了解植物油提取技术

了解最传统、最先进的植物油提取技术

倒油

植物油是从植物中提取的脂肪。虽然其他部分,如根、枝和叶,可用于获取植物油,但提取几乎完全是从种子中进行的。油由甘油三酯(三个脂肪酸结合成一个甘油分子)形成,由于这种非极性化学性质,它们不溶于水而溶于有机溶剂。

植物油来源的多样性导致提取百分比的很大差异。通常的技术有机械压榨,规模和投资订单较小,化学提取,规模和投资较大,使用溶剂,而最先进的则是使用超临界流体和酶进行提取。

无论使用何种提取工艺,原材料的制备在提取之前通常会经过一些初始步骤:清洁、去皮(如果有的话,就是外壳的分离)、粉碎、碾压和蒸煮。

从化学的角度来看,无法选择最有效的方法来提取这些化合物,这些方法会受到多种因素的影响,例如植物的性质、提取中使用的溶剂、粒度、时间和萃取温度。

从环境的角度来看,选择变得更加容易。压榨方法是最自然的,生产出更高质量的油,并且不会产生有毒残留物。

下面,您可以更多地了解每种方法,然后根据每种方法对环境产生的影响,更有意识地选择您购买的产品。

植物油的压榨

压榨是当今广泛用于小规模提取植物油的工艺,以满足当地合作社、小生产等的需求。

含有 30% 至 50% 油的种子或杏仁可以在连续压榨机中进行榨油,称为 驱逐器,或在液压机中(批处理)。该工艺一般可用于蓖麻、巴巴苏、巴西坚果和杏仁,即湿度低(低于10%)且存在纤维材料的材料。

连续压机配备了一个无端螺杆或螺纹,可以压碎材料,释放油。液压机(不连续压榨)有一个穿孔气缸,活塞在其中移动,从而对原材料(位于布料或帆布袋内)施加压力。

在此过程中,存在大量内部摩擦,使材料和油的温度升高,因此“冷压”一词在这些条件下不适用或很难实现。即使在压榨前不加热,产生的热量也足以使设备、部分脱脂的滤饼(压榨后剩下的材料)和油温升高。

在压榨过程中,榨油不彻底,得到的饼粕会呈现出较高的残油含量,如果存放时间长,会促进物料的酸败。在这种情况下,如果原料含有50%的油,压榨100公斤的原料不会得到50公斤的油,而是得到较少的油和部分脱脂的饼。提取效率取决于设备、工艺条件和原材料。

因此,具有低油含量的压榨材料在经济上可能不可行。另一方面,具有高附加值的油,例如用于化妆品,可以实现这种规模的压榨提取油的过程。

通过压榨获得的油是原油,根据所使用的原材料,它可能是黑色的并显示出沉淀物。由于这些油未精制,它们在加热时会形成黑色沉淀物。味道与精炼油不同,所有这些因素都会导致产品拒绝。

从环境角度来看,它是影响最小的方法,因为它不使用也不产生有毒产品和废物。

有机溶剂萃取

在有机溶剂萃取中,谷物被压碎以促进溶剂(己烷-石油衍生物、乙醚、乙醇、甲醇等)渗透到其内部。油从种子迁移到溶剂,因为它们与它有更大的亲和力,然后需要回收溶剂,可以在该过程中再次使用。

它是从种子中去除油的最常用方法,但有一个不便之处:许多有益成分可能会发生热降解,这些成分在此过程中会丢失,这取决于常规提取中使用的条件,此外还需要去除有机物油的溶剂。因此,需要对所用溶剂的选择、提取时间和温度以及生产​​过程本身等因素进行严格控制,如果处理不当,会导致这些有毒溶剂泄漏,污染环境,使人中毒。

在某些情况下,使用有机溶剂进行萃取可能是有效的,但由于所使用的产品和在使用有毒物质(例如石油衍生物)过程中产生的废物,它会对环境造成破坏,因为它们来自不可再生能源,会对生态系统造成严重破坏。

超临界流体萃取

什么是超临界流体?

当一种化合物被限制在一定的空间内时,气体和液体相互平衡。通过加热系统,两者的内在属性会趋向同一点,直到它们完全相同(例如密度、粘度、折射率、热导率等)。这个点称为临界点,气/液界面在那里结束,因为从这一点开始有一个单一的超临界相。因此,超临界流体是压力和温度高于其临界参数的任何物质。

流体(可以是液态或气态物质)的各种特性在这些条件下发生变化,变得类似于某些气体和液体的特性。超临界流体的密度与液体相似,其粘度与气体相似,其扩散能力介于两者之间。

因此,流体的超临界状态可以定义为液体和气体无法区分的状态。由于其低粘度和高扩散能力,超临界流体比液体具有更好的传输性能。这些特性使流体具有更大的作为溶剂的能力。它们可以很容易地通过固体材料扩散,去除油并提高提取率。二氧化碳 (CO2) 是最常用的流体,因其温度适中 (31.3ºC) 和临界压力 (72.9 atm),在室温下为气态。

这种方法被认为是可取的,因为它不会将有毒溶剂残留物释放到环境中,并且具有获得无溶剂产品的优势,因为溶质(在这种情况下是油)和溶剂(取决于所使用的类型、最常见的是 CO2),它是通过改变压力和/或温度条件发生的,因此所用溶剂在这些条件下是气态的。此外,当存在提取物热降解的危险时,指示该方法,因为其操作控制允许使用适中的温度。

食品、化妆品和制药行业对超临界萃取感兴趣,以取代传统的萃取工艺(如有机溶剂萃取和水蒸馏)以获得精油和油树脂。超临界萃取产生无残留的萃取物,并且可以在低温下进行,从而保持在高温下降解的化合物的质量。超临界流体通过温度和操作压力的变化仍然具有很高的选择性,因此可以确定提取特定物质的最佳条件,从而获得更好的收率。

超临界萃取的最大不便在于操作所需压力高,需要过于昂贵的设备,增加了最终产品的成本。其他优势,例如提取物的高纯度和该过程的高效率,可以使其适用于食品。

因此,必须进行研究以优化这些过程并降低其成本,使其成为控制油、脂肪和脂肪食品中脂质氧化的有效替代品,这也是由于与该方法相比产生的环境影响较低目前使用的是有机溶剂萃取。

酶提取

酶是一组具有蛋白质性质的有机物质,能够加速化学反应。它们存在于我们的重要过程中,例如食物消化、化合物降解等。

酶法提取包括使用酶,利用水分子打破蔬菜的细胞壁,将油释放到水性介质中。例如,通过离心将油与水分离,从而产生比使用有机溶剂的过程更清洁的产品。

该技术作为提取植物油的潜在替代方案出现,因为未来应使用更可持续的技术流程取代石油衍生溶剂的使用,以满足政府机构对环境保护的要求。由于商业酶的成本很高,到目前为止,该过程的工业实施仅限于在橄榄压榨过程中添加橄榄油以改进提取过程。

浸渍酶的使用增加了特级初榨橄榄油中抗氧化剂和维生素 E 的含量,减少了酸败诱导(脂肪降解,赋予了特征风味和气味),提高了提取效率,改善了离心分离,并产生了含有水分含量低。

水酶法提取是一个非常有趣的过程,特别是对于潮湿的材料或潮湿的果肉,其中水被用作油转移的手段。将果肉或油籽压碎,用水稀释,然后加入酶以分解细胞壁并释放油。工艺温度一般较低(40 ºC 至 60 ºC),接近酶活性的最适温度。在搅拌下接触后,需要离心以分离固体和液相,然后再次离心以分离油和水。

根据油籽的不同,固体必须被引导到其他蛋白质回收过程中,然后进行干燥或其他回收过程。水相必须作为流出物处理。这是一个有趣的过程,但由于水和油之间发生的乳化以及酶的成本,它仍然面临障碍。

现在您已经了解了提取植物油的主要方法,您可以在购买时做出更明智的选择。在文章中查看它的好处:“植物油:了解好处和美容特性”。