Rasvojen ja öljyjen kemialliset reaktiot
Rasvat ja öljyt voivat osallistua monenlaisiin kemiallisiin reaktioihin – esimerkiksi koska triglyseridit ovat estereitä, ne voidaan hydrolysoida hapon, emäksen tai erityisten entsyymien, niin sanottujen lipaasien, läsnä ollessa. Rasvojen ja öljyjen hydrolyysiä emäksen läsnäollessa käytetään saippuan valmistukseen, ja sitä kutsutaan saippuoinniksi. Nykyään useimmat saippuat valmistetaan hydrolysoimalla triglyseridejä (usein talista, kookosöljystä tai molemmista) vedellä korkeassa paineessa ja lämpötilassa. Tämän jälkeen käytetään natriumkarbonaattia tai natriumhydroksidia muuttamaan rasvahapot niiden natriumsuoloiksi (saippuamolekyyleiksi):
Looking Closer: Saippuat
Saippua on erilaisten rasvahappojen natriumsuolojen seos, jota valmistetaan yhdessä vanhimmista ihmisen harjoittamista orgaanisista synteeseistä (toiseksi vanhimmassa ihmisen harjoittamassa orgaanisessa synteesissä (toiseksi vanhimmassa vain sokerien käyminen etyylialkoholin tuottamiseksi). Sekä foinikialaiset (600 eaa.) että roomalaiset valmistivat saippuaa eläinrasvasta ja puutuhkasta. Silti saippuan laajamittainen tuotanto alkoi vasta 1700-luvulla. Perinteisesti saippuaa valmistettiin käsittelemällä sulaa laardia tai talia pienellä määrällä emästä suurissa avoimissa sammioissa. Seosta kuumennettiin, ja sen läpi kuplitettiin höyryä. Kun saippuoituminen oli saatu päätökseen, saippua saostettiin seoksesta lisäämällä siihen natriumkloridia (NaCl), se poistettiin suodattamalla ja pestiin useita kertoja vedellä. Tämän jälkeen se liuotettiin veteen ja saostettiin uudelleen lisäämällä lisää NaCl:ää. Myös reaktiossa syntynyt glyseroli otettiin talteen vesipesuliuoksista.
Hiekkakiveä tai hiekkaa lisätään hankaavan saippuan valmistukseen, kun taas hajusteiden tai väriaineiden kaltaisia ainesosia lisätään tuoksuvien, värillisten saippuoiden valmistukseen. Puhaltamalla ilmaa sulan saippuan läpi saadaan aikaan kelluvaa saippuaa. Kaliumsuoloista valmistetut pehmeät saippuat ovat kalliimpia, mutta ne tuottavat hienompaa vaahtoa ja ovat liukoisempia. Niitä käytetään nestemäisissä saippuoissa, shampoissa ja parranajovoiteissa.
Lika ja lika tarttuvat yleensä ihoon, vaatteisiin ja muihin pintoihin yhdistymällä kehon öljyihin, ruoanlaittorasvoihin, voitelurasvoihin ja muihin vastaaviin aineisiin, jotka toimivat kuin liimat. Koska nämä aineet eivät sekoitu veteen, pelkällä vedellä peseminen ei juurikaan poista niitä. Saippua kuitenkin poistaa ne, koska saippuamolekyylit ovat luonteeltaan kaksitahoisia. Toisessa päässä, jota kutsutaan pääksi, on ioninen varaus (karboksylaattianioni), ja siksi se liukenee veteen; toisessa päässä, hännässä, on hiilivetyrakenne, ja se liukenee öljyihin. Hiilivetyjen hännät liukenevat maaperään; ioniset päät jäävät vesifaasiin, ja saippua hajottaa öljyn pieniksi saippualla suljetuiksi pisaroiksi, joita kutsutaan miselleiksi ja jotka hajoavat koko liuokseen. Pisarat hylkivät toisiaan varautuneiden pintojensa vuoksi, eivätkä ne yhdisty. Kun öljy ei enää ”liimaa” likaa likaantuneeseen pintaan (ihoon, liinaan, astiaan), saippuaan sulkeutunut lika voidaan huuhdella helposti pois.
Rasvojen ja öljyjen kaksoissidokset voivat hydrata ja myös hapettua. Kasviöljyjen vetykäsittely puolikiinteiden rasvojen tuottamiseksi on tärkeä prosessi elintarviketeollisuudessa. Kemiallisesti se on olennaisesti samanlainen kuin alkeenien osalta kuvattu katalyyttinen vetykäsittelyreaktio.
Kaupallisissa prosesseissa vetykäsiteltävien kaksoissidosten määrää kontrolloidaan tarkoin, jotta saadaan halutun koostumuksen (pehmeät ja notkeat) rasvat. Edulliset ja runsaat kasviöljyt (rypsi, maissi, soija) muutetaan näin margariiniksi ja ruokarasvoiksi. Esimerkiksi margariinin valmistuksessa osittain hydratut öljyt sekoitetaan veteen, suolaan ja rasvattomaan kuivamaitoon sekä aromiaineisiin, väriaineisiin ja A- ja D-vitamiiniin, joita lisätään voin ulkonäön, maun ja ravintosisällön lähentämiseksi. (Myös säilöntäaineita ja antioksidantteja lisätään.) Useimmissa kaupallisissa maapähkinävoissa maapähkinäöljy on osittain hydrattu sen erottumisen estämiseksi. Kuluttajat voisivat vähentää tyydyttyneen rasvan määrää ruokavaliossaan käyttämällä alkuperäisiä käsittelemättömiä öljyjä elintarvikkeissaan, mutta useimmat ihmiset levittävät mieluummin margariinia paahtoleivän päälle kuin kaatavat öljyä.
Monet ihmiset ovat siirtyneet voista margariiniin tai kasvislyhennykseen, koska he ovat huolissaan siitä, että tyydyttyneet eläinperäiset rasvat voivat nostaa veren kolesterolipitoisuuksia ja johtaa valtimoiden tukkeutumiseen. Kasviöljyjen vetykäsittelyssä tapahtuu kuitenkin isomerisaatioreaktio, joka tuottaa avausesseessä mainittuja transrasvahappoja. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että transrasvahapot nostavat myös kolesterolitasoja ja lisäävät sydänsairauksien esiintyvyyttä. Transrasvahappojen rakenteessa ei ole cisrasvahapoissa esiintyvää mutkaa, joten ne pakkautuvat tiiviisti yhteen samalla tavalla kuin tyydyttyneet rasvahapot. Kuluttajia kehotetaan nyt käyttämään monityydyttymättömiä öljyjä ja pehmeää tai nestemäistä margariinia ja vähentämään rasvan kokonaiskulutusta alle 30 %:iin päivittäisestä kalorien kokonaismäärästä.
Rasvat ja öljyt, jotka ovat kosketuksissa kostean ilman kanssa huoneenlämmössä, käyvät lopulta läpi hapettumis- ja hydrolyysireaktioita, jotka aiheuttavat niiden muuttumisen härskiintyneiksi, jolloin ne saavat luonteenomaisen epämiellyttävän hajun. Yksi hajun syy on haihtuvien rasvahappojen vapautuminen esterisidosten hydrolyysin seurauksena. Esimerkiksi voista vapautuu pahanhajuista voi-, kapryyli- ja kapriinihappoa. Ilmassa olevat mikro-organismit tuottavat lipaaseja, jotka katalysoivat tätä prosessia. Hydrolyyttinen härskiintyminen voidaan helposti estää peittämällä rasva tai öljy ja säilyttämällä se jääkaapissa.
Toinen haihtuvien, haisevien yhdisteiden aiheuttaja on tyydyttymättömien rasvahappokomponenttien hapettuminen, erityisesti monityydyttymättömien rasvahappojen, kuten linoli- ja linoleenihapon, helposti hapettuvan rakenneyksikön
hapettuminen. Yksi erityisen haitallinen tuote, joka muodostuu tämän yksikön molempien kaksoissidosten hapettumisen seurauksena, on yhdiste nimeltä malonaldehydi.
Haitanmuodostus on elintarviketeollisuuden suuri huolenaihe, minkä vuoksi elintarvikekemistit etsivät koko ajan uusia ja parempia antioksidantteja, aineita, joita lisätään hyvin pieninä määrinä (0,001-0,01 %) estämään hapettumista ja siten tukahduttamaan haalistumista. Antioksidantit ovat yhdisteitä, joiden affiniteetti happea kohtaan on suurempi kuin elintarvikkeen lipidien affiniteetti, joten ne toimivat siten, että ne vähentävät ensisijaisesti tuotteeseen imeytyvän hapen määrää. Koska E-vitamiinilla on antioksidanttisia ominaisuuksia, se auttaa vähentämään elimistön lipidien, erityisesti solukalvojen lipidien sisältämien tyydyttymättömien rasvahappojen vaurioita.