Виробництво харчової олії
СИРОВІ МАТЕРІАЛИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ в їстівній рослинній олійній промисловості
Сировина, призначена для олійно-жирової промисловості, численна і різноманітна. В даний час на світовому ринку 14 ботанічних сімейств становлять найважливіші джерела жирної сировини, а саме: композити
хрестоцвіті (рапіта); молочай (касторовий абразин); jugdalaceae (волоський горіх); бобові (соя, арахіс); Linaceae (в), Malvaceae (бавовна); oleaceae (оливкова); пальмові (кокосові, пальмові, пальмові); папаварові (mac); педолія (кунжутна); розацеа (мигдаль, фундук); пасльонові (насіння томатів, насіння тютюну); vitaceae (виноградні кісточки). Залежно від свого походження олійні класифікують на:
_ насіння культурних олійних культур_ соняшнику, сої, лляної олії, ріпаку та гірчиці, рицини, перили, арахісу, кунжуту, маку, меленого мигдалю;
_ насіння текстильно-олійних рослин_фенхель, коноплі, бавовна,;
_ насіння неокультурених рослин_ (олійні бур'яни) _дикий ріпак, мак, годолеан, ерука; _олігінові плоди культурних дерев _ливка, кокос, абразин, кокос, волоський горіх, мигдаль, авокадо; _масляні плоди необроблених лісових дерев_ лісовий горіх, чебрець, ялиця, ялина, сосна, каштан, лавр; _ нафтопродукти та відходи: олійні культури (пшениця, кукурудза, жито); насіння (помідори, гарбуз, перець, тютюн); насіння (виноград, абрикоси, сливи, персики, вишня, вишня); масляні відходи промисловості летких масел (аніс, коріандр, кмин, кріп)
Рослинні олії та жири знаходяться в природі в рослинних тканинах і можуть концентруватися в насінні, мікробах, бульбах, а також у м’якоті та ядрах плодів відповідно. Вміст жиру в цих частинах рослини мінливий, вищий (16-60%) у насінні, плодах або бульбах, у випадку рослин, вирощених для виробництва рослинних олій, т.зв. олійні рослини .
Принципи олійної сировини та походження рослинних олій представлені в таблиці 1.1.
1.1.АНАТОМІЧНА СТРУКТУРА НАСЕЛЬНИХ НАСІН
Зрілі олійні культури складаються з двох основних частин: серцевини та шкірки.
Ядро включає зародок (живу частину насіння, з якої розвинеться майбутня рослина), два сім’ядолі та живильну тканину, яка називається ендоспермом.
Сім’ядолі та ендосперм містять запасні поживні речовини, які споживаються в період формування нової рослини, положення якої змінюється залежно від природи насіння. Таким чином, насіння соняшнику та сої мають сім'ядолі, багаті поживними речовинами, тоді як ендосперм бідний і має дуже тонкий шар. У насінні льону сім’ядолі та ендосперм містять поживні речовини, розподілені приблизно рівномірно, а в насінні рицини вони концентруються лише в ендоспермі. Шкірка, зовнішня оболонка
Кора, зовнішній покрив насіння, як правило, складається з трьох шарів: епікарпа (шкірка, що покриває плід), мезокарпа, що складається з трьох твердих і бобових клітин, і ендокарпа, що складається з дрібних клітин, розміщених у м’якому і тонкому шарі.
Шкірка виконує роль захисту від механічних, хімічних та біохімічних пошкоджень. Товщина і адгезія оболонок до серцевини різна залежно від природи, сорту та різновиду олійних культур, що є критерієм їх класифікації на дві групи: насіння лущення, які містять велику кількість шкірка, інтимне неприлипання до серцевини (соняшник, соя, рицина) та нечищені насіння з тонкою шкіркою і дуже прилипають до серцевини (ріпак, льон, коноплі)
Кількісне співвідношення серцевина-кора змінюється в широких межах.Таким чином, вміст кори насіння соняшнику становить 15-27%, сої - від 7 до 12%, насіння та ріпаку - від 4 до 6%, і касторова олія, від 22 до 25%.
Олійні культури складаються з великої кількості дрібних клітин (340um у льоні, 1075um у соняшнику, 1873 у рицині). Типова клітина (рисунок 1.2) складається в основному з:
-клітинна оболонка (мембрана) товщиною 0,3-0,5 мкм;
-олеоплазма побудована з цитоплазми, в якій знаходиться гомогенно диспергована олія у вигляді ультрамікроскопічних включень; його обсяг відрізняється від одного насіння до іншого, складаючи 75-76% від загального внутрішньоклітинного об'єму, у насінні соняшнику, 66-69% у сої, 75-85% у рицини, 74% у льоні, у сухому стані, олеоплазма він поставляється у формі гелю з компактною структурою;
-гранули алейрону - це денатурований білок твердих тіл, різної форми та розмірів залежно від виду насіння; для насіння з великим вмістом олії гранули мають округлу форму, а для тих, хто бідний олією, форма неправильна і кутова; поверхня ділянки коливається між 20,3 мкм для соняшнику та 87,9 мкм для льону для олії.
-ядро активно в деяких основних життєво важливих проявах клітини: ділення клітин, передача спадкових ознак, анаболічний метаболізм, регенерація клітин.
Кількісне накопичення ліпідів в олійних культурах, а також структура жирних кислот змінюється під час дозрівання рослини. Таким чином, для насіння соняшнику є три характерні фази:
-початкова фаза, яка триває два тижні після цвітіння, відзначається синтезом ліпідів,
-середня фаза, до шостого тижня характеризується швидким накопиченням ліпідів;
-термінальна фаза, в якій ліпіди вже не накопичуються кількісно.
Жирні кислоти в структурі тригліцеридів демонструють таку динаміку під час дозрівання насіння.
-пальмітинова кислота зменшується з 25% до 7%
- стабільна олеїнова кислота в перші дні, знижується з 23-25% до 15%;
- лінолева кислота збільшується з 43% до 73%.
1.2 ХІМІЧНИЙ СКЛАД СИРОВИНИ
Основними хімічними компонентами жирної сировини в різних пропорціях є: ліпіди, білки, неазотисті екстрактивні речовини (вуглеводи, крім целюлози), вода, целюлоза та зола. У невеликих кількостях знаходяться фосфатиди, стероїди, віск, барвники та інші хімічні сполуки, які екстрагуються з олією, що називається жирними речовинами. У таблиці 1.2 наведено хімічний склад олійних культур, а на рисунку 1.3 структура складу корінної нафтової сировини представлена графічно.
Рослинні олії можна визначити як складні природні суміші гліцеридів (96-99%), з невеликою кількістю супутніх речовин (1-4%)
1.2.1 Гліцериди(нейтральні жири або нейтральні ліпіди) або складні ефіри гліцеридів з вищими аліфатичними, монокарбоновими кислотами. Гідроксильні групи гліцерину можуть бути нестерифіковані одним, двома або трьома радикалами однакових або різних жирних кислот, утворюючи однорідні або змішані моно-, ди- або тригліцериди.
Гліцериди нерозчинні у воді та розчинні в органічних розчинниках (етиловий ефір, петролейний ефір, гарячий спирт, хлороформ, бензол, ацетон, бензин тощо). навколишнього середовища, можуть бути тверді речовини (жири), напівтверді речовини (мастила) або рідини (олії).
Шляхом хімічного гідролізу (з кислотами або основами) або ферментативного (ліпази) ефірні зв’язки розщеплюються, утворюючи жирні кислоти та гліцерин. Гарячий лужний гідроліз призводить до мила та гліцерину.
За певних умов (світло, тепло, вологість та ін.) Гліцериди зазнають хімічних та біохімічних процесів деградації, відомих як згіркнення. Продуктами деградації гліцеридів є пероксиди, вільні карбонові кислоти, альдегіди, метилкетони та інші продукти.
1.2.1.1 Ліпідні жирні кислоти
Жирні кислоти (С4-С26), що потрапляють у структуру рослинних гліцеридів, належать до насичених та ненасичених монокарбонових кислот з парною кількістю атомів декарбону в молекулі, розподілених у нормальних, а іноді і циклічних ланцюгах. овочевий.
Нижні жирні кислоти (до С12) є рідиною при нормальній температурі, змішуються в будь-якій пропорції з водою (до С3), розчинність зменшується для наступних жирних кислот. Жирні кислоти (С4-С10) мають неприємний запах.
Вищі жирні кислоти з більш ніж 12 атомами вуглецю є твердими, практично не розчиняються у воді при нормальних температурних умовах і не мають запаху.
Насичені жирні кислоти та олеїнова кислота (C18: 1) можуть синтезуватися організмом людини, але не ненасичені, такі як лінолева кислота (C18: 2), ліноленова кислота (C18: 3), арахідонова кислота (C20: 4). Незамінними для розвитку обмінних процесів стали називати незамінні жирні кислоти, основними біологічними функціями яких є:
-втручатися на користь клітинних структур, будучи важливими складовими мозкової тканини;
-входить до складу фосфоліпідів і полімерів, які беруть участь у формуванні клітинних мембран;
-втручатися в окисно-відновні реакції та транспорт електронів, завдяки високій реакційній здатності метиленових груп;
-діє як засіб, що знижує рівень холестерину, запобігаючи атеросклерозу
Добова потреба в незамінних жирних кислотах близько 7 г покривається лише з раціону, добовий раціон харчових жирів повинен містити щонайменше 1/3 рослинних ліпідів, багатих ненасиченими жирними кислотами.
Нестача незамінних жирних кислот у їжі проявляється:
-уповільнення зростання;
-ураження внутрішніх органів (печінки та нирок)
Вміст незамінних жирних кислот у загальних жирних кислотах у деяких рослинних жирах наведено в таблиці 1.4.