Rozdiely medzi frakcionáciou, hydrogenáciou a esterifikáciou olejov a tukov.

Rozdiely medzi frakcionáciou, hydrogenáciou a esterifikáciou olejov a tukov.

Frakcionácia, hydrogenácia a esterifikácia sú tri kľúčové technológie na zmenu fyzikálnych a chemických vlastností olejov a tukov s cieľom splniť rozmanité požiadavky potravinárskeho priemyslu. Základný rozdiel medzi nimi spočíva v odlišných princípoch, ktoré používajú na modifikáciu vlastností olejov a tukov. Nižšie uvádzame jasné porovnanie ich rozdielov prostredníctvom tabuľky a podrobných vysvetlení.

Zhrnutie základných rozdielov

Nehnuteľnosť	Frakcionácia	Hydrogenácia	Esterifikácia
Príroda	Fyzická zmena	Chemická zmena	Chemická zmena
Princíp	Separácia založená na rozdieloch v teplotách topenia rôznych triglyceridov prostredníctvom chladenia, kryštalizácie a filtrácie.	Pridanie vodíka k dvojitým väzbám nenasýtených mastných kyselín pôsobením katalyzátora.	Náhodné alebo smerové preskupenie mastných kyselín na glycerolovom reťazci pôsobením katalyzátora alebo enzýmu.
Cieľ	Oddeľovanie olejov na frakcie s vysokou teplotou topenia (stearín) a nízkou teplotou topenia (oleín).	Zvýšenie bodu topenia olejov za účelom ich premeny z kvapalného na polotuhé alebo tuhé skupenstvo; zvýšenie oxidačnej stability.	Zmena kryštalizačných charakteristík a plasticity olejov bez zmeny zloženia mastných kyselín.
Vplyv na mastné kyseliny	Žiadna zmena chemickej štruktúry mastných kyselín.	Zmena chemickej štruktúry mastných kyselín: nenasýtené mastné kyseliny → nasýtené mastné kyseliny; môže vznikať transmastná kyselina.	Žiadna zmena v chemickej štruktúre jednotlivých mastných kyselín, ale zmena v ich rozložení na glycerolovom reťazci.
Charakteristiky produktu	Získať dva alebo viac produktov s rôznymi fyzikálnymi vlastnosťami (napr. palmový oleín a palmový stearín z palmového oleja).	Získajte hydrogenované oleje s tvrdšou textúrou a lepšou stabilitou.	Získajte oleje s novými krivkami topenia a textúrami, ako napríklad margarín a tuk bez trans-tukov.
Jednoduchá analógia	Ako keby ste v zime nechali olej vonku, oddelili by ste tekutý olej od stuhnutej časti.	Ako napríklad posilnenie nestabilných molekúl, aby sa stali „pevnejšími“ a „stabilnejšími“.	Ako keby ste zamiešali balíček kariet (mastné kyseliny), aby ste získali novú ruku (nový olej).

Podrobné vysvetlenie

1. Frakcionácia

• Hlavná myšlienka: Oddelenie, nie zmena.

• Postup: Olej pomaly zahrievajte, aby sa roztopil, a potom ho pomaly ochladzujte na určitú teplotu. Triglyceridy s vyššími bodmi topenia najprv kryštalizujú a vytvoria pevné častice. Tieto pevné kryštály (stearín) sa potom môžu oddeliť od stále tekutého oleja (oleínu) filtráciou alebo centrifugáciou.

• Príklady použitia:

o Frakcionácia palmového oleja: Toto je najtypickejšia aplikácia frakcionačnej technológie. Palmový olej sa môže frakcionovať za účelom získania palmového oleínu (používaného na výrobu oleja na varenie, oleja na vyprážanie) a palmového stearínu (používaného na výrobu margarínu, tuku a cukrárenských tukov).

o Frakcionácia masla: Produkuje čistejší mliečny tuk, ktorý sa používa na výrobu vysokokvalitného pečiva.

• Výhody: Čisto fyzikálny proces, žiadne chemické zmeny, žiadne chemické činidlá a produkt je prírodný.

2. Hydrogenácia

• Hlavná myšlienka: Pridaním vodíka sa olej stane „tvrdším“ a „stabilnejším“.

• Proces: Za vysokej teploty, vysokého tlaku a v prítomnosti kovového katalyzátora (zvyčajne niklu) sa do kvapalného oleja privádza plynný vodík. Vodík sa pridáva k dvojitým väzbám v reťazcoch nenasýtených mastných kyselín, čím sa redukujú alebo eliminujú dvojité väzby.

o Čiastočná hydrogenácia: Dvojité väzby nie sú úplne nasýtené a počas tohto procesu vzniká veľké množstvo transmastných kyselín. Vzhľadom na zdravotné riziká transmastných kyselín boli v mnohých krajinách a regiónoch zakázané.

o Úplná hydrogenácia: Dvojité väzby sú takmer úplne nasýtené, pričom vznikajú prevažne nasýtené mastné kyseliny (kyselina stearová), takmer bez transmastných kyselín. Úplne hydrogenované oleje sú veľmi tvrdé a krehké a zvyčajne je potrebné ich zmiešať s tekutým olejom alebo upraviť esterovou výmenou, aby sa zmenili ich vlastnosti.

• Príklady použitia:

o Výroba tuku a margarínu: Transformácia tekutého sójového oleja, repkového oleja atď. do polotuhej formy na pečenie a natieranie.

o Zlepšenie stability oleja: Predĺženie trvanlivosti oleja na vyprážanie a potravín obsahujúcich olej.

• Nevýhody: Produkuje škodlivé transmastné kyseliny (čiastočná hydrogenácia) a stráca esenciálne mastné kyseliny.

3. Výmena esterov

• Základná myšlienka: „Premiešavanie“, zmena štruktúry triglyceridov.

• Proces: Pôsobením chemického katalyzátora (ako je napríklad metoxid sodný) alebo lipázy sa mastné kyseliny a glyceridy v molekulách oleja „rozložia“ a potom sa mastné kyseliny náhodne alebo smerovo rekombinujú na glycerolový reťazec za vzniku nových molekúl triglyceridov.

o Náhodná výmena esterov: Mastné kyseliny sú medzi všetkými molekulami náhodne preskupené.

o Riadená výmena esterov: Za špecifických podmienok (ako je napríklad kontrolovaná teplota) je proces preskupenia smerovaný požadovaným smerom.

• Príklady použitia:

o Výroba tuku a margarínu bez trans-tukov: Toto je najdôležitejšia moderná aplikácia esterifikácie. Vykonaním esterifikácie medzi plne hydrogenovaným stearínom (bez trans-kyselín) a tekutým olejom je možné získať plastický tuk s ideálnou textúrou a bez trans-mastných kyselín.

o Zlepšenie kompatibility náhrad kakaového masla.

o Zmena kryštálovej štruktúry bravčovej masti a masla s cieľom zlepšiť ich vlastnosti pri pečení.

• Výhody: Môže výrazne zmeniť fyzikálne vlastnosti olejov bez tvorby transmastných kyselín, čo z neho robí kľúčovú alternatívu k technológii čiastočnej hydrogenácie. Zhrnutie

Ak chcete olej oddeliť na časti s rôznymi bodmi topenia, použite frakcionáciu. Ak chcete, aby bol tekutý olej tvrdší a stabilnejší, tradične sa používa hydrogenácia, ale majte na pamäti problém s transmastnými kyselinami. Ak chcete upraviť tvrdosť, textúru a plasticitu oleja bez toho, aby ste sa uchýlili k hydrogenácii, ktorá môže produkovať transmastné kyseliny, potom je transesterifikácia najlepšou voľbou. V modernom ropnom priemysle sa tieto tri techniky často kombinujú na výrobu funkčných olejových produktov, ktoré spĺňajú rôzne špecifické potreby.