(chemie). Vetten en oliën zijn esters van glycerine (thans in de chemie glycerol genoemd) en vetzuren.
Glycerol bevat drie hydroxylgroepen zodat een molecule glycerol zich met drie moleculen vetzuur kan verbinden, volgens de vergelijking:H2C—OH HOOC—R1 H2C—OOC—R1
HC—OH + HOOC—R, = HC—OOC—R2 + 3H20
H2A—OH HOOC—R, H2C—OOC—R3
glycerol 3 X vetzuur glyceride water
(olie of vet)
Hierin stellen RCOO vetzuurresten voor. Soms zijn niet alle OH-groepen vervangen door vetzuurresten, zodat men aantreft: monoglyceriden, diglyceriden en triglyceriden. De natuurlijke vetten en oliën bestaan hoofdzakelijk uit mengsels van triglyceriden.
Vetzuren bevatten behalve de carboxylgroep een koolwaterstofrest, die een der termen van de homologe reeks der alkylen (z aethyl) kan zijn. Als voorbeeld noemen we boterzuur C3H,COOH, dat in botervet voorkomt. De natuurlijke vetten en oliën bevatten vetzuren met veel grotere koolwaterstofresten. De voornaamste zijn: laurinezuur, sm.pt 43 gr. C., met 12 koolstofatomen; myristinezuur, sm.pt 54 gr. C., met 14 koolstofatomen; palmitinezuur, sm.pt 62,5 gr.
C., met 16 koolstofatomen; stearinezuur, sm.pt 69,3 gr. C., met 18 koolstofatomen.
Al deze vetzuren bevatten alkylgroepen en zijn verzadigd. Uit deze cijfers blijkt dat het smeltpunt van de vetzuren hoger wordt, naarmate het aantal koolstofatomen toeneemt. Boterzuur met slechts 4 koolstofatomen is bij kamertemperatuur vloeibaar. Vetzuren met 10 of meer koolstofatomen zijn vaste stoffen. Er zijn ook onverzadigde vetzuren en de onverzadigdheid brengt direct een grote verlaging van het smeltpunt met zich mee. Terwijl stearinezuur bij 69,3 gr.
C. smelt is oliezuur met evenveel koolstofatomen en een dubbele binding (dus twee waterstofatomen minder) bij kamertemperatuur vloeibaar. Behalve oliezuur komen in vetten en oliën nog twee andere onverzadigde vetzuren voor, nl. linolzuur, dat is stearinezuur met twee dubbele bindingen (dus met 4 waterstofatomen minder) en linoleenzuur met drie dubbele bindingen (dus 6 waterstofatomen minder). Dit is de oorzaak dat er vloeibare oliën en vaste vetten bestaan. Wanneer in glyceriden veel onverzadigde vetzuren voorkomen, dan vormen zij vloeibare oliën, terwijl in het omgekeerde geval vaste vetten ontstaan. Palmitine-, olie- en linolzuur komen het meest in de natuurlijke vetten voor.
Lijnolie heeft ca 50 pct linoleenzuur waardoor het bij uitstek geschikt is voor het schildersbedrijf. In Chinese houtolie komt elaeostearinezuur voor, dit is een linoleenzuur, waarin de drie dubbele bindingen geconjugeerd zijn (regelmatig gerangschikt). Dit zuur verleent aan de houtolie zijn bijzondere drogende eigenschappen.
In traan bevinden zich vetzuren met meer dan drie dubbele bindingen. Wij noemen hiervan alleen: clupanodonzuur met 22 koolstofatomen en 5 dubbele bindingen. Een aparte plaats neemt ricinusolie in met 80 à 90 pct ricinolzuur, een oliezuur, waarvan een waterstofatoom is vervangen door een OH-groep.
PHYSISCH EN CHEMISCH GEDRAG DER VETTEN
Ze zijn in water niet oplosbaar en daar hun s.g. varieert van 0,90-0,95, drijven ze op water. Vetten laten zich in water emulgeren, vooral wanneer men colloïden toevoegt (bijv. zeep). Zo is melk een emulsie van olie in water. Vetten lossen in vele organische oplosmiddelen op. Harsen lossen in vet op. Het smeltpunt ligt laag.
Bij verhitten ontleden ze, daarom moeten ze in vacuum gedestilleerd worden. Onder invloed van katalysatoren (zuren) worden ze onder opnemen van water gesplitst in vrij vetzuur en glycerol, hetgeen ook door enzymen bewerkt kan worden. De onverzadigde vetten kunnen met waterstof verzadigd worden en ze vormen met H2S04 zwavelzure esters.
Oliën met hydroxyl-, sulfo- en carboxylgroepen kunnen natriumzouten vormen en zijn dan oplosbaar in water. Mengsels van dergelijke verbindingen worden met het verzamelwoord Turksroodolie aangeduid, die in de textielweverij een belangrijke rol speelt.
BEGELEIDENDE STOFFEN.
In vetten en oliën komen steeds vrije vetzuren voor en soms ook mono- en diglyceriden. In rijp zaad komen deze stoffen niet voor doch olie uit onrijp zaad kan deze stoffen bevatten. Verder ontstaan ze door ontleding van olie uit zaad dat op ruwe wijze geoogst is, onoordeelkundig is opgeslagen of geperst, waardoor het zaad gekneusd wordt en de olie aan de lucht wordt blootgesteld. Phospholipoiden komen in de handel ten onrechte onder de naam lecithine voor, daar deze naam slechts aan één exemplaar uit de groep toekomt. Ze worden verkregen uit sojaolie, raap- en lijnolie, en worden in margarine verwerkt. Het zijn glyceriden waarin één vetzuurgroep is vervangen door phosphorzuur en een stikstofverbinding.
Als kleurstoffen komen voor carotenen. Caroteen wordt in het lichaam in vitamine A omgezet (provitamine). Verder xanthophyl (geel) en chlorophyl (groen) waaraan sommige soorten olijfolie hun groene tint ontlenen.
Levertraan (vooral afkomstig van de heilbot) en boter bevatten vitamine A (groeibevorderend) en D (antirachitis). In graankiemen, vooral olie uit tarwekiemen, zit vitamine E (anti-steriliteitsvitamine).
Wassen komen in kokos- en zonnebloemenolie voor. Potvistraan bestaat grotendeels uit wasachtige stoffen die voor de consumptie ongeschikt zijn. Sterolen worden alleen genoemd omdat hierdoor de plantaardige van de dierlijke vetten gescheiden kunnen worden.
FABRICATIE
Als regel kan men zeggen dat plantaardige vetten uit verkleinde zaden worden geperst, terwijl dierlijke vetten door uitsmelten worden verkregen. Beide kunnen echter ook door extractie met behulp van oplosmiddelen (benzine, benzol, tetra (CCl4), tri (trichlooraethyleen)) worden verkregen. Daarbij blijft het zgn. extractiemeel achter, bijv. bij extractie van vissen blijft vismeel over, dat als meststof wordt gebruikt daar het phosphorus en stikstofverbindingen bevat. Plantaardige oliën en vetten: waterhoudende olievruchten worden geperst op plantages, daar deze vruchten te zeer aan bederf onderhevig zijn om ze te kunnen verzenden.
De droge oliezaden worden naar alle streken van de wereld verzonden en in oliefabrieken uitgeperst. Eerst moeten ze echter nog van stof en ijzerdelen (spijkers enz.) worden ontdaan. Daarna worden de zaden gekneusd en ten slotte hydraulisch geperst. Koud geperst zaad geeft de beste kwaliteit, warm geperste olie is minder zuiver omdat dan andere stoffen, waaronder eiwit, in die olie terecht komen. Na het uitpersen der olie blijven de zgn. perskoeken over, die nog 4-12 pct olie en bovendien stikstofverbindingen en koolhydraten bevatten. Zij zijn als veevoeder zeer gezocht (oliekoeken).
Dierlijke oliën en vetten worden uit het omsluitende bindweefsel gesmolten en men kan daarbij verschillende fracties verkrijgen, overeenkomende met de smeltpunten der vetten in het mengsel.
De laagsmeltende fracties zijn van de beste kwaliteit. Bij het smelten van rundervet krijgt men bij lage temperatuur ongeveer 30 pct uitstekend voedingsvet (premier jus), 25 pct tweede kwaliteit en 20 pct technisch vet worden bij hogere temperaturen verkregen. Het overblijvende bevat nog 25 pct van het uitgangsmateriaal aan vet. Dit wordt door verdere persing of door behandeling met stoom er uit verwijderd, terwijl een aan eiwitten rijke massa achterblijft die als voederstof voor dieren gebruikt wordt (honden, varkens en gevogelte).
Met de extractiemethode wordt een grotere vetopbrengst verkregen dan door persen, vooral wanneer het materiaal voor het extraheren goed in kleine delen is verdeeld. De massa mag niet vochtig zijn, wat bij het persen geen bezwaar is. Echter worden harsen en kleurstoffen mee opgelost, hetgeen aan geëxtraheerde oliën duidelijk te zien is. Na de extractie blijft extractiemeel over dat als voederstof voor dieren wordt gebruikt.
RAFFINEREN
De ruwe oliën bevatten steeds bijmengsels die de smaak en de kleur nadelig beïnvloeden en door raffinage verwijderd moeten worden. Het kunnen zijn: harsen, slijmstoffen (eiwitten), kleurstoffen, vrije vetzuren, kwalijk riekende aldehyden en ketonen. In Nederland is de pionier van de olieraffinage dr J. J. A. Wijs geweest, die reeds in 1890 in de Delftsche Oliefabriek raffinageprocessen uitwerkte.
Het raffineren bevat meestal drie processen en wel:
1. Ontzuren door de olie met verdunde loog te roeren bij 70-90 gr. C. De vrije vetzuren vormen daarmee zeep die in het loogwater oplost en zo uit de olie verwijderd wordt. Deze zeepoplossing, „soapstock” genaamd, bevat olie in geëmulgeerde toestand en het is een moeilijke zaak om olieverliezen te voorkomen. De soapstock gaat naar de zeepfabrieken of wordt in de raffinaderij met behulp van zwavelzuur op vetzuren verwerkt. Behalve de vetzuren worden tijdens het ontzuren ook de slijmstoffen verwijderd. Hiertoe rekent men ook de lecithinen, die bij sojaolie vóór het ontzuren afzonderlijk worden gewonnen en in margarine worden verwerkt. De ontzuurde olie wordt met warm water van de laatste zeepresten bevrijd en is dan gereed voor het:
2. Bleken of ontkleuren dat met adsorbentia kan geschieden, zoals actieve kool of bleekaarden, dan wel chemisch met luchtzuurstof, waterstofperoxyde, perzouten, hydrosulfiet (blankiet). De chemische methoden zijn echter door de adsorbentia verdrongen. Na het bleken wordt het adsorbens afgefiltreerd.
3. Stomen of desodoriseren, waardoor vooral de aldehyden en ketonen worden verwijderd. Men blaast door de olie oververhitte stoom in een vacuum van hoogstens 10 cm kwikdruk bij 150-200 gr. C. (stoomdestillatie). Dit werd in 1895 voor het eerst in Nederland op technische schaal uitgevoerd. Ook de door uitsmelten en extraheren verkregen vetten ondergaan, zo nodig, een soortgelijke raffinage.
TOEPASSING
Vetten en oliën worden voor verlichting gebruikt (kaarsen en olielampen), voor de zeepfabricatie, als smeerolie, voor het bereiden van lakken en vernissen, als drogende olie in de verfindustrie, voor het week maken van spinvezels en leder, in cosmetica, in de linoleum- en wasdoekindustrie (lijnolie), voor de margarine-industrie en het maken van gesulfureerde oliën (Turksroodolie) en ten slotte voor het maken van factis.
