הידרוגנציה

הִידְרוֹגֵנַצְיָה (באנגלית: Hydrogenation, על פי האקדמיה ללשון העברית: מִמְנוּן^[1]) היא סדרה של תגובות חיזור שהתוצאות הסופיות שלהן הן הוספת שני אטומי מימן למולקולה. המולקולות שלרוב עוברות תהליכי הידרוגנציה הן אלקנים ואמינים. רוב תהליכי ההידרוגנציה בתעשייה הכימית כרוכים בהוספה ישירה של מולקולות מימן (H₂), לרוב גם עם נוכחות קטליזטורים, דוגמת רייני ניקל. כמה מתהליכי ההידרוגנציה אינם כרוכים במגע ישיר של מולקולות מימן, אלא בתהליכים אלו עוברים אטומי מימן ממקום אחד במולקולה למקום אחר באותה מולקולה, תהליך הנקרא "הידרוגנציית מעבר".

הדוגמה הקלאסית לתגובת הידרוגנציה היא הוספת מימן לקשרי מימן בלתי רוויים באלקנים בין אטומי פחמן, תהליך ההופך את האלקנים לאלקאנים. כמה תהליכים חשובים מתעשיות התרופות והפטרוכימיקלים מבוססים על תהליך זה. בתעשיות המזון, חומצות שומן בלתי רוויות (שמן, בדרך כלל מהצומח) עוברות תהליך הידרוגנציה בתוספת קטליזטור (משטח פלטינה) ליצירת חומצות שומן רוויות (מה שמוכר כשומן צמחי מוקשה או "מרגרינה").

תהליכים המשיגים את התוצאה ההפוכה להידרוגנציה נקראים דהידרוגנציות.

הידרוגנציות בתעשיית המזון

נעשה שימוש נרחב ביותר בתהליך ההידרוגנציה בתעשיות השמנים והשומנים. תהליך הידרוגנציה מלא של מולקולות השמן הבלתי רוויות מרסק אותן (את קשריהן הכפולים) למולקולות שומן רוויות (בעלי קשרים יחידים). במציאות, תהליך ההידרוגנציה איננו מושלם עד סופו. מכיוון שהשמנים המקוריים לרוב מכילים יותר מקשר כפול אחד למולקולה (קרי, המולקולות הללו הן רב-בלתי-מרוסקות), התוצאה של תהליך ההידרוגנציה נקראת "שמני ירקות רוויים חלקית"; כאשר חלק, אבל בדרך כלל לא כל הקשרים הכפולים עברו תהליך חיזור (הידרוגנציה).

לפעמים, יכולה להתרחש הידרוגנציה כפולה – הידרוגנציה שבה קשר משולש (קרי, אלקין) עובר את תהליך ההידרוגנציה פעמיים ליצירת קשר יחיד. אם דבר זה איננו רצוי, ניתן להימנע מכך על ידי זיהום משטח הפלטינה שבו משתמשים לזירוז התגובה. דבר זה גורם לכך שפחות אטומי מימן נספחים לפלטינה (ואחר כך יכולים בקלות יתרה לשבור את הקשרים הכפולים או המשולשים הקיימים ולהוריד את האנרגיה הפוטנציאלית הדרושה לביצוע השינוי הכימי וכך לזרז את התגובה), ולכן, הסיכוי לתהליך הידרוגנציה כפול יורד באופן ניכר.

השומן המתקבל מהידרוגנציה הוא מוקשה, ואינו צמיג. לכן נוח יותר לשמור אותו ולנייד אותו. הוא גם זול יותר, ונשמר לתקופה ארוכה יותר. בגלל סיבות אלו יש לו שימוש רב בתעשיית המזון המוכן, והמזון להכנה מהירה. מרבית החטיפים, הממרחים, והממתקים התעשייתים, וכן מוצרי בצק או בשר להכנה מהירה, עושים בו שימוש. הוא גם מאפשר לקבל שומן רווי זול שהוא פרווה, ולכן שימושי מסיבות של כשרות. עם זאת, בגלל ההשלכות הרפואיות, יש נטייה להקטין את השימוש בו^[2].

השלכות רפואיות

התוצרים של התהליך ההידרוגנציה הלא מלא הם איזומרים של שרשראות פחמן בלתי רוויות ובלתי שבורות. לתוצרים אלו ישנן השפעות רפואיות על גוף האדם. מבנה הציס של הקשרים הכפולים הללו הוא בדרך כלל המבנה השכיח בשומנים לא מעובדים ברוב מקורות השומן, אך כאשר השומן עובר תהליך הידרוגנציה לא מלא, השומן הציס מומר בחלקו לאיזומר הטראנס שלו. נמצא קשר בין כמות הצריכה של איזומרים אלו לבין הסיכון לפתח מחלות של מערכת הדם (ראו שומני טראנס).