Technologia tłuszczów roślinnych
Podziała i właściwości tłuszczów.
Tłuszcze (lipidy) dzielimy na tłuszcze proste, złożone i pochodne. Tłuszcze proste to woski i tłuszcze właściwe, czyli estry kwasów tłuszczowych i glicerolu. Tłuszcze złożone dzielimy na fosfolipidy(te z kolei na glicerofosfolipidy i sfingolipidy), glikolipidy (glikoglicerolipidy i glikosfingolipidy) i inne złożone. Pochodne natomiast to kwasy tłuszczowe, węglowodory i alkohole.
Tłuszcze właściwe, czyli triacyloglicerole to estry kwasów tłuszczowych i glicerolu,mogą być one zestryfikowane dwoma różnymi kwasami tłuszczowymi – 8 możliwości (SSS, SSU, SUS, USS, SUU, USU, UUS, UUU), w przypadku trzech różnych kwasów SUV możliwości podstawienia jest 27.Ważniejsze kwasy tłuszczowe to
nasycone: kaprynowy(C10), laurynowy (C12), mirystynowy (C14), palmitynowy(C16), stearynowy (C18), arachidonowy (C20), behenowy (C22),
monoenowe: oleomirystynowy (C14), oleopalmitynowy (16), oleinowy (C18), gadoleinowy (20), erukowy (22)
polienowe: linolowy i linolenowy (18).
Właściwości tłuszczów zależą od budowy i składu TAG-ów.
Produkcja tłuszczów
W latach 1988\92),), znacznie wzrosła produkcja tłuszczów roślinnych w porównaniu do lat 1963\67, szczególnie wzrosła ilość tłuszczów sojowych, i produkuje się go najwięcej, chociaż wydajność produkcji jest bardzo niska 370kg/ha/rok. Wynika to z dużej produkcji surowca. Natomiast przewidywany jest w latach 2008\12 wzrost produkcji tłuszczów pochodzenia palmowego, co wynika z wysokiej wydajności produkcji-około 7060kg/ha/rok.( wydajności: kokosowy-2280kg: rzepakowy-1000kg, arachidowy-830kg, słonecznikowy-800, sojowy-370kg).
Spożycie tłuszczów roślinnych w krajach UE waha się w granicach 5-20kg/ mieszkańca, dużo tłuszczów spożywa się we Włoszech-28,1, Hiszpanii-27,9, Belgii, Niemczech. W Polsce spożycie jest na średnim poziomie i wynosi 14kg./ mieszkańca. Niskim spożyciem charakteryzuje się Malta-5,5kg/ mieszkańca. Procentowy udział tłuszczów roślinnych w ilości pozywanych tłuszczów w krajach UE szacuje się powyżej 50%, w Polsce jest na poziomie 58%, w krajach takich jak Malta, Dania, Węgry jest poniżej 0.
Główni producenci tłuszczów roślinnych w Polsce w roku 2004 6 dużych zakładów:
ZT Kruszwica S.A. - Kruszwica-Cereol-a Division of Erolianie Beghin Say,
ZPT w Warszawie S.A. Polska
ZT Olvit Sp. Z o.o. Gdańsk Polska
Unilever Polska S.A. w Szopienicach i Trzebieni
ZT Bielmar Sp. z o.o. Bielsko-Biała Polska
Ewico Sp zo.o. Brzeg(Bunge+Jerzy Storak)
W Polsce istnieją także 3 zakłady przetwórstwa nasion oleistych:
ADM Szamotuły, arche Daniels Midland Company USA
ELSTAR Sp. z o.o. Sztum Polska
ZPNO Sp z o.o. w Brokatowie
oraz 2 duże zakłady produkcji gotowych wyrobów tłuszczowych tj. RAISIO POLSKA FOODS Sp. z o.o. w Karczewie i Elmilk Sp. z o.o. w Sczecinie.
W 2004 roku w Polsce produkowano około 100 gatunków margaryn . Margaryny dzieli się na margaryny do bezpośredniego spożycia i sa to kubkowe (miękkie ) kostkowe (twarde), mixy. Druga grupa to margaryny do dalszego przetwórstwa tzw. blokowe (cukiernicze)
Wykorzystuje się je do ciast francuskich półfrancuskich, sa to także płyny do pieczenia.. produkuje się także tzw tłuszcze 100%, sa to częściowo uwodornione i formowane w bloki lub przewożone cysternami tłuszcze wykorzystywane w cukiernictwie, piekarstwie, do smażenia. Wyróżnić można w tej grupie tłuszcze do głębokiego smażenia, tł cukiernicze miękkie średnie i wysokie, tł do polew, tłuszcz kokosowy, tł do lodów tł palmowy.
Wykład II, III, IV. Charakterystyka surowców tłuszczowych.
Tłuszcze można podzielić
1)ze względu na konsystencje na stałe i płynne , ale jest to podział niedokładny bo konsystencja zależy od temperatury.
2)ze względu na skład kwasów tłuszczowych(główny)wyróżnia się 4 grupy
Kwas laurynowy to główny składnik tłuszczu z kokosa, ziarna palmowego, babassu Kw palmitynowy to główny składnik oleju palmowego; Kw oleinowy-oliwka, arachidy: Kw linolowy-soja, bawełna, sezam, kukurydza.
3)ze względu na zastosowanie np. spożywcze , techniczne
4)na pochodzenie tłuszczu np. z kokosa itp.
5) z zastosowaniem systematyki botanicznej
RZEPAK
Jest to podstawowy surowiec w Polsce . rzepak pochodzi z Azji z Pakistanu, od dawna wykorzystywany jest w Indiach i Chinach. Około 2000lat p.n.e. był traktowany jako warzywo. Olej z nasion rzepaku był bardziej wykorzystywany technicznie (lampy) głównie w Japonii i Egipcie do Europy dotarł w XV wieku (belgia) do Polski w XIX w. gdy wynaleziono maszynę parową był używany do silników, rzadko jako spożywczy ze względu na cechy sensoryczne. Dopiero po odkryciu toksycznego charakteru oleju ze wzg na zawartość ka erukowego 45% rozpoczęto prace nad modyfikacją. W wyniku modyfikacji poprzez krzyżowanie otrzymano odmianę jednozerową o zawartości kw zredukowanej do 5%, odmianę dwuzerową CANOLA która poza obniżoną zawartością kwasu ma obniżoną zawartość glukozylanów z 200 poniżej 25mg/smb: odmiana trzecia trzyzerowa „L” MANOLA o obniżonej zawartości łuski. Od 1995 roku zaczęto prowadzić genetyczne modyfikacje , w ich wyniku powstały odmiany o zmienionym składzie . Do celów spożywczych są to :
-olej z wysoka zawartością kw. laurynowego 40% (lody, cukiernicze wyroby)
-olej z wysoka zawartością kw. stearynowego 40% (nie podnosi zawartości cholesterolu) i z kwasem g-linolowym
-olej z podwyższoną zawartością z 60% do 85% kw. oleinowego (bardziej stabilny stosowany do głębokiego smażenia)
-olej z obniżoną zawartością kw. wielonienasyconych
-olej z duża zawartością kwasu mirystynowego
-olej ze średniołańcuchowymi kwasami tłuszczowymi
-olej o składzie masła kakaowego
Tłuszcze modyfikowane genetycznie do celów niespozywczych:
-z wysoka zawartością 90% kw erukowego (dobre właściwości smarujące)
-z zawartością kw rycynowego (kosmetyki)
-z woskiem jojoba
-z kw petroselinowym
-z pochodnymi kw masłowego.
Skład rzepaku
Rzepak zawiera 35-50% tłuszczu, produkcja oleju wynosi 13,4tys ton
Rzepak charakteryzuje się wysoką zawartością kw erukowego 45-54% linolowego 11-15% oraz oleinowego 8-14%. Kw C20:1 i linolenowego jest 6-10%odznacza się także niska zawartością kw stearynowego. Zmodyfikowany rzepak Canola charakteryzuje się niższą zawartością kwasów erukowego <5% i C20:1-0,1-4,3% i podwyższona zawartością kw stearynowego 2,5-6%, oleinowego 50-66% linolenowego. Rzepak charakteryzuje się liczba jodową określająca stopień nienasycenia równa 84-109 zaś Canola 110-126: liczba zmydlania określająca długość łańcucha dla wysokoerukowego 167-181 zaś dla Canola 188-193.wielkosćia charakteryzująca jest także nD15 mierzone w 15 C dla wysokoerukowego wynosi 1,4634=-1,4754 a dla Canoli 1,465=1,467.
Światowa produkcja rzepaku 2003/2004
Chiny 11mln ton: UE 9,48 mln ton, Kanada 6,77 mln ton, Indie 6,5 mln ton, Australia 1,65 mln ton, Europa centralna 1,5mln ton, USA 0,89 mln ton
1,23 mln ton pozostałe kraje. W krajach UE w roku 2003/2004 najwięcej produkowali Niemcy (>3500)potem Francja Wielka Brytania Polska produkcja wynosiła około 500tys ton. W Polsce powierzchnia uprawy rzepaku nie zmienia się zasadniczo a zmiany w zbiorach są związane z klęskami pogodowymi.
Czynniki decydujące o atrakcyjności rzepaku:
-noga odmienność typów , gatunków i odmian
-bardzo wydajność tłuszczów
-bardzo wysoka wartość żywieniowa niskoerukowego oleju Canola tzw. oliwa północy
-bardzo dobra wartość użytkowa oleju (odporny na zmiany oksydacyjne, duża stabilność temperaturowa, łatwość ociekania właściwości wypiekowe, właściwości kremowania, łatwość emulgowania.
- wysoka wartość odżywcza śruty rzepakowej.
SOJA
Pochodzi z Azji, roślina jednoroczna, motylkowa kwitnąca na biało i różowo. uprawiana we wszystkich krajach. Zawiera 40% cennego białka, 20% tłuszczu a produkcja tłuszczu bedaca uboczna produkcją wynosi 29,4 mln ton.
Składa:
Najwięcej zawiera kwasu linolowego 48-58%oraz oleinowego 19-30%, 7-12% palmitynowego, 4-10% linolenowego, 2,5-5,5% stearynowego, mniej niż 0,5% palmitooleinowego. Liczba jodowa ma wartość 117-141, liczba zmydlania 188-195. soja to surowiec bogaty w fosfolipidy 1,5-2,5%, zawiera 0,33 % steroli i 0,15-0,21 tokoferolu.
Główni producenci soi:w 2003\2004r:
USA 65 mln ton, Brazylia 18-19 mln ton, Chiny 16-17mln ton, Argentyna 14-15 mln ton, Indie 6-7 mln ton, Paragwaj 4-5mln ton, UE znikome ilości.
Wykorzystanie soi:
-nasiona jako jarzyna prażona, solona, cukiernicza, do produkcji produktów spożywczych, anlogi mięsa
-olej sojowy spożywczy: kuchenny, płynny tłuszcz piekarski, margaryna, tłuszcze kuchenne
-olej do celów technicznych farby mydła pokosty, smary
-śruta: maki, koncentraty, izobaty białkowe, pasza
-lecytyna: emulgator w przemyśle chemicznym i do produkcji margaryny
SŁONECZNIK
Pochodzi z ameryki północnej, nasiona wykorzystywano tam jako karma dla ptactwa jako przekąska, okrywę nasienna jako opał. W europie pojawił się dość późno w połowie Xix w Rosji gdzie bardzo dobrze został przyjęty, tam też modyfikowano go .
Skład:
Zawartość tłuszczu 35-45%, produkcja tłuszczu 7,46 mln ton . charakteryzuje się wysoka zawartością kwasów nienasyconych i niewielka ilością kwasu linolenowego. 65% stanowi kw oleinowy, 20-75% kw linolowy, 3,8-10% palmitynowy, 1,0-10% stearynowy, poniżej 1% arachidowy i behenowy, poniżej 0,7% linolenowego. Charakteryzuje go liczba jodowa 116-143, liczba zmydlania 186-194 oraz współczynnik załamania światła 1,466-1,468,
W 100 gramach zawiera 50-60mg tokoferoli.
Światowa produkcja słonecznika 2003\2004
Najwięcej produkuje się w Rosji > 4,5 mln ton, potem w Ukrainie < 4,5 mln ton, Argentynie >3mln ton, UE (15) >2,5 mln ton, Europa Centralna <2,5 mln ton, USA >1 mln ton, RPA<0,5 mln ton
Wykorzystanie słonecznika:
-nasiona jako prażone, solone odtłuszczone lub w cukiernictwie
-olej do produkcji margaryn , prażynek, majonezu jako kuchenny, stołowy olej
-olej techniczny do mydeł włókiennych, żywic alkaloidowych, jako dodatek do oleju do silników Diesla
-śruta wykorzystywana jest jako pasza dla trzody chlewnej i drobiu
ORZECH ARACHIDOWY-ziemny
Pochodzi z Ameryki Południowej. Zalicza się do roślin motylkowych. Wyglądem przypomina koniczynę ale czterolistna. Kwitnie na biało lub różowo. Kwiatostany wypuszczają łodygę, ale zalążnia rozwija się pod ziemią, gdzie dojrzewają orzechy. Od 1 do 3,4 nasion, które w zależności od gatunku dojrzewają 4 do 6 miesięcy. Nasiona są toksyczne ale olej już jest wolny od mykotoksyn.
Światowa produkcja 22,3mln ton, głównie Indie, Chiny, Nigeria, USA, Senegal
Skład
Olej o konsystencji płynnej z wysoka zawartością kwasów nienasyconych głownie oleinowego(42-72%) linolowego(13-28%) , ale także dosyć dużo zawiera kw palmitynowego (6-12%). Zawiera także kwas stearynowy (2-4%). Charakteryzuje się LJ=84-104, LZ=188-195, n40D=1,461-1,465.
Wykorzystanie orzechów i oleju:
-nasiona jako dodatek do zup na Wschodzie , gulaszu w Afryce, składnik przekąsek, słodyczy, w formie odtłuszczonej 50% jako element żywności niskokalorycznej, jako surowiec do produkcji masła orzechowego
-olej stołowy kuchenny, po uwodornieniu do produkcji margaryn
-olej techniczny do produkcji mydeł
-śruta na pasze
-mąka otrzymywana ze śruty poekstrakcyjnej lub wytłoku stosowana jest jako dodatek do mięsa mielonego, wypieków, do chleba, makaronu, ciastek (podwyższa Ilość białka) ,jako dodatek do napojów, lodów
-łuszczyny płyty konstrukcyjne
OLIWKA
Pochodzi z basenu Morza Śródziemnego sprzed 10tys lat. Jest to roślina o , której krążą mity i podania. Roślina długowieczna (max 700-800lat), odporna na wysoka temperaturę i wilgotność ale wrażliwe na niska temperaturę (poniżej -8). Roślina kwitnie po w wieku kilku lat owocuje po 20 latach, natomiast maksymalne zbiory osiągane są w latach 20-50lat. Średni zbiór wynosi 20kg/drzewo, ale może tez wynosić 50kg a zależy to od gatunku. Owoce maja zróżnicowana wielkość od 2-3g do 20g. Owoce dojrzewają od ok. 0,5 roku do 8 miesięcy. Zbiór trwa od października do marca zależnie od przeznaczenia. Do konsumpcji zbiera się zielone( dojrzewające). Tłuszcz zawarty jest w miąższu ok. 4o%, w pestce 14% i jest ona rzadko wykorzystywana jako surowiec. Oliwa z oliwek to najzdrowszy tłuszcz roślinny.
Produkcja światowa -2,5mln ton głównie Hiszpania , Włochy, Grecja.
Oliwa z oliwek charakteryzuje się dużą zawartością kwasów nienasyconych, głównie kwasu oleinowego 64,6-84,8%. Ponadto zawiera 6,9-15,6% kwasu linolowego , 1,3-3,0% palmitooleinowego. Nasycone kwasy tłuszczowe występujące w oliwie to kw palmitynowy 6,9-15,6%, kw mirystynowy 0,1-0,2% , stearynowy 1,4-3,3%. Ze względu na duża zawartość kwasów nienasyconych liczba jodowa ma waha się w granicach 79-90%. Liczba zmydlania , określająca długość łańcucha wynosi 186-196. współczynnika załamania światła 1,461-1,462.
Rodzaje oliwy:
I. Extra virgin alive oil- najlepsza „dziewicza” z pierwszego tłoczenia o barwie zielonkawej i 21% kwasu w surowcu.
II. Virgin olive oil – z pierwszego tłoczenia ale o zawartości w surowcu kwasu 3%.
III. Refined olive oil- oliwa tłoczona rafinowana , surowiec o zawartości tłuszczu <3%
IV. Olive oil- mieszanina dziewiczej oliwy i oliwy rafinowanej, >#% kwasu w surowcu.
V. Olive ???? oil- najgorszy rodzaj oliwy , mieszanina oleju z ekstrakcji z olejem z wytłok i oliwy dziewiczej, surowiec >3% kwasu
Wykorzystanie surowca:
-oliwki do sałatek, drylowane i faszerowane papryką, migdałami, bądź czosnkiem jako przekąska (głównie w krajach śródziemnomorskich)
-olej do sałatek, smażenia, w przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym
-olej techniczny otrzymywany przez ekstrakcje z pozostałości po wytłoczeniu lub z rozłożonej i sfermentowanej pulpy, która jest macerowana gorącą woda po produkcji stosuje się do produkcji mydeł, smarów, jako środek opałowy, w przemyśle włókienniczym. Pozostałości po wytłoczeniu stosuje się także jako nawóz.
PALMA KOKOSOWA (kokos)
Pochodzi z Azji, z wysp Afryki, ze względu na wysoka odporność na wilgotność rośnie przy plażach. Drzewo żyjące około 100 – 200 lat. Dorosłe ma wysokość 25-30m ?????????????????????? zaczyna kwitnąć i owocować od kilku lat w wieku 20-30 lat są głownie zbiry. Daje około 30 orzechów rocznie o masie od 1 do 2kg o średnicy 20cmowoce dojrzewają około 5 miesięcy od barwy zielonej przez żółta, pomarańczowa do brązowej. Zbiór odbywa się ręcznie przy pomocy maczet, małp lub kijami. Tłuszcz wydobywa się z białego miąższu po rozłupaniu i usunięcie części zew miąższ jest suszony, aby zmniejszyć jego objętość i uniknąc fermentacji. Wysuszony miąższ to KOPRA, jest ona transportowana i magazynowana.
Produkcja światowa 5,5 mln ton , głównie Filipiny, Indonezja, Indie, Malezja, Meksyk.
Skład kopry:
63-70% tłuszczu, 3-5% wody, 12-14% bezazotowych substancji ekstrakcyjnych, 6-14% błonnika, 7-8% białka, 2-3% popiołu.
Zawartość kwasów t łuszczowych w oleju:
Olej palmowy zawiera głównie średniołancuchowe nasycone kwasy tłuszczowe, 45-50% laurynowego(C12:0), 17,4-18,9% mirystynowego (C14:0), 7,3-8,1% kaprylowego(C8:0),
7,5-9,7 karynowego(C10:0), 7,6-8,6 palmitynowego(C16:0), 2,0-3,7% steraynowego (C18:0), oraz nienasycone kwasy- 5,5-6,3%oleinowego (C18:1), 1,5-2,2% linolowego (C18:2).
Skład mleczka
Woda 52% tłuszcz 275 białko 4% popiół 1%
-olej: margaryna, tłuszcze kuchenne, piekarskie, cukiernicze, lody
-olej techniczny:mydła, gliceryna, kw. Tłuszczowe.
-śruta: na Ceylonie pasza dla bydła, szczególnie krów mlecznych, w żywieniu trzody chlewnej i drobiu dodatek do pasz.
-mąka: ze świeżych owoców kokosowych
-mleko kokosowe: dodatek do zup, sosów emulguje emulsja olej/białko/woda.
Ze względu na wysoką zawartość średnio łańcuchowych łatwo przyswajalnych kwasów tłuszczowych ma znaczenie jako parabiotyk. Monolaurynian wykazuje właściwości zabezpieczające przed HIV jest zatem polecany dla osób zakażonych wirusem.
PALMA OLEISTA
Pochodzi z Afryki gdzie jest nadal uprawiana. Uprawiana w Malezji, Indonezji, Brazylii na plantacjach. Osiaga wysokość 20-30m
Ale uprawia się 6-7 m posiada kwiaty żeńskie i męskie a owoce są drobne o średnicy 2-3 cm. W kiściach jest kilkaset owoców. Gdy owoce są dojrzałe pojedyncze spadają z kiści. Odcina się kiście z drzew i są one kierowane do przerobu. Tuż przy plantacji są zakłady, które prowadza wstępną obróbkę (sterylizacja aby nie zaszła hydroliza). Olej wydobywa się z:
-owoców jest to olej o konsystencji półpłynnej i intensywnej pomarańczowej , około 40%tłuszczu.
-z miąższu
-z jądra tłuszcz o konsystencji stałej i biało-kremowej barwie.
Ziarno palmy składa się z cz. zewnętrznej tzw. egzocarp, cz wewnętrznej tzw. endocarp oraz jądra zwanego mezocarp.
Różna jest zawartość poszczególnych części w różnych gatunkach i w zależności od tego pozyskuje się z nich poszczególne rodzaje tłuszczu:
owoc Dura owoc Tenera owoc Pisifiera
miąższ 20-65% miąższ 60-96% miąższ 92-97%
ziarno 4-20% ziarno 3-15% ziarno 3-8%
łupina 20-50% łupina 3-20% ----------------
Schemat produkcji oleju palmowego
Świeże kiście owoców
ZAŁADUNEK
STERYLIZATOR skropliny
ZGNIATARKA łodyga
WARNIK
Cz stałe PRASA wytłok
PRZESIAWACZ SEPARATOR włókna
Zbiornik osadów j suszarka ziarna
szlam olej suszarka szczękowa
usuwanie wirówka kruszara szczękowa
piasku kolumna oczyszczająca ziarna
wirówka suszarka próżniowa hydrocyklon-łupiny
szlam olej suszarka
ziarna
Skład kwasów tłuszczowych w oleju palmowym :
Olej palmowy zawiera stosunkowo dużo kwasów nasyconych 47,2-55,1% ogółem. W tym 41,8-46,8% kwasu palmitynowego, 4,2-5,1% stearynowego, 0,9-1,5% mirystynowego oraz sladowe ilości laurynowego, arachidynowego kwasu. Zawrotność kwasów nienasyconych monoenowych ogółem wynosi 37,4-41,4% w tym 0,1-0,3% palmitooleinowego oraz 37,4-41,4% oleinowego, natomiast polienowych 9,1-11,6% w tym 9,1-11,0%linolowego oraz 0,6%linolenowego.
LJ=51-55,3 nD...
viktus