व्याख्यान 10 (Lecture 10)

भौतिक स्थिरांक (Physical constants)

1. विशिष्ट गुरुत्व (Specific gravity):
   • चूंकि अलग-अलग तेलों का विशिष्ट गुरुत्व (specific gravity) अलग-अलग होता है, इसलिए सामान्य मूल्य (normal value) से कोई भी भिन्नता तेलों के मिश्रण को दर्शाती है।
2. अपवर्तनांक (Refractive index):
   • वसा में अपवर्तन के निश्चित कोण (definite angles of refraction) होते हैं।
   • सामान्य मूल्य से भिन्नता वसा या तेलों में मिलावट (adulteration) को इंगित करती है।
3. ठोसीकरण बिंदु या सेटिंग बिंदु (Solidification point or setting point):
   • ठोसीकरण बिंदु (Solidification point) वह तापमान है जिस पर वसा पिघलने के बाद वापस ठोस हो जाती है या बस जम (solidifies) जाती है।
   • प्रत्येक वसा का एक विशिष्ट ठोसीकरण बिंदु होता है।

रासायनिक स्थिरांक (Chemical constants)

1. साबुनीकरण संख्या (Saponification number):
   • इसे 1 ग्राम वसा या तेल को साबुनीकृत (saponify) करने के लिए आवश्यक KOH (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) के मिलीग्राम के रूप में परिभाषित किया गया है।
   • कम आणविक भार (low molecular weight) या लघु श्रृंखला फैटी एसिड (short chain fatty acids) वाले वसा या तेल के लिए साबुनीकरण संख्या (saponification number) अधिक होती है और इसके विपरीत।
   • यह वसा या तेल में फैटी एसिड के आणविक भार (molecular weight) और आकार के बारे में एक सुराग देता है।
2. आयोडीन संख्या (Iodine Number):
   • इसे 100 ग्राम वसा या तेल द्वारा ग्रहण किए गए आयोडीन (iodine) के ग्रामों की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है।
   • आयोडीन संख्या फैटी एसिड की असंतृप्ति की डिग्री (degree of unsaturation) का एक उपाय है।
   • चूंकि वसा या तेल द्वारा अवशोषित आयोडीन की मात्रा को सटीक रूप से मापा जा सकता है, इसलिए वसा या तेल की सापेक्ष असंतृप्ति (relative unsaturation) की गणना करना संभव है।
3. रीचर्ट-मीसेल संख्या (R.M. नंबर) (Reichert-Meisel number (R.M.number)):
   • यह वाष्पशील घुलनशील फैटी एसिड (volatile soluble fatty acids) का एक उपाय है।
   • यह मक्खन (butter) और नारियल के तेल तक ही सीमित है।
   • इसे 5 ग्राम वसा में मौजूद घुलनशील वाष्पशील फैटी एसिड (soluble volatile fatty acids) को बेअसर (neutralise) करने के लिए आवश्यक 0.1 N क्षार के मिलीलीटर की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है।
   • रीचर्ट-मीसेल संख्या (Reichert-Meisel number) का निर्धारण खाद्य रसायनज्ञ (food chemist) के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह मक्खन और घी में मिलावट (adulteration) का पता लगाने में मदद करता है।
   • जब पशु वसा (animal fat) का उपयोग मक्खन या घी में मिलावट (adulterant) के रूप में किया जाता है तो रीचर्ट-मीसेल मान कम हो जाता है।
4. पोलान्स्की संख्या (Polanski number):
   • अघुलनशील (insoluble), गैर-वाष्पशील फैटी एसिड (non-volatile fatty acids) (पशु वसा के अतिरिक्त) को जोड़कर घी में मिलावट (adulterated) की जा सकती है।
   • पोलान्स्की संख्या (Polanski number) का पता लगाकर इसका परीक्षण किया जा सकता है।
   • इसे 5 ग्राम वसा से प्राप्त अघुलनशील फैटी एसिड (भाप आसवन - steam distillation के साथ वाष्पशील नहीं) को बेअसर (neutralise) करने के लिए आवश्यक 0.1 N पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान (potassium hydroxide solution) के मिलीलीटर की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है।
5. एसिटाइल संख्या (Acetyl number):
   • इसे एसिटिलेशन (acetylation) के बाद 1 ग्राम वसा या तेल के साबुनीकरण (saponification) द्वारा प्राप्त एसिटिक एसिड को बेअसर (neutralise) करने के लिए आवश्यक पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान के मिलीलीटर में मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है।
   • कुछ फैटी एसिड में हाइड्रॉक्सिल समूह (hydroxyl groups) होते हैं। इनके अनुपात को निर्धारित करने के लिए, उन्हें एसिटिक एनहाइड्राइड (acetic anhydride) के माध्यम से एसिटिलेटेड (acetylated) किया जाता है।
   • इसके परिणामस्वरूप मुक्त हाइड्रॉक्सिल समूहों के स्थान पर एसिटाइल समूहों (acetyl groups) की शुरूआत होती है।
   • मानक क्षार (standard alkali) के साथ एसिटिलेटेड वसा या तेल से मुक्त एसिटिक एसिड के अनुमापन (titration) द्वारा वसा के संयोजन में एसिटिक एसिड का निर्धारण किया जा सकता है।
   • एसिटाइल संख्या (Acetyl number) इस प्रकार वसा या तेल में मौजूद हाइड्रॉक्सिल समूहों की संख्या का एक उपाय है।
6. एसिड संख्या (Acid number):
   • इसे एक ग्राम वसा या तेल में मौजूद मुक्त फैटी एसिड (free fatty acids) को बेअसर करने के लिए आवश्यक पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के मिलीग्राम के रूप में परिभाषित किया गया है।
   • एसिड संख्या (Acid number) वसा या तेल में मौजूद मुक्त फैटी एसिड की मात्रा को इंगित करती है।
   • वसा या तेल की उम्र के साथ मुक्त फैटी एसिड की मात्रा बढ़ जाती है।

फॉस्फोलिपिड्स का आणविक एकत्रीकरण (Molecular aggregation of phospholipids)

• ग्लिसरोफॉस्फोलिपिड्स (Glycerophospholipids) पानी में वस्तुतः अघुलनशील (virtually insoluble) होते हैं।
• सटीक स्थितियों और उपयोग किए गए लिपिड की प्रकृति के आधार पर, जब एम्फीपैथिक लिपिड (amphipathic lipids) को पानी के साथ मिलाया जाता है तो तीन प्रकार के लिपिड समुच्चय (lipid aggregates) बन सकते हैं।

मिसेल्स (Micelles)

• मुक्त फैटी एसिड (Free fatty acids), लाइसोफॉस्फोलिपिड्स (lysophospholipids) और सोडियम डोडेसिल सल्फेट (sodium dodecyl sulphate - SDS) मिसेल (micelle) बनाते हैं।
• मिसेल्स (Micelles) अपेक्षाकृत छोटी गोलाकार संरचनाएँ (spherical structures) हैं जिनमें कुछ दर्जन से लेकर कुछ हज़ार अणु शामिल होते हैं जो इस तरह से व्यवस्थित होते हैं कि उनके हाइड्रोफोबिक क्षेत्र (hydrophobic regions) पानी को छोड़कर इंटीरियर में जमा हो जाते हैं और उनके हाइड्रोफिलिक हेड समूह (hydrophilic head groups) सतह पर पानी के संपर्क में होते हैं।
• यह आणविक व्यवस्था (molecular arrangement) पानी और हाइड्रोफोबिक पूंछ (hydrophobic tails) के बीच प्रतिकूल संपर्कों (unfavourable contacts) को समाप्त करती है।

बाइलेयर (Bilayer)

• पानी में दूसरे प्रकार का लिपिड समुच्चय बाइलेयर (bilayer) है जिसमें दो लिपिड मोनोलेयर्स (monolayers) मिलकर दो आयामी शीट (two dimensional sheet) बनाते हैं।
• प्रत्येक मोनोलेयर में हाइड्रोफोबिक भाग (hydrophobic portions) पानी को छोड़कर बातचीत करते हैं।
• हाइड्रोफिलिक हेड समूह बाइलेयर की दो सतहों पर पानी के साथ बातचीत करते हैं, लिपिड बाइलेयर्स जैविक झिल्लियों का संरचनात्मक आधार (structural basis) बनाते हैं।

चित्र: Lipid Bilayer and Micelles

लिपोसोम (Liposomes)

• लिपिड समुच्चय का तीसरा प्रकार तब बनता है जब एक लिपिड बाइलेयर खुद पर वापस मुड़कर एक खोखला गोला (hollow sphere) बनाता है जिसे लिपोसोम (liposome) या पुटिका (vesicle) कहा जाता है।
• ये बाइलेयर पुटिकाएं (bilayer vesicles) पानी को घेरती हैं जिससे एक अलग जलीय डिब्बे (aqueous compartment) का निर्माण होता है।

जैविक झिल्ली (Biological membranes)

• प्रोटीन और ध्रुवीय लिपिड (polar lipids) जैविक झिल्ली (biological membranes) के द्रव्यमान के लिए जिम्मेदार हैं।
• प्रोटीन और लिपिड का सापेक्ष अनुपात विभिन्न झिल्लियों में भिन्न होता है, जो जैविक भूमिकाओं की विविधता को दर्शाता है।
• एम्फीपैथिक अणु (Amphipathic molecules) बाहर की ओर लिपिड के गैर ध्रुवीय क्षेत्र के साथ लिपिड बाइलेयर बनाते हैं।
• इस लिपिड बाइलेयर में, गोलाकार प्रोटीन (globular proteins) हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन (hydrophobic interactions) द्वारा आयोजित नियमित अंतराल पर एम्बेडेड (embedded) होते हैं।
• कुछ प्रोटीन झिल्ली के एक या दूसरे चेहरे से बाहर निकलते हैं (परिधीय प्रोटीन - peripheral proteins); कुछ इसकी पूरी चौड़ाई (width) (अभिन्न प्रोटीन - integral proteins) तक फैले हुए हैं।
• झिल्ली में व्यक्तिगत लिपिड और प्रोटीन सबयूनिट एक द्रव मोज़ेक (fluid mosaic) बनाते हैं।
• झिल्ली तरल (fluid) है क्योंकि लिपिड के बीच, लिपिड और प्रोटीन के बीच बातचीत गैर सहसंयोजक (non covalent) है, जिससे व्यक्तिगत लिपिड और प्रोटीन अणु बाद में स्थानांतरित (move laterally) होने के लिए स्वतंत्र हो जाते हैं।
• एक झिल्ली के प्रमुख कार्यों में से एक इसके पार पदार्थों के पारित होने (passage) को नियंत्रित करना है।
• उन्हें चुनिंदा रूप से पारगम्य (selectively permeable) कहा जाता है। कोशिका के विभिन्न झिल्लियों में अलग-अलग चयनात्मक पारगम्यता (selective permeabilities) होती है।