Применение жиров

Применение жиров.

(Статья (фельетон) из «Правительственного Вестника» № 21 от 27 января 1900 года)

Редакция: Андрей Меньщиков



После протоплазмы, жир едва ли не самая распространенная составная часть живой клетки; в растительном как и в животном царстве клетки, совершенно свободные от жира, принадлежат к числу редкостей. Маленькие, блестящие точки, видимые в слизистом содержимом почти каждой клеточки, оказались при ближайшем исследовании жировыми веществами; таким образом оказывается, что жир распространен в природе в неисчислимом количестве. По-видимому, жир представляет необходимую жизненную потребность всех организмов, иначе нельзя объяснить неуклонное стремление растительного и животного царства выработать запасы этого продукта. Запасы служат для продовольствия организма в то время как он, почему-либо, не в состоянии вырабатывать жир, а также для снабжения ими молодых организмов в период, когда они еще не способны существовать без готовой пищи.

В вечном стремлении подчинить природу, человек давно уже открыл источники жировых запасов и не замедлил воспользоваться ими для своих нужд; также рано подметил он огромное разнообразие в качествах, отличающих жиры, смотря по их происхождению. Одни жиры были отличены человеком как пищевые вещества, другие найдены им для этого непригодными и применены для технических надобностей: сами по себе жиры почти одинаково применимы для тех и других целей, а различие их кроется в незначительных примесях, хорошо или дурно влияющих на вкус и поэтому обусловливающих такое деление жиров. Пока химический состав жировых веществ совершенно не был известен, по необходимости определяли их форму применения и достоинства исключительно по происхождению того или другого жира. Достойно внимания, что в старину ученые долгое время не питали желания заняться исследованием природы жиров. Даже алхимики, которые так охотно экспериментировали над всяким попадавшимся им под руку предметом, очень часто применяли при своих работах жиры, нисколько не интересуясь их химическим составом. При всем том, важнейшее из химических превращений жира, послужившее впоследствии к распознанию его природы, — перевод жира в мыло, было не только хорошо известно древнему миру, но послужило к развитию весьма важной отрасли промышленности — мыловарению.

Известно, что все жиры имеют одно общее им свойство превращаться в мыло, при варке их со щелоком; в свою очередь, способность мыла, в противоположность жирам, не только растворяться в воде, но своим влиянием содействовать растворению в ней жиров, не могла ускользнуть от внимания человека, употребляющего поэтому мыло в продолжение тысячелетий, как незаменимое средство для умывания и стирки.

Какому народу наука обязана изобретением мыла — вопрос, на который не трудно ответить, не прибегая к античной литературе; дело в том, что в глубокой древности, безусловно необходимая для изготовления мыла щелочь получалась только из одного источника; щелочь эта была «трона» или естественная египетская сода; отсюда ясно, что мыловарение как и стекловарение, также нуждающееся в соде, — одинаково зародились в Египте. Этим также объясняется, почему оба производства процветали в древности преимущественно у тех народов, которые близко соприкасались с торгово-промышленною деятельностью страны древних фараонов. Такими народами оказываются в древности финикийцы, а в средние века венецианцы, мыла которых пользовались мировой известностью.


В средние века в мыловаренном производстве произошел переворот, были найдены новые источники для добывания щелочей. На северо-западном побережье Средиземного моря стали добывать соду выщелачиванием золы морских растений, и в только что возрождавшихся странах центральной Европы начали добывать поташ из древесной золы, стекловарение как и мыловаренное производство быстро развились под влиянием новых источников добывания щелочей. С тех пор «марсельское» мыло начало вытеснять со всех рынков «венецианское»; одновременно, на севере, стали выделывать жидкое и мажущееся калийное (поташное) мыло; прошло еще немного времени, и более искусные в производстве немецкие мыловары изобрели способ «отсолки», т. е. посредством прибавления поваренной соли переводить жидкое калийное в твердое натроновое мыло. Любопытно, что немецкие изобретатели способа «отсолки» мыла в сущности не имели ни малейшего представления о том, что совершается у них в котле с мыльным щелоком при прибавлении туда поваренной соли, ни о том, каким образом и при каких условиях калийное мыло вдруг превращается в содовое. Подобное «глубокое непонимание» элементарных научных фактов из области химии не помешало первым мыловарам-практикам развить свой промысел в огромное производство. Впоследствии дальнейшие открытия в области химической технологии дали новое направление мыловаренному производству.

К числу древнейших форм применения жиров является также производство фитильных свеч, т. е. жир применяется в качестве осветительного материала. На юге, где масличное дерево всегда представляло богатый запас высококачественного масла, свечу заменила лампа, нашедшая себе распространение даже в глубокой древности. На севере же древесная лучина господствовала в течение веков, — только медленно, шаг за шагом, уступая лампе, освещаемой репным маслом. Жир убойных животных, впоследствии заменивший в мыловаренном производстве оливковое масло, не мог быть применяем вследствие своей твердой консистенции для зажигания в лампах. Опыты предков применить для лампового освещения более жидких, гусиного и свиного, сала также не увенчались большим успехом. Только постепенно дошли до открытия производства сальных свеч — успех для того времени столь же поразительный, как открытие в наше время сперва газового, потом электрического освещения. Открытие способа выделки маканых сальных свеч вскоре вызвало новую обширную промышленность вследствие одновременно разросшегося спроса на подобные изделия. В Англии образовался даже особый цех свечных мастеров, существующий до сего дня, конечно, не для выделки никем не употребляемых более маканых свеч, а для более практичного применения несметных богатств, накопленных ими в течение веков.

В начале текущего столетия сальные свечи уже употреблялись почти всеми, кроме владетельных особ: во дворцах и в помещениях вельмож сальной свече был закрыт доступ; вместо нее применялась восковая свеча, составлявшая ранее принадлежность церкви, но последняя была дороги, а сальная свеча отталкивала от себя своим зловонием и копотью. Все это заставляло ученых приняться за улучшение масляной лампы.

В таком приблизительно положении находилось дело, когда умерший в 1889 году в возрасте свыше 100 лет знаменитый французский естествоиспытатель Шеврёль впервые приступил в 1810 году к основательному изучению природы жиров. Верным взглядом определил он значение процесса омыления и признал в нем ключ к распознаванию сути процесса. Учение Шеврёля о жирах является не только первым по времени, но одним из самых смелых и целесообразных, какие когда-либо были построены в области органической химии. Его хорошо обоснованные воззрения навеки сохранили силу научных законов. Они послужили первообразом для дальнейшего развития науки предмета, и неизменная в течение тысяч лет жировая промышленность под влиянием его плодотворных исследований сразу развилась до небывалых размеров.

Исследования Шеврёля впервые показали, что все находившиеся в те времена в употреблении жиры представляют смесь, состоящую из нейтральных сложных эфиров глицерина. Под словом сложный эфир принято разуметь соединение какой-либо кислоты с каким-либо спиртом с выделением воды. Глицерин, открытый, но не изученный Шееле, был признан Шеврёлем и Бертоло как раз за такой спирт, какой встречается исключительно в сложных эфирах жиров. Различие в составе жиров зависит от того, с какими кислотами глицерин связан в сложный эфир; из этих кислот три — пальмитиновая, стеариновая и олеиновая — участвуют несравненно чаще в процессе образования жиров, чем прочие. Лишь в крайне редких случаях встречаются в природе жиры, представляющие химически обособленное тело, в подавляющем же большинстве случаев жиры представляют смесь сложных эфиров трех перечисленных выше кислот, оттуда и название их: трипальмитин, тристеарин и триолеин. Огромная разница, представляемая жирами в отношении плотности и других качеств, обусловливается количественным соотношением смеси, главным образом, трех перечисленных сложных эфиров, а также и других, иногда встречающихся, в известном жире. Так, например, оливковое масло, бычачье и баранье сала по своей химической природе совершенно одинаковы по входящим в них веществам, но представляют большое разнообразие в количественном соотношении составных частей. Отсюда ясно, почему эти три жира столь различны по внешнему виду: триолеин, как и масляная кислота, составляющая его основу, при обыкновенной температуре жидки, тогда как пальмитиновая и стеариновая кислоты и их сложные эфиры довольно плотны и отличаются высокою точкою плавления. Поэтому, если жир состоит из большого количества триолеина с небольшою примесью трипальмитина и тристеарина (состав оливкового масла), то такой жир при обыкновенной температуре жидок и представляет раствор плотных жиров в жидком масле, из которого при сильном охлаждении (например, прованское масло зимою) осаждается часть плотного; при преобладании плотных жиров, как, например, в сале, смесь напоминает мазь. В свином сале и в гусином жире содержится триолеина много больше, чем в говяжьем и бараньем сале, почему они менее плотны. Примером жира, в котором, помимо трех вышеописанных типичных сложных жировых эфиров, содержатся еще другие, может служить коровье масло. В нем, кроме триолеина, трипальмитина и тристеарина, содержится еще четвертый, трибутирин, глицериновый эфир масляной кислоты.

Разложение сложного эфира на его составные части происходит таким образом, что его заставляют присоединить к себе воду и химически с ней соединиться; простым смешением жира с водою такого результата достигнуть нельзя; для этого существуют различные пути. Старейшее из применяемых с этой целью средств заключается в обработке жира водным раствором щелочей — тот самый способ, к которому прибегают при мыловарении, и этот способ известен в химии под названием омыления. Заслуга разъяснения сущности химического процесса омыления всецело принадлежит Шеврёлю; он первый признал мыло щелочными солями жировых кислот. Другую составную часть разложенного щелочами жира — глицерин Шееле открыл растворенным в мыльном щелоке.

Если рассматривать составные части жира в качестве горючего материала для освещения, то окажется, что в качестве такого годится только жировая кислота; глицерин же хотя также способен гореть, но слабо светящимся пламенем, причем он отличается крайне важным недостатком: при неполном сгорании он превращается в зловонный акролеин. Запах акролеина ощущается при таянии фитиля только что потушенной сальной свечи. Так как освобожденные из жира стеариновая и пальмитиновая кислоты отличаются гораздо высшею точкою плавления чем сало, из которого они добываются, то явилась мысль попытаться применить эти кислоты к выделке свеч; мысль эта впоследствии, как известно, осуществилась и привела в результате к развитию колоссального фабричного производства — стеариновых свеч.

С возникновением производства стеариновых свеч получило более широкое развитие и мыловаренное дело, тесно связанное с первым в отношении материалов, идущих в производство. Свечные фабрики, разлагая жир на составные части, стеариновую, олеиновую и пальмитиновую кислоты и глицерин, нуждаются для своего производства исключительно в первой, тогда как остальные, побочные, продукты утилизируются мыловаренными заводами, как готовый и удешевленный материал, для производства мыла. Другая причина косвенного содействия свечного производства развитию мыловарения заключается в том, что свечные заводы для добывания стеариновой кислоты не могут естественно применять с этой целью жидкие масла вроде оливкового, крайне бедного стеарином, а принуждены для этого разлагать более плотные жиры, например, баранье сало, удаляя ненужные им побочные продукты мыловаренным заводам. Последним настолько же выгодно пользоваться этими побочными продуктами, насколько было бы убыточно самим разлагать баранье жир для надобностей мыловарения.

В дальнейшем своем развитии промышленная обработка жиров сделала новые успехи, выделив новое производство — маргариновое. В постепенном своем усовершенствовании стеариновое производство не ограничилось уже простым выделением более плотных жиров, а приступило к фракционированному разложению жиров, основанному на различии точки плавления жировых кислот. Если растопить сало, то при его застывании наблюдается следующий процесс кристаллизации: сперва из расплавленного жира начинают медленно осаждаться зерна плотных тристеарина и трипальмитина; осадок, увеличиваясь, плотнеет и получает свою первоначальную консистенцию. В это время прерывают медленно процесс застывания, не дав ему совершиться до конца, т. е. отжимают застывший твердый осадок от оставшегося жидкого, этот плотный осадок носит название стеарина, а стекающий жидкий жир, принимающий по окончательном застывании консистенцию коровьего масла, и есть так называемый маргарин, или искусственное коровье масло.

Само собою понятно, что сало для этой промышленности, если добываемый маргарин предназначается для употребления в пищу, должно быть безукоризненно свежим. Жир берется от только что убитых животных и немедленно доставляется на фабрику во избежание загнивания олеина и кровяных частичек. Отборное сало поступает в дробильные машины, измельчается ими на мелкие кусочки и вытапливается в паровой ванне. Растопленный жир в момент застывания поступает в огромные гидравлические прессы, задерживающие стеарин и освобождающие еще жидкий маргарин; последний осаждается при помешивании с прибавлением известного количества молока, затем месят маргарин в больших машинах, с целью предупреждения образования крупных кристаллов, что лишило бы его сходства с обыкновенным коровьим маслом. Прибавка же молока производится с тою целью, чтобы придать искусственному маргариновому маслу аромат естественного. Стеарин же, оставшийся в прессах, поступает на стеариновые заводы.

В заключение нелишне сказать несколько слов и о глицерине, получающемся как побочный продукт как на стеариновых, так и на мыловаренных заводах, хотя на вторых его добывание несколько более затруднительно, вследствие того, что он находится в смеси с поваренною солью. В неочищенном виде глицерин представляет сиропообразную коричневую жидкость; но его не трудно очистить посредством перегретых паров; очищенный, таким образом, глицерин образует всем знакомую бесцветную и без запаха жидкость, которая пользуется весьма широким применением. Незначительная часть глицерина, добываемая при мыловарении, предназначается заводами в качестве прибавки к туалетным мылам. По существующему мнению, мыло, содержащее глицерин, полезно для кожи; кроме того, при значительном содержании глицерина мыло становится прозрачным. Это обстоятельство и вызвало фабрикацию совершенно прозрачных сортов мыл, поступающих под названием «глицериновых», хотя известно, что вместо глицерина к мылу прибавлены другие вещества: спирт, меласса и т. под., придающие ему прозрачность, но не влияющие благотворно на кожу. Отсюда видно, что как прозрачность мыл, так и мрамороподобный вид его не могут служить признаком высоких качеств его, а лишь свидетельствуют об искусственной подделке.