К статье ЖИРЫ И МАСЛА
Непищевые жиры и масла ? это жиры и масла животного или растительного происхождения; они либо несъедобны, либо их не рекомендуется использовать в качестве пищевых продуктов, поскольку они содержат загрязнения.
Состав. Непищевые жиры и масла являются глицеридами жирных кислот, главным образом пальмитиновой, стеариновой, олеиновой и линолевой. Они несколько отличаются от съедобных жиров и масел бльшим содержанием таких неглицеридных компонентов, как свободные жирные кислоты, пигменты и посторонние примеси.
Источники. Большя часть промышленных непищевых жиров и масел производится из отходов мясопереработки. Другим источником служит рыбная промышленность. Несъедобные рыба и прочие морские животные, а также несъедобные части рыб и отходы приготовления рыбопродуктов перерабатывают для получения рыбьего непищевого жира и ворвани. Наконец, важным источником непищевых жиров являются растения. При производстве съедобных жиров и масел из растительного сырья некоторые фракции в процессе переработки отбрасывают ? их используют в промышленности как технические жиры и масла. Непищевые жиры и масла отделяют от тканей животных посредством вытопки. При мокрой вытопке жировые ткани нагревают в закрытых сосудах под давлением пара в присутствии воды вплоть до разрушения клеток ткани и отделения жира. Затем воду и жир разделяют отстаиванием или центрифугированием.
При сухой вытопке жировые ткани нагревают при перемешивании, обычно во вращающихся барабанах, до температуры порядка 120? C. Жировые клетки разрушаются и жир высвобождается. Затем жир отделяют путем отжима гидравлическим или механическим прессом. Другой метод разделения жира и белков состоит в экстракции углеводородными или хлоруглеводородными растворителями.
Применение. Наибольшие количества непищевых жиров и масел используются в производстве мыла. Часть их расщепляют для получения жирных кислот или сульфируют для использования в качестве эмульгаторов. Часть подвергается фракционированию для выработки стеарина и масел; последние используются в производстве текстиля и смазок. Значительные количества твердых и мягких технических жиров добавляют в корма животных, чтобы улучшить вкус кормов и облегчить их гранулирование.
Обработка непищевых жиров и масел необходима для придания им необходимых технологических качеств.
Рафинирование ? процесс первичной обработки непищевых жиров и масел. При вытопке и хранении происходит частичное расщепление глицеридов, в результате чего освобождающиеся жирные кислоты растворяются. Во многих случаях желательно освободить жир или масло от жирных кислот и других посторонних веществ, таких, как фосфолипиды, стерины, смолы и белки.
При щелочном рафинировании разбавленный раствор щелочи, например едкого натра, смешивают с маслом или жиром при температурах 40?65? C. Со свободными жирными кислотами щелочь образует мыло, которое нерастворимо в масле и осаждается. Твердые частицы увлекают за собой часть посторонних веществ, удаляя их из жира. Осадок состоит из мыла, влаги, избытка щелочи и других примесей. Остающиеся следы влаги и мыла можно удалить промыванием водой и вакуумной сушкой или фильтрованием через отбеливающую глину или диатомит.
Другой метод удаления свободных жирных кислот и посторонних веществ состоит в экстракции растворителями. Обычно жир при температурах 38?93? C пропускают через противоточный экстрактор, в который подают низшие алифатические спирты, фурфурол или такие газообразные при нормальных условиях углеводороды, как пропан или бутан. Жирные кислоты, более растворимые в растворителе, чем в масле, переходят в растворитель и удаляются.
Отбеливание. Для многих целей желательно удалить по крайней мере бльшую часть окрашивающих веществ, присутствующих в жирах и маслах. Эти пигменты представляют собой каротиноиды и продукты окисления как глицеридов, так и неглицеридов.
Стандартный метод удаления пигментов состоит в адсорбции их на избирательно действующих адсорбентах. Самый распространенный из таких адсорбентов ? фуллерова земля (отбеливающая глина), хотя используются также различные типы активированных углей и глин. Масло и глину перемешивают при температурах 80-120? C. Затем смесь фильтруют, удаляя глину и адсорбированные на ней пигменты.
При химическом отбеливании жиров и масел используют такие окислители, как пероксид водорода, гипохлорит или хлорит натрия. Окислители превращают пигменты в их бесцветные окисленные формы. Трудность, с которой обычно сталкиваются при химическом отбеливании, связана с неустойчивостью к окислению самого масла и ухудшением его качества в результате такой обработки.
Для удаления пигментов из различных жиров и масел используется также солексол-процесс, разработанный в M.W.Kellogg Co.: пигменты и окрашенные вещества осаждают растворением масла в сжиженном пропане (C3H8) при температурах, близких к критической. Противоточное оборудование обеспечивает непрерывную подачу жидкого пропана и удаление окрашенных примесей.
Фракционирование. Во многих случаях желательно фракционировать различные жиры и масла, обычно состоящие из смеси глицеридов. Более насыщенные высокоплавкие глицериды можно отделить от менее насыщенных и низкоплавких. Самый старый из методов фракционирования состоит в постепенном замораживании жира или масла при помощи холодного воздуха или жидкого хладагента. Частично затвердевший жир прессуют с помощью гидравлического или механического пресса, отделяя жидкую фазу от твердой. Иногда для разделения применяют центрифугирование или фильтрование. В более современном способе для облегчения кристаллизации и разделения фаз используют растворители. Получает распространение оборудование непрерывного действия, в котором жир растворяют в растворителе и охлаждают. Охлажденная смесь проходит далее через вращающиеся вакуумные фильтры, которые отделяют закристаллизовавшиеся твердые глицериды от жидких, остающихся в растворе. После заключительного удаления растворителя из обеих фракций получаются высококачественные продукты. Разработан метод разделения исключительно в жидких системах. В солексол-процессе, в котором применяются ожиженные углеводороды, газообразные при нормальных условиях, используют бльшую растворимость менее насыщенных глицеридов по сравнению с более насыщенными. Регулируя температуру, можно получить желаемую степень фракционирования. В другом методе разделение достигается за счет большей растворимости менее насыщенных компонентов в фурфуроле. Изменяя количество растворителя и температуру, добиваются нужной степени фракционирования.
Гидрирование (гидрогенизация). В ряде случаев желательно уменьшить степень ненасыщенности различных жиров и масел, чтобы повысить точки плавления и увеличить химическую стабильность. Например, в производстве синтетического каучука для получения мыла, используемого как эмульгатор при сополимеризации бутадиена и стирола, применяют мягкие жиры, предварительно отвержденные путем гидрирования. Хлопковое, соевое и другие растительные масла подвергают гидрогенизации, чтобы превратить их в очень похожие на животные твердые жиры, которые можно использовать для получения маргарина, кулинарных жиров и мыла. Подлежащие гидрогенизации жиры или масла необходимо сначала подвергнуть рафинированию и отбеливанию.
Под действием катализаторов (обычно это тонкодисперсный никель) газообразный водород присоединяется к ненасыщенным глицеридам по двойным связям. (Катализаторы готовят восстановлением никелевых солей водородом или электролитически.)
Гидрирование осуществляют, нагревая жир или масло в закрытом сосуде при перемешивании и пропускании водорода в присутствии небольших количеств катализатора. Давление водорода обычно изменяется в пределах от незначительной величины до 14 атм. После присоединения нужного количества водорода (о чем судят по повышению точки плавления, уменьшению показателя преломления или иодного числа) подачу водорода прекращают, а никель тщательно отделяют от масла или жира фильтрованием через колонку с адсорбентом. Обычно гидрирование осуществляется как периодический процесс.
Температура, давление, природа катализатора, чистота водорода и жира или масла являются важными факторами, определяющими скорость и глубину гидрирования. Подбор этих параметров позволяет получить конечный продукт с необходимыми физическими свойствами.
Дезодорация. Для удаления запаха жиров и масел их нагревают до 90-260? C в закрытых сосудах при остаточном давлении 2-20 мм рт. ст. с одновременным пропусканием струи перегретого пара. Пахучие летучие вещества выдуваются паром, а остающиеся жиры или масла теряют запах.
Сульфирование осуществляется путем перемешивания масла или жира в освинцованных емкостях с концентрированной серной кислотой или серным ангидридом (который дает серную кислоту при смешении с водой) при температурах от 10 до 38? C. Избыток кислоты удаляют промыванием рассолом, а масла нейтрализуют едким натром или раствором аммиака. Образующиеся продукты растворимы в воде.
Чаще всего сульфированию подвергают твердые животные жиры, тресковый жир, спермацет и касторовое масло.