Kemičar u kući (#20): po čemu se razlikuju masti od ulja?

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos nedjelja, 15. studenog 2020. u 06:00

Meni riječ ulje ne znači ništa ili – da budem znanstveno precizan – ta riječ ima za kemičara neodređeno značenje. Ulje može biti sve i svašta. Može biti repičino, suncokretovo, sojino, maslinovo i bučino ulje, dapače i ono istisnuto iz lanenih sjemenki ili sjemenki kukuruza, koštica grožda, pa čak iz bukvinih plodova. Ulje se, da budemo opet znanstveno precizni, može istisnuti iz svake sjemenke jer ga svaka sjemenka sadrži – ono je naime štiti od truljenja kada padne na zemlju. Pitanje je samo tehnologije i dakako ukusa: nekoć je u Međimurju bučino ulje bilo „ulje za svinje“, a laneno ulje se nije jelo nego je služilo u stolariji za pripremu firnisa – tek je suvremena tehnologija istiskivanja omogućila da to izvanredno ukusno i zdravo ulje dođe i do našeg stola.

No tu priča o ulju ne prestaje. Postoje i mineralna ulja, primjerice terpentinsko, parafinsko i silikonsko, a konačno i zemno ulje, što je drugo ime za naftu, pa sve češće čujemo riječ „ulje“ u tom značenju – očito pod utjecajem engleskog jezika (oil – nafta, oiler – tanker). Ukratko, riječ „ulje“ ne označava kemijski sastav nego fizička svojstva tvari. To je tekućina koja se ne miješa s vodom (pa stoga djeluje masno). A kada takvu tekućinu dobije u tikvici, kemičar zna da je neće moći iskristalizirati nego će biti bolje da je pokuša pročistiti destilacijom.

Ako napravimo finiju podjelu na mineralna i biljna (ili jestiva) ulja malo smo bliže kemiji. Mineralna ulja su ugljikovodici ili smjese ugljikovodika najrazličitije strukture, dok su biljna ulja smjese estera glicerola s višim masnim kiselinama, opet različite strukture. Usto sadržavaju u ulju topljive vitamine (posebno je sojino ulje bogato vitaminom E), no i nešto slobodnih masnih kiselina, dakle onih koje nisu vezane za glicerol. Slobodne masne kiseline? „U fašističkoj Italiji nema slobodnih masnih kiselina“, rekao je naš nobelovac Leopold Ružička na znanstvenom skupu što se održavao baš u toj zemlji – no zbog tih riječi nije prestao biti slobodan.

A što su masti? Masti nisu ništa drugo nego smrznuta, sleđena ulja. Baš kao što su ulja rastaljene masti. U ovo drugo uvjerio se svatko tko je pekao na svinjskoj ili nekoj drugoj masti. U prvo se pak možete lako uvjeriti stavite li maslinovo ulje u ledenicu: dobit ćete mast koju možete sasvim lijepo mazati na kruh. Nekoć su, posebice u Sjevernoj Americi, istiskivali ulje iz svinjske masti. Svinjska mast nije naime homogena tvar, nego se sastoji od čestica masti raspršenih u ulju. Svaka mast ima svoje talište. O čemu ono ovisi?

Za mineralna ulja odgovor je jednostavan: ugljikovodici male molekulske mase su plinovi, oni malo veće tekućine („ulja“), a oni najveće krutine („masti“). Zato i možemo parafin kupovati u obliku parafinskog ulja, krutog parafina i još u nekom prijelaznom stanju između krutine i tekućine (parafinski gel). Štoviše, i polietilen je parafin, no visokog tališta, jer se od drugih parafina ničim drugim ne razlikuje osim veličinom molekula. No što je s jestivim mastima i uljima, trigliceridima viših masnih kiselina?

U školi se uči da masti sadrže zasićene, a ulja nezasićene masne kiseline. Drugim riječima, u molekulama masnih kiselina, R–COOH, u ugljikovodičnom dijelu molekule, R, nalaze se dvostruke veze između ugljikovih atoma, -CH=CH-  (ulja) ili samo jednostruke veze, -CH2–CH2- (masti). Oni koji su malo bolje učili kemiju znaju da se biljna mast dobiva hidrogenizacijom biljnoga, obično sojinog ulja, a ne izdvajanjem iz biljaka. U tom procesu, procesu hidrogenizacije propuhuje se vodik kroz ulje. Zahvaljujući dodanom katalizatoru vodik se veže (adira) na dvostruku vezu, pa se molekula zasićuje vodikom, tj. segmenti -CH=CH-  prelaze u segmente -CH2–CH2-.

No nije sve tako jednostavno. Ne postoji mast koja bi imala samo zasićene niti ulje koje bi sadržavalo samo nezasićene masne kiseline. Bolje bi bilo reći da o omjeru zasićenih i nezasićenim masnih kiselina ovisi talište masti. (Tu činjenicu iskorištavaju proizvođači biljne masti, jer proizvode mast različitog tališta, zimsku i ljetnu, te tako štede na vodiku, tj. smanjuju troškove proizvodnje.) Na prehrambenim proizvodima često se deklarira sadržaj zasićenih ili nezasićenih kiselina, ali pokatkad nalazimo samo jodni broj, broj koji govori koliko u uzorku masti ili ulja ima dvostrukih veza (nezasićenija masnoća – veći jodni broj).

Zasićene masne kiseline su nezdrave, a nezasićene zdrave. Točno, ali nedovoljno precizno. Jer mnogo ovisi o tome gdje se u nezasićenim molekulama nalazi dvostruka veza. Najčešće se nalazi između devetog i desetog ugljikova atoma brojeno od kraja ugljikovodičnog lanca (omega-9 masne kiseline), rjeđe između šestog i sedmog atoma (ω-6). Maslinovo ulje, a posebice ulja morskih životinja (riba i glavonožaca) sadržavaju omega-3 masne kiseline. Omega-3 masne kiseline, a među njima vrlo česta linolenska kiselina, izuzetno su zdrave. No postoje i nezdrave nezasićene masne kiseline. One nastaju kada se ulje zagrijava (pa ih stoga ima u biljnoj masti). To su trans-nezasićene masne kiseline, kiseline u kojima su atomi oko dvostruke veze drugačije raspoređeni nego u termički neprerađenim uljima, koje sadržavaju cis-masne kiseline. Stoga ako nešto jako pržite ili pečete bit će bolje da to činite na masti nego na ulju – jer ulje je zdravije od masti samo ako je hladno.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu te, naravno, Bug online. Autor je više stručnih i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.