Rozdíly mezi frakcionací, hydrogenací a esterifikací olejů a tuků.

Rozdíly mezi frakcionací, hydrogenací a esterifikací olejů a tuků.

Frakcionace, hydrogenace a esterifikace jsou tři klíčové technologie pro změnu fyzikálních a chemických vlastností olejů a tuků tak, aby splňovaly rozmanité požadavky potravinářského průmyslu. Zásadní rozdíl mezi nimi spočívá v odlišných principech, které používají k modifikaci vlastností olejů a tuků. Níže uvádíme přehledné srovnání jejich rozdílů pomocí tabulky a podrobného vysvětlení.

Shrnutí klíčových rozdílů

Vlastnictví	Frakcionace	Hydrogenace	Esterifikace
Příroda	Fyzická změna	Chemická změna	Chemická změna
Princip	Separace založená na rozdílech v bodech tání různých triglyceridů ochlazováním, krystalizací a filtrací.	Přidání vodíku k dvojným vazbám nenasycených mastných kyselin působením katalyzátoru.	Náhodné nebo směrované přeskupení mastných kyselin na glycerolovém řetězci působením katalyzátoru nebo enzymu.
Objektivní	Oddělování olejů na frakce s vysokým bodem tání (stearin) a nízkým bodem tání (olein).	Zvýšení bodu tání olejů za účelem jejich přeměny z kapalného do polotuhého nebo pevného stavu; zvýšení oxidační stability.	Změna krystalizačních charakteristik a plasticity olejů bez změny složení mastných kyselin.
Dopad na mastné kyseliny	Žádná změna chemické struktury mastných kyselin.	Změna chemické struktury mastných kyselin: nenasycené mastné kyseliny → nasycené mastné kyseliny; může docházet ke vzniku trans-mastných kyselin.	Nedochází ke změně chemické struktury jednotlivých mastných kyselin, ale ke změně jejich distribuce na glycerolovém řetězci.
Charakteristiky produktu	Získejte dva nebo více produktů s různými fyzikálními vlastnostmi (např. palmový olein a palmový stearin z palmového oleje).	Získejte hydrogenované oleje s tvrdší texturou a lepší stabilitou.	Získejte oleje s novými křivkami tání a texturami, jako je margarín a tuk bez trans-tuků.
Jednoduchá analogie	Jako když necháváte olej venku v zimě, oddělujete tekutý olej od ztuhlé části.	Jako by se nestabilní molekuly posilovaly, aby se staly „pevnějšími“ a „stabilnějšími“.	Jako když zamícháte balíček karet (mastné kyseliny), abyste získali novou kombinaci (nový olej).

Podrobné vysvětlení

1. Frakcionace

• Základní myšlenka: Oddělení, nikoli změna.

• Postup: Olej pomalu zahřívejte, aby se roztavil, a poté jej pomalu ochlaďte na určitou teplotu. Triglyceridy s vyššími body tání nejprve krystalizují a vytvářejí pevné částice. Tyto pevné krystaly (stearin) lze poté oddělit od stále tekutého oleje (oleinu) filtrací nebo centrifugací.

• Příklady použití:

o Frakcionace palmového oleje: Toto je nejtypičtější aplikace frakcionační technologie. Palmový olej lze frakcionovat za účelem získání palmového oleinu (používaného na výrobu oleje na vaření, oleje na smažení) a palmového stearinu (používaného na výrobu margarínu, tuku a cukrářských tuků).

o Frakcionace másla: Produkuje čistší máslový tuk, který se používá k výrobě vysoce kvalitního pečiva.

• Výhody: Čistě fyzikální proces, žádné chemické změny, žádná chemická činidla a produkt je přírodní.

2. Hydrogenace

• Základní myšlenka: Přidáním vodíku se olej stane „tvrdším“ a „stabilnějším“.

• Proces: Za vysoké teploty, vysokého tlaku a za přítomnosti kovového katalyzátoru (obvykle niklu) se do kapalného oleje přivádí plynný vodík. Vodík se přidává k dvojným vazbám v řetězcích nenasycených mastných kyselin, čímž se dvojné vazby redukují nebo eliminují.

o Částečná hydrogenace: Dvojné vazby nejsou plně nasycené a během tohoto procesu vzniká velké množství transmastných kyselin. Vzhledem ke zdravotním rizikům transmastných kyselin byly v mnoha zemích a regionech zakázány.

o Úplná hydrogenace: Dvojné vazby jsou téměř zcela nasycené, vznikají převážně nasycené mastné kyseliny (kyselina stearová), téměř žádné trans-mastné kyseliny. Úplně hydrogenované oleje jsou velmi tvrdé a křehké a obvykle je třeba je smíchat s tekutým olejem nebo upravit esterovou výměnou, aby se modifikovaly jejich vlastnosti.

• Příklady použití:

o Výroba tuku a margarínu: Přeměna tekutého sójového oleje, řepkového oleje atd. na polotuhou formu pro pečení a roztírání.

o Zlepšení stability oleje: Prodloužení trvanlivosti oleje na smažení a potravin obsahujících olej.

• Nevýhody: Produkuje škodlivé trans-mastné kyseliny (částečná hydrogenace) a ztrácí esenciální mastné kyseliny.

3. Výměna esterů

• Základní myšlenka: „Promíchávání“, změna struktury triglyceridů.

• Proces: Působením chemického katalyzátoru (jako je methoxid sodný) nebo lipázy se mastné kyselinové glyceridy v molekulách oleje „rozloží“ a poté se mastné kyseliny náhodně nebo směrově rekombinují na glycerolový řetězec za vzniku nových molekul triglyceridů.

o Náhodná výměna esterů: Mastné kyseliny jsou mezi všemi molekulami náhodně přeskupeny.

o Řízená esterová výměna: Za specifických podmínek (například za kontrolované teploty) je proces přesmyku směrován požadovaným směrem.

• Příklady použití:

o Výroba tuku a margarínu bez trans-tuků: Toto je nejdůležitější moderní aplikace esterové výměny. Provedením esterové výměny mezi plně hydrogenovaným stearinem (bez trans-kyselin) a kapalným olejem lze získat plastický tuk s ideální texturou a bez trans-mastných kyselin.

o Zlepšení kompatibility náhražek kakaového másla.

o Změna krystalové struktury sádla a másla za účelem zlepšení jejich vlastností při pečení.

• Výhody: Může významně změnit fyzikální vlastnosti olejů bez tvorby trans-mastných kyselin, což z něj činí klíčovou alternativu k technologii částečné hydrogenace. Souhrn

Pokud chcete olej oddělit na části s různými body tání, použijte frakcionaci. Pokud chcete, aby byl kapalný olej tvrdší a stabilnější, tradičně se používá hydrogenace, ale mějte na paměti problém s trans-mastnými kyselinami. Pokud chcete upravit tvrdost, texturu a plasticitu oleje, aniž byste se uchýlili k hydrogenaci, která může produkovat trans-mastné kyseliny, pak je transesterifikace nejlepší volbou. V moderním ropném průmyslu se tyto tři techniky často kombinují za účelem výroby funkčních ropných produktů, které splňují různé specifické potřeby.