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[手工皂主题]油脂的构成、水解和皂化反应
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2012-04-29 15:00:00
我在做肥皂的时候有很多问题，单单去看大家的经验还是想不明白为什么，专业也不是化学，仅仅凭借高中的化学知识来粗浅的理解下油脂、水解和皂化反应，在这个过程中，我明白了
1、为什么速T（加酒精为啥速T）
2、哪些因素影响了PH值（为什么刚出锅的五倍羊奶皂ph值高？）
3、肥皂为什么会酸败
当然我理解有误的地方欢迎大家来指正。没耐心看我细细解释的，看黑字部分就够了
油脂的构成
油脂是由脂肪酸根和甘油基构成的。一个甘油基可以最多带三个脂肪酸根。长这个样子：
| 这个甘油基(左侧的结构)带一个脂肪酸根（右下的结构）,所以叫做脂肪酸甘油一酯 | |
| 类似的,这个叫做脂肪酸甘油三酯 |
脂肪酸的分类和属性：
脂肪酸按照碳链是否被氢原子占满又分为：饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸按照碳原子的个数又分为：低级饱和脂肪酸（<=12），高级饱和脂肪酸（>=14）。不饱和脂肪酸按照含碳双键的个数又分为：单不饱和脂肪酸（1），多不饱和脂肪酸（>1）。
高级饱和脂肪酸都是固态的，其余大多是液态（含12个碳原子的低级饱和脂肪酸除外）。
低级饱和脂肪酸挥发性强，往往有特殊气味。主要分布于乳脂、椰子油及月桂酸类油脂(如棕榈仁油和巴巴苏油)中。饱和脂肪酸常温下为固态(蜡状)，无气味，主要存在于植物油和动物脂中。
单不饱和脂肪酸常温下为液态，无气味，主要存在于植物油、鱼类及海产生物中。多不饱和脂肪酸常温下及在冰箱中都为液态。亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸主要分布在植物油中，DHA、EPA主要产自深海鱼油和海生动物脂肪中。
皂化反应：
先说油的水解。油脂的水解产生甘油和脂肪酸，这个反应是可逆的。
而皂化反应是油脂在碱性环境下的水解，生成甘油和脂肪酸盐。这个反应是不可逆的。
加速皂化反应的方法
- 保持系统的较高温度。
- 以物理方式不断搅拌溶液以增加分子碰撞的数量。
- 加入酒精，使混合得更充分。 （所以加入酒精会速T）
皂化值：
定义：完全皂化1g油脂所消耗的氢氧化钾的毫克数称为皂化值
油脂的皂化值是评价油脂组成的重要指标。
1、油脂的皂化值与油脂的脂肪酸的平均相对分子质量成反比。油脂的皂化值越大，说明组成油脂的脂肪酸的平均相对分子质量越小，碳链越短。
2、每一种油脂都有其相应的皂化值，如果实测值与标准值不符，说明掺有杂质。对大多数食用油脂来说，脂肪酸的平均相对分子质量为200左右。乳脂中含有较多的低级脂肪酸，所以，乳脂的皂化值较大。
所以计算好碱的量后，更换油脂的种类数量，要重新算碱的量。
PH值浅析：
肥皂本身是脂肪酸盐和甘油，脂肪酸时弱酸，氢氧化钠是强碱，所以脂肪酸盐溶于水后是弱碱性的，（理论上就游离的OH多，高中化学部分还没忘T__T），ph值在7以上，具体的数值取决于脂肪酸的特性。
手工皂未成熟前，皂化反应没有完全，所以有一部分NaOH没有参加反应，因此在溶于水后游离的OH根更多，ph值更高。
未成熟前的ph值直接反应出皂化反应的进度。理论上皂化反应越完全，ph值越接近7。但是不可能小于7。
那么什么影响了皂化反应的进度呢？我们刚讨论过三个加速皂化反应的办法，其中加热、搅拌充分会让皂化反应加快，使刚出锅的肥皂ph值理想。但是冷制手工皂温度不会太高，那么充分的搅拌就是关键。
还有一个因素是水，如果水加的比较多，碱的浓度较低，那么皂化反应比较慢。所以五倍羊奶皂tmd就是一出锅ph值就很高，在10左右。而2倍水的手工皂一出锅ph值不会比五倍羊奶高。
PH值的测量这里不赘述。请看这里
http://www.huaren.us/dispbbs.asp?boardid=372&Id=1201054
油脂的酸败：
油脂及含油食品在贮存过程中，由于化学或生物化学因素影响，会逐渐劣化甚至丧失食用价值，表现为油脂颜色加深、味变苦涩、产生特殊的气味，我们把这种现象称为油脂的酸败。
1、水解型酸败：含低级脂肪酸较多的油脂被微生物污染或脂肪含水过高，都可以使油脂发生水解，生成游离的脂肪酸和甘油。游离的低级脂肪酸如丁酸、己酸、辛酸、癸酸等会产生令人不愉快的刺激气味而造成油脂的变质，这种酸败称为水解型酸败。如奶油、椰子油等容易出现这种水解型酸败。
2、酮酸酸败：油脂水解后产生的饱和脂肪酸，在一系列酶的催化下发生氧化，最终生成具有特殊刺激性臭味的酮酸和甲基酮，所以称为酮酸酸败，也叫生物氧化酸败。
这两种多数是由于微生物污染造成的。一般含水和蛋白质较多或油脂没有经过精制及含杂质较多的食品，易受微生物的污染，引起水解型酸败和酮酸酸败。
3、氧化性酸败：油脂中不饱和脂肪酸暴露在空气中，易发生自动氧化过程，生成过氧化物。
总结来说，肥皂中都会有些超脂，含水量高的肥皂和含不饱和脂肪酸高的肥皂都比较容易酸败。高温和光照也会让酸败加速。
蜡：
蜡在酸性溶液中不溶解，只在碱性溶液中水解，但很慢，比油脂水解困难得多。
所以虽然蜡是一种类脂，但是皂化反应却进行得相当缓慢。
[此贴子已经被作者于2012/4/29 17:27:12编辑过]
kevin的实验里面 不减碱 和减碱10% 的皂， 酸败的速度几乎一致， 也就是说减碱超脂不是决定皂酸败的原因。
你可以去买kevin dunn 博士的书：
Scientific Soapmaking: The Chemistry of the Cold Process
[此贴子已经被作者于2012/4/29 16:31:40编辑过]
如果不饱和脂肪酸高的油质入皂，在其他条件相同的情况下（温度和光照和水分），应该比不饱和脂肪酸低的油脂入皂酸败的快。
这和超值/减碱就没有关系。
[此贴子已经被作者于2012/4/29 17:03:48编辑过]
2、哪些因素影响了PH值（为什么五倍羊奶皂ph值高？）
不是的，是因为五倍羊奶水太多了，且反应的温度低，皂化反应慢，刚出来ph值高。
根据俺滴经验，奶皂到最后ph至还是会比非奶皂高出一点点，就看你的测ph值的试纸或者仪器有没有那么灵敏了，但这并不影响奶皂的滋润洗感。Scientific Soap Making 第371页有提到别人的实验结果，皂的刺激性和ph值的些微差别并没有直接联系。
有研究精神是好事，但设备仪器得给力，不然很难说服民科观点。
不是的，是因为五倍羊奶水太多了，且反应的温度低，皂化反应慢，刚出来ph值高。
哦，那我建议楼主把问题改成：为什么同样时间脱模，羊奶皂ph值高。不然一锅羊奶皂放一个星期甚至一个月才脱模，ph值不一定比24小时脱模的普通手工皂高。
未成熟前的ph值直接反应出皂化反应的进度。理论上皂化反应越完全，ph值越接近7。但是不可能小于7。
接近是啥意思？正负误差多少？7.5比8更接近7，9比10也更接近7。氢氧化钠是强碱，脂肪酸是弱酸，两者反应得到的脂肪酸钠一定是偏碱性的，至于偏多少，就要看脂肪酸的特性了。
到底了
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