potasa cáustica), que produce jabones en pasta suave, gel o líquidos. Para calcular la cantidad de lejía necesaria para fabricar 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).

Cálculo del 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):

Ec. 2

${displaystyle {textrm {fnK}_{textrm {oil/fat}={frac {3times 1000times {56.106}{textrm {SV}}}-38.049}$

2)

Donde:

3 es el número de residuos de ácidos grasos por triglicérida

1000 es el factor de conversión de miligramos a gramos

56.1 es la masa molar de KOH.

Por ejemplo, la trioleína, un triglicérido que se encuentra en muchas grasas y aceites, tiene tres residuos de ácido oleico esterificados en una molécula de glicerol con un PM total de 885,4 (g/mol). Por lo tanto, su SV equivale a 190 mg KOH/g de muestra. En comparación, la trilaurina con tres residuos de ácidos grasos más cortos (ácido láurico) tiene un MW de 639 y un SV de 263.

Como se puede ver en la ecuación (2), el VS de una grasa determinada es inversamente proporcional a su peso molecular. En realidad, como las grasas y los aceites contienen una mezcla de diferentes especies de triglicéridos, el PM promedio se puede calcular según la siguiente relación:

Ec. 3

${displaystyle {textrm {fnK}_{textrm {oil/fat}={frac {168318}{textrm {SV}}-38.049} {fnK}}}} {fn0}}}} {fnK}}}} {fnK}}} {fnK}} {fnK}}}}} {fnKfnK}}}}}}}} {f}}}}}}}}}}f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {mf} {mf}}}}}}}}}}}}}}}}}f}f}f}}f}f}f}f}f}}f}f}f}f}f}f}fn$

3)

Esto significa que el aceite de coco con abundantes ácidos grasos de cadena media (principalmente ácido láurico) contiene más ácidos grasos por unidad de peso que, por ejemplo, el aceite de oliva (principalmente ácido 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 solventes orgánicos. Por ejemplo, el aceite de soja típico contiene, en peso, entre un 1,5 y un 2,5% de materia insaponificable. Los insaponificables incluyen componentes no volátiles: alcanos, esteroles, triterpenos, alcoholes grasos, tocoferoles y carotenoides, así como aquellos 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 aceites minerales 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 tales como humectación, acondicionamiento, antioxidante, texturización, etc. Por otro lado, cuando la proporción de insaponificables es demasiado alta (> 3%), o los insaponificables específicos presentes no proporcionar beneficios significativos, puede resultar en un producto de jabón defectuoso o de calidad 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 alcanzar el 3%.

La determinación de insaponificables implica un paso de saponificación de la muestra seguido 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