lovesouthernsocial.com

Ознайомтеся з найбільш традиційними та передовими методами добування рослинних олій

Рослинні олії – це жири, що витягуються з рослин. Хоча інші частини, такі як коріння, гілки та листя, можна використовувати для отримання рослинної олії, екстракція відбувається майже виключно з насіння. Масла утворені тригліцеринами (які є об’єднанням трьох жирних кислот з молекулою гліцерину), і через цю неполярну хімічну природу вони нерозчинні у воді та розчинні в органічних розчинниках.

Різноманітність джерел рослинної олії призводить до великої мінливості відсотка вилучення. Звичайними технологіями є екстракція механічним пресуванням, з меншими масштабами та інвестиційними замовленнями, та хімічна екстракція з більшими масштабами та вкладеннями, які використовують для цього розчинники, а найдосконаліші здійснюють екстракцію за допомогою надкритичної рідини та ферментів.

Незалежно від використовуваного процесу екстрагування, підготовка сировини зазвичай проходить деякі початкові етапи перед самим витяганням: очищення, декортикація (це відокремлення лушпиння, якщо воно є), подрібнення, прокручування та варіння.

З хімічної точки зору, немає способу вибрати найефективнішу методологію для екстракції цих сполук, на яку можуть вплинути кілька факторів, таких як природа рослини, розчинник, що використовується для екстракції, розмір частинок, час. і температура екстрагування.

З екологічної точки зору вибір стає легшим. Метод пресування є найбільш природним, виробляє масло вищої якості і не утворює токсичних залишків.

Нижче ви можете дізнатися трохи більше про кожен метод, а потім зробити більш свідомий вибір продуктів, які ви купуєте, відповідно до впливу кожного з них на навколишнє середовище.

Пресування рослинних олій

Екстракція пресом – це процес, який сьогодні широко використовується для вилучення рослинних олій у невеликих масштабах, щоб задовольнити місцеві потреби кооперативів, невеликих виробництв тощо.

Насіння або мигдаль, які мають від 30% до 50% олії, можна піддавати екстракції олії в безперервних пресах, званих експелер, або в гідравлічних пресах (пакетний процес). Цей процес можна використовувати для касторових бобів, бабасу, бразильських горіхів і мигдалю в цілому, тобто для матеріалів з низькою вологістю (нижче 10%) і наявністю волокнистого матеріалу.

Безперервні преси оснащені нескінченним гвинтом або різьбою, що розчавлює матеріал, виділяючи масло. Гідравлічні преси (переривчасте пресування) мають перфорований циліндр, в якому рухається поршень, який чинить тиск на сировину (що знаходиться всередині тканинного або полотняного мішка).

У цьому процесі виникає велике внутрішнє тертя, яке підвищує температуру матеріалу та масла, тому термін «холодне пресування» не застосовується або його дуже важко досягти в цих умовах. Навіть якщо він не нагрівається перед пресуванням, утвореного тепла достатньо, щоб підвищити температуру обладнання, частково знежиреного макула (який є матеріалом, що залишився після пресування) і масла.

Під час пресування екстракція олії не завершена, і отриманий макуха може мати високий вміст залишкової олії, що може сприяти прогорканню матеріалу, якщо зберігається протягом тривалого часу. При цьому, якщо сировина містить 50% олії, пресування 100 кг матеріалу дасть не 50 кг олії, а меншу кількість олії і частково знежирений макуха. Ефективність видобутку залежить від обладнання, умов процесу та сировини.

Таким чином, пресові матеріали з низьким вмістом олії можуть бути економічно невигідними. З іншого боку, масла з високою доданою вартістю, наприклад, для використання в косметиці, можуть увімкнути процес вилучення олії шляхом пресування в такому масштабі.

Нафта, отримана пресуванням, є сирою, і, залежно від використовуваної сировини, вона може бути темною та мати відкладення. Оскільки ці олії нерафіновані, вони при нагріванні утворюють темний осад. Смак не буде таким, як рафінована олія, і всі ці фактори можуть призвести до відторгнення продукту.

З точки зору навколишнього середовища, це метод, який завдає найменшого впливу, оскільки не використовує і не утворює токсичних продуктів і відходів.

Екстракція органічним розчинником

При екстракції органічними розчинниками зерна подрібнюються, щоб полегшити проникнення розчинника (гексан – похідне нафти, етиловий ефір, етанол, метанол та інші) всередину. Олії мігрують з насіння в розчинник, оскільки вони мають більшу спорідненість з ним, а потім необхідно відновити розчинник, який можна повторно використовувати в процесі.

Це найчастіше використовується для видалення олії з насіння, з незручністю: можливість термічної деградації багатьох корисних компонентів, які втрачаються в цьому процесі, залежно від умов, що використовуються при звичайній екстракції, на додаток до необхідності видалення органічних розчинник масла. Тому він вимагає суворого контролю таких факторів, як вибір використовуваного розчинника, час і температура екстракції, а також сам виробничий процес, який, якщо його не проводити належним чином, може спричинити витік цих токсичних розчинників, забруднюючи навколишнє середовище та одурманюючи людей.

Екстракція органічними розчинниками в деяких випадках може бути ефективною, але вона стає агресивною для навколишнього середовища через використовувані продукти та відходи, що утворюються під час використання токсичних речовин, таких як, наприклад, похідні нафти, які, оскільки вони походять з невідновлюваних джерел енергії, може завдати серйозної шкоди екосистемі.

Надкритична екстракція рідини

Що таке надкритична рідина?

Коли сполука обмежена певним простором, газ і рідина знаходяться в рівновазі один з одним. При нагріванні системи внутрішні властивості обох зближуються до однієї точки до тих пір, поки вони не будуть ідентичними (наприклад, густина, в’язкість, показник заломлення, теплопровідність тощо). Цю точку називають критичною точкою, і межа розділу газ/рідина закінчується там, оскільки з цього моменту існує одна надкритична фаза. Надкритичною рідиною є, таким чином, будь-яка речовина, що знаходиться в умовах тиску і температури вище своїх критичних параметрів.

Різні властивості рідин (які можуть бути рідкими або газоподібними речовинами) змінюються в цих умовах, стаючи подібними до властивостей деяких газів і рідин. Густина надкритичної рідини подібна до щільності рідини, її в'язкість подібна до в'язкості газів, а її дифузійна здатність є проміжною між двома станами.

Тому надкритичний стан рідин можна визначити як стан, в якому рідина і газ не відрізняються один від одного. Через низьку в’язкість і високу дифузійну здатність надкритичні рідини мають кращі транспортні властивості, ніж рідини. Ці характеристики надають рідині більшу здатність діяти як розчинник. Вони можуть легко дифундувати крізь тверді матеріали, видаляючи олію, що призводить до кращого вилучення. Двоокис вуглецю (CO2), найбільш використовувана рідина завдяки своїй помірній температурі (31,3ºC) і критичному тиску (72,9 атм), є газоподібним при кімнатній температурі.

Ця методологія вважається бажаною, оскільки вона не виділяє токсичних залишків розчинника в навколишнє середовище і має перевагу в отриманні продуктів без розчинників, оскільки розділення між розчиненою речовиною (у даному випадку маслом) і розчинником (залежно від використовуваного типу, Найпоширенішим є CO2), це відбувається шляхом зміни умов тиску та/або температури, так що використовуваний розчинник у цих умовах є газоподібним. Крім того, цей метод показаний, коли існує небезпека термічної деградації екстрактів, оскільки його оперативний контроль дозволяє використовувати помірні температури.

Харчова, косметична та фармацевтична промисловість зацікавлені в надкритичній екстракції, щоб замінити звичайні процеси екстракції (такі як екстракція органічними розчинниками та гідродистиляція) для отримання ефірних олій та олійних смол. Надкритична екстракція виробляє екстракти без залишків і може проводитися при низьких температурах, зберігаючи якість сполук, які руйнуються при високих температурах. Надкритична рідина все ще має високу селективність через зміну температури та робочого тиску, тому можна визначити оптимальні умови для вилучення конкретних речовин і таким чином отримати кращі виходи.

Велика незручність надкритичної екстракції полягає у високому тиску, необхідному для операції, що вимагає надмірно дорогого обладнання, що збільшує вартість кінцевого продукту. Інші переваги, такі як, наприклад, висока чистота екстрактів і велика ефективність процесу, можуть зробити його життєздатним для застосування в харчових продуктах.

Тому необхідно провести дослідження, щоб оптимізувати ці процеси та знизити їх вартість, що робить їх життєздатними як ефективна альтернатива контролю окислення ліпідів в оліях, жирах і жирних продуктах, також завдяки меншому впливу на навколишнє середовище в порівнянні з методом. В даний час використовується екстракція органічними розчинниками.

Екстракція ферментів

Ферменти — це група органічних речовин білкової природи, здатних прискорювати хімічні реакції. Вони присутні в наших життєво важливих процесах, таких як перетравлення їжі, деградація сполук та багато інших.

Ферментативна екстракція полягає у використанні ферментів, які використовують молекули води для руйнування клітинної стінки овочів, вивільняючи олію у водне середовище. Масло відокремлюють від води центрифугуванням, що призводить до отримання більш чистого продукту, ніж процес, який використовує, наприклад, органічні розчинники.

Ця технологія постає як потенційна альтернатива для добування рослинних олій, оскільки використання нафтових розчинників у майбутньому має бути замінено на більш стійкі технологічні процеси, щоб відповідати вимогам державних установ з охорони навколишнього середовища. Через високу вартість комерційних ферментів промислова реалізація цього процесу поки обмежена отриманням оливкової олії, яка додається під час пресування оливок для покращення процесу екстракції.

Використання ферментів мацерації збільшує кількість антиоксидантів і вітаміну Е в оливковій олії першого віджиму, зменшує індукцію згіркнення (розкладання жирів, що надає характерний смак і запах), підвищує ефективність екстракції, покращує фракціонування при центрифугуванні та одержує олію з низька вологість.

Водно-ферментативна екстракція є дуже цікавим процесом, особливо для вологих матеріалів або вологої фруктової м’якоті, в якій вода використовується як засіб перенесення олії. М’якоть або олійне насіння подрібнюють, розбавляють водою і додають ферменти, які руйнують клітинну стінку і вивільняють олію. Температура процесу низька (від 40 ºC до 60 ºC) загалом і близька до оптимальної температури для активності ферменту. Після контакту при перемішуванні необхідне центрифугування для відділення твердих частинок і рідкої фази, а потім нове центрифугування для відділення масла і води.

Тверді речовини мають бути спрямовані на інші процеси відновлення білка, залежно від олійного насіння, з подальшим його сушінням або іншими процесами відновлення. Водну фазу необхідно розглядати як стічні води. Це цікавий процес, але він все ще стикається з перешкодами через емульгування, яке відбувається між водою та олією, і вартість ферментів.

Тепер, коли ви знаєте основні методи отримання рослинної олії, ви можете зробити більш усвідомлений вибір, купуючи свою. Перегляньте його переваги в статті: «Рослинні олії: дізнайтеся про користь і косметичні властивості».