Производство на хранителни масла
СУРОВИНИ, ИЗПОЛЗВАНИ В ЯСЛИМАТА РАСТИТЕЛНА МАСЛОВА ПРОМИШЛЕНОСТ
Суровините, предназначени за производството на масла и мазнини, са многобройни и разнообразни. В момента на световния пазар 14 ботанически семейства представляват най-важните източници на маслени суровини, а именно: композити
кръстоцветни (рапита); euphorbicae (рицинов абразин); jugdalaceae (орех); бобови растения (соя, фъстъци); Linaceae (в), Malvaceae (памук); oleaceae (маслини); палмацеи (кокос, палма, палмист); папавара (mac); pedoliaceae (сусам); розацеи (бадем, лешник); паслени (семена от домати, семена от тютюн); vitaceae (гроздови семки). В зависимост от произхода си маслодайните семена се класифицират на:
_семена от култивирани маслодайни семена_ слънчоглед, соя, ленено масло, рапица и горчица, рицина, перила, фъстъци, сусам, мак, смлян бадем;
_семена от текстилно-маслени растения_ копър, коноп, памук,;
_семена от некултивирани растения_ (маслени плевели) _дива рапица, мак, ходолеан, ерука; _олегинални плодове от култивирани дървета _ Маслина, кокосово дърво, абразин, кокос, орех, бадем, авокадо; _маслени плодове от необработени горски дървета_ лешник, мащерка, ела, смърч, бор, кестен, лавр; _ странични продукти и отпадъци от масло: маслодайни семена (пшеница, царевица, ръж); семена (домати, тиква, чушки, тютюн); семена (грозде, кайсии, сливи, праскови, череши, вишни); маслени отпадъци от производството на летливи масла (анасон, кориандър, кимион, копър)
Растителните масла и мазнини се намират в природата в растителната тъкан и могат да бъдат концентрирани в семена, микроби, грудки, както и в пулпа, съответно в семената на плодовете. Съдържанието на мазнини в тези части на растението е променливо, като е по-високо (16-60%) в семена, плодове или грудки, в случай на растения, отглеждани за производство на растителни масла, т.нар. маслени растения .
Принципите на маслените суровини и произходът на растителните масла са представени в таблица 1.1.
1.1.АНАТОМИЧНА СТРУКТУРА НА МАСЛЕНИ СЕМЕНА
Зрелите маслодайни семена се състоят от две основни части: сърцевина и кора.
Ядрото включва ембриона (живата част на семето, от което ще се развие бъдещото растение), две котиледони и хранителната тъкан, наречена ендосперм.
Котиледоните и ендоспермът съдържат резервни хранителни вещества, които се консумират през периода на формиране на новото растение, чиито позиции варират в зависимост от естеството на семената. По този начин слънчогледовите и соевите семена имат котиледони, богати на хранителни вещества, докато ендоспермът е беден и е под формата на много тънък слой. В ленените семена, котиледоните и ендосперма съдържат хранителни вещества, разпределени приблизително равномерно, а в рициновите семена те са концентрирани само в ендосперма. Кора, външна обвивка
Кората, външната обвивка на семето обикновено се състои от три слоя: епикарп (кожата, която покрива плодовете), мезокарп, състоящ се от три твърди и бобови клетки и ендокарп, състоящ се от малки клетки, поставени в мек и тънък слой.
Кората има ролята на защита срещу механични, химични и биохимични увреждания.Дебелината и адхезията на черупките към сърцевината е различна в зависимост от естеството, сорта и разнообразието на маслодайните семена, което представлява критерият за класифицирането им в две групи: обелени семена, които съдържат голямо количество кора, интимно незалепване към сърцевината (слънчоглед, соя, рицина) и незалепващи се семена с тънка обвивка и много полепнали по сърцевината (рапица, лен, коноп)
Количественото съотношение сърцевина и кора е променливо в широки граници.Така, съдържанието на кора в слънчогледовите семена е 15-27%, в соята е между 7 и 12%, при семената и рапицата между 4 и 6%, и рициново масло, между 22 и 25%.
Маслодайните семена се състоят от голям брой малки клетки (340um в лен, 1075um в слънчоглед, 1873 в рицина). Типична клетка (фигура 1.2) се състои главно от:
-клетъчна обвивка (мембрана) с дебелина 0,3-0,5um;
-олеоплазмата е изградена от цитоплазма, в която е хомогенно диспергираното масло под формата на ултрамикроскопски включвания; неговият обем се различава от едно семе до друго, като е 75-76% от общия вътреклетъчен обем, за слънчогледовите семена, 66-69% за соята, 75-85% за рицина, 74% за лена, в сухо състояние, олеоплазма той се предлага под формата на гел с компактна структура;
-алеуроновите гранули са денатуриран протеин с твърди тела, с различни форми и размери в зависимост от вида на семената; за семена с високо съдържание на масло гранулите имат заоблена форма, а за онези, които са бедни на масло, формата е неправилна и ъглова; повърхността на участъка варира между 20,3 um2 за слънчоглед и 87,9 um2 за лен за масло.
-ядрото е активно в някои от основните жизнени прояви на клетката: клетъчно делене, предаване на наследствени признаци, анаболен метаболизъм, клетъчна регенерация.
Количественото натрупване на липиди в маслодайните семена, както и структурата на мастните киселини се променят по време на узряването на растението. По този начин са регистрирани три характерни фази за слънчогледовите семена:
-началната фаза, която продължава две седмици след цъфтежа, е белязана от синтез на липиди,
-средната фаза, до шестата седмица се характеризира с бързо натрупване на липиди;
-терминалната фаза, в която липидите вече не се натрупват количествено.
Мастните киселини в структурата на триглицеридите показват следната динамика по време на узряването на семената.
-палмитиновата киселина намалява от 25% на 7%
- стабилна олеинова киселина през първите дни, намалява от 23-25% на 15%;
- линолова киселина се увеличава от 43% на 73%.
1.2 ХИМИЧЕН СЪСТАВ НА СУРОВИНИТЕ
Основните химически компоненти на маслените суровини в различни пропорции са: липиди, протеини, неазотисти екстрактивни вещества (въглехидрати с изключение на целулоза), вода, целулоза и пепел. В малки количества се откриват фосфатиди, стероиди, восъци, оцветители и други химични съединения, които се извличат с масло, наречени мастни вещества.Таблица 1.2 показва химичния състав на маслодайните семена, а Фигура 1.3 структурата на състава на местните петролни суровини е представена графично.
Растителните масла могат да бъдат определени като сложни естествени смеси от глицериди (96-99%), с малки количества придружаващи вещества (1-4%)
1.2.1 Глицериди(неутрални мазнини или неутрални липиди) или естери на глицериди с висши алифатни, монокарбоксилни киселини. Хидроксилните групи на глицерола могат да бъдат нестерифицирани с един, два или три радикала на една и съща или различни мастни киселини, образувайки хомогенни или смесени моно-, ди- или триглицериди.
Глицеридите са неразтворими във вода и разтворими в органични разтворители (етилов етер, петролев етер, горещ алкохол, хлороформ, бензен, ацетон, бензин и др.) В зависимост от естеството и дела на съставните мастни киселини, съответно, тяхното агрегационно състояние при температура околната среда, могат да бъдат твърди вещества (мазнини), полутвърди вещества (мазнини) или течности (масла).
Чрез химическа хидролиза (с киселини или основи) или ензимна (липази) естерните връзки се разцепват, образувайки мастни киселини и глицерол. Горещата алкална хидролиза води до сапуни и глицерол.
При определени условия (светлина, топлина, влажност и др.) Глицеридите претърпяват химически и биохимични процеси на разграждане, известни като гранясване. Продуктите от разграждането на глицеридите са пероксиди, свободни карбоксилни киселини, алдехиди, метил кетони и други продукти.
1.2.1.1 Липидни мастни киселини
Мастните киселини (С4-С26), които влизат в структурата на растителните глицериди, принадлежат към наситени и ненаситени монокарбонови киселини, с четен брой декарбонови атоми в молекулата, разпределени в нормални и понякога циклични вериги. Таблица 1.3 показва състава на мастните киселини на маслото. зеленчукови.
По-ниските мастни киселини (до С12) са течни при нормална температура, смесват се в произволно съотношение с вода (до С3), като разтворимостта намалява за следните мастни киселини. Мастните киселини (С4-С10) имат неприятна миризма.
Висшите мастни киселини с повече от 12 въглеродни атома са твърди, практически неразтворими във вода при нормални температурни условия и без мирис.
Наситените мастни киселини и олеиновата киселина (C18: 1) могат да бъдат синтезирани от човешкото тяло, но не и ненаситени, като линолова киселина (C18: 2), линоленова киселина (C18: 3), арахидонова киселина (C20: 4). от съществено значение за развитието на метаболитните процеси се наричат незаменими мастни киселини. Основните им биологични функции са следните:
-се намесва в полза на клетъчните структури, които са важни съставки на мозъчната тъкан;
-влиза в състава на фосфолипидите и полимерите, които участват в образуването на клетъчни мембрани;
-се намесва в окислително-редукционни реакции и електронен транспорт, поради високата реактивност на метиленовите групи;
-действа като понижаващо холестерола средство, предотвратявайки атеросклерозата
Дневната нужда от незаменими мастни киселини от около 7g се покрива само от диетата, а дневната дажба на хранителни мазнини трябва да съдържа поне 1/3 растителни липиди, богати на ненаситени мастни киселини.
Липсата на есенциални мастни киселини в храната се проявява чрез:
-забавяне на растежа;
-лезии на вътрешни органи (черен дроб и бъбреци)
Съдържанието на есенциални мастни киселини в общите мастни киселини в някои растителни мазнини е дадено в таблица 1.4.