Výroba jedlého oleja
SUROVINY POUŽÍVANÉ V JEDLOM ZELENINOVOM PRIEMYSLE OLEJA
Suroviny určené pre priemysel olejov a tukov sú početné a rozmanité. V súčasnosti na svetovom trhu predstavuje najdôležitejšie zdroje olejnatých surovín 14 botanických čeľadí:
cruciferae (rapita); euphorbicae (ricínový brúsok); jugdalaceae (orech); strukoviny (sója, arašidy); Linaceae (v), Malvaceae (bavlna); oleaceae (olivy); palmaceae (kokosové palmy, palmy, palmy); papavaraceae (mac); pedoliaceae (sezamové); ružovité (mandle, lieskové orechy); solanaceae (semená paradajok, tabakové semená); vitaceae (hroznové semená). V závislosti od pôvodu sa olejnaté semená zaraďujú do:
_ semená pestovaných olejnatých semien_ slnečnica, sója, ľanový olej, repka a horčica, ricín, perilla, arašidy, sezam, mak, mletá mandľa;
_semená rastlín textilného oleja_ fenikel, konope, bavlna;
_semená neobrábaných rastlín_ (olejnaté buriny) _ repka, mak, hodolean, eruca; _olejové plody pestovaných stromov _ oliva, kokosový strom, brúsny papier, kokosový orech, orech, mandle, avokádo; _olejové plody nekultivovaných lesných stromov_ lieskový orech, tymián, jedľa, smrek, borovica, gaštan, rebríček; _ vedľajšie ropné produkty a odpad: olejniny (pšenica, kukurica, raž); semená (paradajky, tekvica, paprika, tabak); semená (hrozno, marhule, slivky, broskyne, čerešne, višne); ropný odpad z priemyslu prchavých olejov (aníz, koriander, kmín, fenikel)
Rastlinné oleje a tuky sa nachádzajú v prírode v rastlinných tkanivách a možno ich koncentrovať v semenách, klíčkoch, hľuzách, ako aj v dužine a ovocných jadrách. Obsah tuku v týchto častiach rastliny je premenlivý a je vyšší (16 - 60%) v semenách, plodoch alebo hľuzách, v prípade rastlín pestovaných na výrobu rastlinných olejov, tzv. olejniny .
Kniežatstvá mastných surovín a pôvod rastlinných olejov sú uvedené v tabuľke 1.1.
1.1. ANATOMICKÁ ŠTRUKTÚRA OLEJNATÝCH SEMIEN
Zrelé olejniny sa skladajú z dvoch hlavných častí: jadra a šupky.
Jadro obsahuje embryo (živá časť semena, z ktorého sa vyvinie budúca rastlina), dva klíčne listy a výživné tkanivo nazývané endosperm.
Kotyledóny a endosperm obsahujú rezervné živiny, ktoré sa spotrebúvajú počas obdobia tvorby novej rastliny, ktorej polohy sa líšia v závislosti od povahy semien. Slnečnicové a sójové semená majú teda klíčne listy bohaté na živiny, zatiaľ čo endosperm je chudobný a má veľmi tenkú vrstvu. V ľanových semenách obsahujú kotyledóny a endosperm rovnomerne rozložené živiny a v ricínových semenách sú koncentrované iba v endosperme. Šupka, vonkajšia škrupina
Kôra, vonkajší obal semien, sa obvykle skladá z troch vrstiev: epikarpu (šupka, ktorá pokrýva ovocie), mezokarpu pozostávajúceho z troch tvrdých a strukovinových buniek a endokarpu pozostávajúceho z malých buniek uložených v mäkkej a tenkej vrstve.
Šupka má úlohu ochrany pred mechanickým, chemickým a biochemickým poškodením. Hrúbka a priľnavosť škrupín k jadru sa líši v závislosti od povahy, odrody a odrody olejnatých semien, čo predstavuje kritérium ich rozdelenia do dvoch skupín: lúpané semená, ktoré obsahujú veľké množstvo šupka, intímna nepriľnavosť k jadru (slnečnica, sója, ricín) a nelúpateľné semená s tenkou šupkou a veľmi priľnavé k jadru (repka, ľan, konope)
Kvantitatívny pomer jadrovej kôry je variabilný v širokých medziach. Obsah kôry v slnečnicových semenách je teda 15 - 27%, v sóji medzi 7 a 12%, v prípade semien a repky 4 až 6%. a ricínový olej, medzi 22 a 25%.
Olejniny sa skladajú z veľkého počtu malých buniek (340um v ľane, 1075um v slnečnici, 1873 v ricínovom oleji). Typická bunka (obrázok 1.2) pozostáva hlavne z:
-plášť bunky (membrána) s hrúbkou 0,3 - 0,5 um;
-oleoplazma je skonštruovaná z cytoplazmy, v ktorej je homogénne dispergovaný olej vo forme ultramikroskopických inklúzií; jeho objem sa líši od jedného semena k druhému, predstavuje 75-76% celkového intracelulárneho objemu, v slnečnicových semenách, 66-69% v sójových bôboch, 75-85% v ricínovom oleji, 74% v ľane, v suchom stave, oleoplazma dodáva sa vo forme gélu s kompaktnou štruktúrou;
-aleuronové granule sú pevné telá denaturované bielkoviny, rôznych tvarov a veľkostí v závislosti od typu semena; v prípade semien s vysokým obsahom oleja majú granuly zaoblený tvar a v prípade chudobné na olej majú nepravidelný a hranatý tvar. povrch časti sa pohybuje medzi 20,3 um2 pre slnečnicu a 87,9um2 pre ľan pre olej.
-jadro je aktívne v niektorých hlavných životne dôležitých prejavoch bunky: delenie buniek, prenos dedičných znakov, anabolický metabolizmus, regenerácia buniek.
Kvantitatívna akumulácia lipidov v olejnatých semenách, ako aj štruktúra mastných kyselín sa menia počas dozrievania rastliny. Pre slnečnicové semená sú teda zaregistrované tri charakteristické fázy:
-počiatočná fáza, ktorá trvá dva týždne po odkvitnutí, sa vyznačuje syntézou lipidov,
-stredná fáza až do šiesteho týždňa je charakterizovaná rýchlou akumuláciou lipidov;
-terminálna fáza, v ktorej sa lipidy už kvantitatívne nehromadia.
Mastné kyseliny v triglyceridovej štruktúre vykazujú nasledujúcu dynamiku počas dozrievania semien.
-kyselina palmitová klesá z 25% na 7%
- stabilná kyselina olejová v prvých dňoch klesá z 23-25% na 15%;
- kyselina linolová sa zvyšuje zo 43% na 73%.
1.2 CHEMICKÉ ZLOŽENIE SUROVÝCH MATERIÁLOV
Hlavné chemické zložky olejových surovín v rôznych pomeroch sú: lipidy, bielkoviny, nedusíkaté extrakčné látky (sacharidy okrem celulózy), voda, celulóza a popol. V malom množstve sa nachádzajú fosfatidy, steroidy, vosky, farbivá a iné chemické zlúčeniny, ktoré sa extrahujú pomocou oleja, ktorý sa nazýva mastné látky. Tabuľka 1.2 ukazuje chemické zloženie olejnatých semien a obrázok 1.3 štruktúra zloženia pôvodných ropných surovín je znázornená graficky.
Rastlinné oleje možno definovať ako zložité prírodné zmesi glyceridov (96 - 99%) s malým množstvom sprievodných látok (1 - 4%)
1.2.1 Glyceridy(neutrálne tuky alebo neutrálne lipidy) alebo estery glyceridov s vyššími alifatickými monokarboxylovými kyselinami. Hydroxylové skupiny glycerolu môžu byť neesterifikované jedným, dvoma alebo tromi radikálmi mastných kyselín, rovnakými alebo rôznymi, za vzniku homogénnych alebo zmiešaných mono-, di- alebo triglyceridov.
Glyceridy sú nerozpustné vo vode a rozpustné v organických rozpúšťadlách (etyléter, petroléter, horúci alkohol, chloroform, benzén, acetón, benzín atď.). V závislosti od povahy a pomeru zložiek mastných kyselín, ich stavu agregácie pri teplote prostredí, môžu to byť tuhé látky (tuky), polotuhé látky (tuky) alebo kvapaliny (oleje).
Chemickou hydrolýzou (s kyselinami alebo zásadami) alebo enzymatickou (lipázy) sa štiepia esterové väzby za vzniku mastných kyselín a glycerolu. Horúca alkalická hydrolýza vedie k mydlám a glycerolu.
Za určitých podmienok (svetlo, teplo, vlhkosť atď.) Glyceridy prechádzajú chemickými a biochemickými degradačnými procesmi, ktoré sa nazývajú zákal. Produkty rozkladu glyceridov sú peroxidy, voľné karboxylové kyseliny, aldehydy, metylketóny a ďalšie produkty.
1.2.1.1 Lipidové mastné kyseliny
Mastné kyseliny (C4-C26), ktoré vstupujú do štruktúry rastlinných glyceridov, patria medzi nasýtené a nenasýtené monokarboxylové kyseliny, ktoré majú v molekule párny počet atómov uhlíka a sú distribuované v normálnych a niekedy cyklických reťazcoch. Tabuľka 1.3 ukazuje zloženie mastných kyselín v oleji. vegetovať.
Nižšie mastné kyseliny (do C12) sú za normálnej teploty tekuté, zmiešajte ich v akomkoľvek pomere s vodou (do C3), rozpustnosť pre nasledujúce mastné kyseliny klesá. Mastné kyseliny (C4-C10) majú nepríjemný zápach.
Vyššie mastné kyseliny s viac ako 12 atómami uhlíka sú pevné, za normálnych teplotných podmienok prakticky nerozpustné vo vode a sú bez zápachu.
Nasýtené mastné kyseliny a kyselina olejová (C18: 1) môžu byť syntetizované v ľudskom tele, ale nie nenasýtené, ako je napríklad kyselina linolová (C18: 2), kyselina linolénová (C18: 3), kyselina arachidónová (C20: 4). základné látky nevyhnutné pre rozvoj metabolických procesov sa nazývajú esenciálne mastné kyseliny. Ich hlavné biologické funkcie sú nasledujúce:
-zasahujú v prospech bunkových štruktúr, ktoré sú dôležitými zložkami mozgového tkaniva;
-vstupuje do zloženia fosfolipidov a polymérov, ktoré sa podieľajú na tvorbe bunkových membrán;
-zasahujú do redoxných reakcií a transportu elektrónov v dôsledku vysokej reaktivity metylénových skupín;
-pôsobí ako činidlo znižujúce hladinu cholesterolu a bráni ateroskleróze
Denná potreba esenciálnych mastných kyselín okolo 7 g je pokrytá iba stravou, dennou dávkou tukov v strave, musí obsahovať najmenej 1/3 rastlinných lipidov bohatých na nenasýtené mastné kyseliny.
Nedostatok esenciálnych mastných kyselín v potravinách sa prejavuje:
-spomalenie rastu;
-lézie vnútorných orgánov (pečeň a obličky)
Obsah esenciálnych mastných kyselín v celkových mastných kyselinách v niektorých rastlinných tukoch je uvedený v tabuľke 1.4.