Растительные масла или растительные жиры — это масла, извлекаемые из семян или других частей съедобных растений . Как и животные жиры , растительные жиры представляют собой смеси триглицеридов . [1] Соевое масло , масло виноградных косточек и масло какао являются примерами масел из семян или жиров из семян. Оливковое масло , пальмовое масло и масло рисовых отрубей являются примерами жиров из других частей растений. В общем смысле термин «растительное масло» может относиться исключительно к растительным жирам, которые являются жидкими при комнатной температуре. [2] [3] Растительные масла обычно съедобны.
Оливковое масло было частью человеческой культуры на протяжении тысячелетий. [4] Археологические свидетельства показывают, что оливки были превращены в оливковое масло к 6000 г. до н.э. [4] и к 4500 г. до н.э. в современном Израиле . [5] Pagnol, стр. 19, говорит о 6-м тысячелетии в Иерихоне , но не ссылается на источник. [ необходима цитата ] В Древнем Египте растительные масла, включая кедровое масло, кипарисовое масло и оливковое масло, использовались во время процесса мумификации . [6]
Растительные масла использовались в качестве топлива для ламп, для приготовления пищи, в медицине и в качестве смазки. [ требуется ссылка ] Пальмовое масло давно известно в странах Западной и Центральной Африки, и европейские торговцы, торгующие с Западной Африкой, время от времени закупали пальмовое масло для использования в качестве масла для готовки в Европе. Оно стало очень востребованным товаром у британских торговцев для использования в качестве промышленной смазки для машин во время британской промышленной революции . [7]
Пальмовое масло легло в основу мыльных продуктов, таких как «Sunlight» компании Lever Brothers (теперь Unilever ) и «Palmolive» компании BJ Johnson Company (теперь Colgate-Palmolive ) [8], а примерно к 1870 году пальмовое масло стало основным экспортным товаром некоторых стран Западной Африки. [9]
В 1780 году Карл Вильгельм Шееле продемонстрировал, что жиры были получены из глицерина. Тридцать лет спустя Мишель Эжен Шеврёль пришел к выводу, что эти жиры были эфирами жирных кислот и глицерина. Вильгельм Норманн , немецкий химик, в 1901 году представил гидрогенизацию жидких жиров, создав то, что позже стало известно как трансжиры , что привело к развитию мирового производства маргарина и растительного жира .
В Соединенных Штатах хлопковое масло было разработано и продавалось компанией Procter & Gamble как сливочный шортенинг – Crisco – еще в 1911 году. [10] Хлопкоочистительные заводы были рады, что кто-то вывозил семена хлопка. Извлеченное масло очищалось и частично гидрогенизировалось, чтобы получить твердое вещество при комнатной температуре и, таким образом, имитировало натуральное сало, и консервировалось в атмосфере азота. По сравнению с топленым салом, которое Procter & Gamble уже продавало потребителям, Crisco было дешевле, его было легче размешивать в рецепте, и его можно было хранить при комнатной температуре в течение двух лет, не становясь прогорклым.
Соевые бобы богаты белком, а масло средней вязкости, полученное из них, содержало большое количество полиненасыщенных жиров. Генри Форд основал исследовательскую лабораторию по изучению соевых бобов, разработал соевые пластики и синтетическую шерсть на основе сои и построил автомобиль «почти полностью» из соевых бобов. [11] У Роджера Дракетта был успешный новый продукт Windex , но он вложил значительные средства в исследования сои, посчитав это разумной инвестицией. [12] К 1950-м и 1960-м годам соевое масло стало самым популярным растительным маслом в США; сегодня оно уступает только пальмовому маслу . В 2018–2019 годах мировое производство составляло 57,4 тонны, а ведущими производителями были Китай (16,6 тонны), США (10,9 тонны), Аргентина (8,4 тонны), Бразилия (8,2 тонны) и ЕС (3,2 тонны). [13]
В начале 20 века также началось использование растительного масла в качестве топлива в дизельных двигателях и печах. Рудольф Дизель спроектировал свой двигатель для работы на растительном масле. Он надеялся, что эта идея сделает его двигатели более привлекательными для фермеров, у которых был легкодоступный источник топлива. Первый двигатель Дизеля впервые заработал самостоятельно в Аугсбурге , Германия, 10 августа 1893 года, работая исключительно на арахисовом масле . В память об этом событии 10 августа было объявлено «Международным днем биодизеля». [14] Первый патент на биодизель был выдан в 1937 году . [15] Периодическая нехватка нефти стимулировала исследования растительного масла в качестве заменителя дизельного топлива в 1930-х и 1940-х годах, а затем в 1970-х и начале 1980-х годов, когда чистое растительное масло пользовалось наивысшим уровнем научного интереса. В 1970-х годах также было создано первое коммерческое предприятие, позволяющее потребителям использовать в своих транспортных средствах чистое растительное масло. Однако биодизель , производимый из масел или жиров с использованием переэтерификации, используется более широко. Во главе с Бразилией многие страны построили заводы по производству биодизеля в 1990-х годах, и теперь он широко доступен для использования в транспортных средствах и является самым распространенным биотопливом в Европе сегодня. Во Франции биодизель включен в количестве 8% в топливо, используемое всеми французскими дизельными транспортными средствами. [16]
В середине 1970-х годов канадские исследователи вывели сорт рапса с низким содержанием эруковой кислоты. Поскольку слово «рапс» не считалось оптимальным для маркетинга, они придумали название «канола» (от «Canada Oil low acid»). Управление по контролю за продуктами и лекарствами США одобрило использование названия канола в январе 1985 года [17] , и американские фермеры начали засевать большие площади той весной. Масло канолы содержит меньше насыщенных жиров и больше мононенасыщенных. Канола очень жидкая (в отличие от кукурузного масла) и безвкусная (в отличие от оливкового масла), поэтому она в значительной степени преуспевает, вытесняя соевое масло, так же как соевое масло в значительной степени преуспело, вытесняя хлопковое масло.
Производство растительных масел выросло на 125% в период с 2000 по 2020 год, что было обусловлено резким ростом производства пальмового масла . [18]
Многие растительные масла потребляются напрямую или косвенно в качестве ингредиентов в пище – роль, которую они разделяют с некоторыми животными жирами , включая сливочное масло , топленое масло , сало и шмальц . Масла выполняют ряд функций в этой роли:
Масла можно нагревать до температур, значительно превышающих температуру кипения воды, 100 °C (212 °F), и использовать для жарки продуктов . Масла для этой цели должны иметь высокую температуру вспышки . К таким маслам относятся как основные кулинарные масла — соевое , рапсовое , каноловое , подсолнечное , сафлоровое , арахисовое , хлопковое и т. д. — так и тропические масла, такие как кокосовое , пальмовое и рисовое . Последние особенно ценятся в азиатских культурах для высокотемпературной готовки из-за их необычно высоких температур вспышки.
Растительные масла используются в качестве ингредиента или компонента во многих промышленных продуктах.
Многие растительные масла используются для изготовления мыла, средств по уходу за кожей, свечей, духов и других средств личной гигиены и косметики. Некоторые масла особенно подходят в качестве высыхающих масел и используются в производстве красок и других продуктов для обработки древесины. Они используются в производстве алкидных смол. Даммаровое масло (смесь льняного масла и даммаровой смолы), например, используется почти исключительно для обработки корпусов деревянных лодок. Растительные масла все чаще используются в электротехнической промышленности в качестве изоляторов , поскольку растительные масла не токсичны для окружающей среды, биоразлагаемы при проливе и имеют высокие температуры вспышки и возгорания. Однако растительные масла менее стабильны химически, поэтому их обычно используют в системах, где они не подвергаются воздействию кислорода , и они дороже, чем дистиллят сырой нефти. Синтетические тетраэфиры, которые похожи на растительные масла, но с четырьмя цепями жирных кислот по сравнению с обычными тремя, содержащимися в натуральном эфире, производятся методом этерификации по Фишеру . Тетраэфиры, как правило, обладают высокой устойчивостью к окислению и нашли применение в качестве смазочных материалов для двигателей. Растительное масло используется для производства биоразлагаемой гидравлической жидкости [20] и смазочных материалов . [21]
Одним из ограничивающих факторов промышленного использования растительных масел является то, что все такие масла подвержены прогорканию . Таким образом, более стабильные масла, такие как масло бен или минеральное масло , являются предпочтительными для промышленного использования. Касторовое масло имеет многочисленные промышленные применения благодаря наличию гидроксильной группы в жирной кислоте. Касторовое масло является предшественником нейлона 11. Касторовое масло также может реагировать с эпихлоргидрином для получения глицидилового эфира, который используется в качестве разбавителя и пластификатора с эпоксидными смолами.
Растительное масло используется в производстве некоторых кормов для домашних животных. AAFCO [22] определяет растительное масло в этом контексте как продукт растительного происхождения, полученный путем извлечения масла из семян или фруктов, которые обрабатываются для пищевых целей.
Растительные масла также используются для производства биодизеля , который может использоваться как обычное дизельное топливо. [23] Некоторые смеси растительных масел используются в немодифицированных транспортных средствах, но чистое растительное масло , также известное как чистое растительное масло, требует специально подготовленных транспортных средств, которые имеют метод нагрева масла для снижения его вязкости . Использование растительных масел в качестве альтернативной энергии растет [ требуется цитата ] и доступность биодизеля во всем мире увеличивается. [ требуется цитата ]
По оценкам NNFCC , общая чистая экономия парниковых газов при использовании растительных масел вместо альтернатив на основе ископаемого топлива для производства топлива составляет от 18 до 100% [24] .
Процесс производства растительного масла включает в себя удаление масла из компонентов растений, как правило, семян. Это может быть сделано путем механической экстракции с использованием маслобойни или химической экстракции с использованием растворителя. Извлеченное масло затем может быть очищено и, при необходимости, рафинировано или химически изменено.
Масла можно извлечь с помощью механической экстракции, называемой «дроблением» или «прессованием». Этот метод обычно используется для производства более традиционных масел (например, оливкового, кокосового и т. д.), и его предпочитают большинство потребителей здоровой пищи в Соединенных Штатах и Европе. [ требуется ссылка ] Существует несколько различных типов механической экстракции. [25] Распространена экстракция с помощью экспеллерного пресса , хотя также используются винтовой пресс , поршневой пресс и гхани (механизированная ступка и пестик ). Прессы для масличных семян обычно используются в развивающихся странах среди людей, для которых другие методы экстракции были бы непомерно дорогими; гхани в основном используется в Индии. [26] Количество масла, извлекаемого с использованием этих методов, сильно различается, как показано в следующей таблице для извлечения масла мовра в Индии: [27]
Обработка растительного масла в коммерческих целях обычно осуществляется путем химической экстракции с использованием экстрактов растворителей, что обеспечивает более высокие выходы, является более быстрым и менее затратным процессом. Наиболее распространенным растворителем является гексан, полученный из нефти . Этот метод используется для большинства «новых» промышленных масел, таких как соевое и кукурузное масла. После экстракции растворитель испаряется путем нагревания смеси примерно до 149 °C (300 °F). [29]
Сверхкритический диоксид углерода может использоваться как нетоксичная альтернатива другим растворителям. [30]
Ненасыщенные растительные масла могут быть преобразованы путем частичной или полной гидрогенизации в масла с более высокой температурой плавления, некоторые из которых, например растительный жир , будут оставаться твердыми при комнатной температуре.
Гидрогенизация растительного масла осуществляется путем нагрева смеси растительного масла и металлического катализатора, обычно никеля, в условиях, близких к вакууму, до очень высоких температур и введения водорода. Это заставляет атомы углерода масла разрывать двойные связи с другими атомами углерода. Каждый атом углерода становится одинарно связанным с отдельным атомом водорода, и двойная связь между атомами углерода больше не может существовать. Полностью гидрогенизированное масло, также называемое насыщенным жиром , имеет все свои двойные связи, преобразованные в одинарные связи. Если полиненасыщенное масло остается не полностью гидрогенизированным (не все двойные связи восстанавливаются до одинарных связей), то это «частично гидрогенизированное масло» (PHO). Масло может быть гидрогенизировано для повышения устойчивости к прогорклости ( окислению ) или для изменения его физических характеристик. По мере повышения степени насыщения путем полной или частичной гидрогенизации вязкость и температура плавления масла увеличиваются.
В то время как полное гидрогенизирование производит в основном насыщенные жирные кислоты, частичное гидрогенизирование приводит к преобразованию ненасыщенных цис-жирных кислот в ненасыщенные транс-жирные кислоты в масляной смеси из-за тепла, используемого при гидрогенизации. Частично гидрогенизированные масла и их транс-жиры были связаны с повышенным риском смертности от ишемической болезни сердца , [31] среди других повышенных рисков для здоровья. Эти опасения привели к появлению правил, предписывающих удаление частично гидрогенизированных масел из продуктов питания. [32]
При переработке пищевых масел масло нагревается под вакуумом до температуры, близкой к точке дымления или примерно до 232 °C (450 °F), [33] и в нижнюю часть масла вводится вода. Вода немедленно преобразуется в пар, который барботирует через масло, унося с собой любые химические вещества, которые растворимы в воде. Барботирование паром удаляет примеси, которые могут придавать маслу нежелательные привкусы и запахи. Дезодорация является ключом к производству растительных масел. Почти все соевые, кукурузные и рапсовые масла, которые можно найти на полках супермаркетов, проходят стадию дезодорации, которая удаляет следовые количества запахов и привкусов и осветляет цвет масла. Однако этот процесс обычно приводит к более высокому уровню трансжирных кислот и дистилляции натуральных соединений масла. [34] [35] [36]
Люди могут вдыхать туман растительного масла на рабочем месте. Управление по охране труда и промышленной гигиене США (OSHA) установило допустимый предел ( допустимый предел воздействия ) для воздействия тумана растительного масла на рабочем месте в размере 15 мг/м 3 общего воздействия и 5 мг/м 3 респираторного воздействия в течение 8-часового рабочего дня. Национальный институт охраны труда США (NIOSH) установил рекомендуемый предел воздействия (REL) в размере 10 мг/м 3 общего воздействия и 5 мг/м 3 респираторного воздействия в течение 8-часового рабочего дня. [37]
.svg/1280px-World_Production_Of_Main_Vegetable_Oils_By_Main_Producers_(2020).svg.png)
Типичная производительность некоторых масличных культур, измеряемая в тоннах (т) масла, произведенного с гектара (га) земли в год (год). Масличная пальма является самой урожайной культурой, способной производить около 4 тонн пальмового масла с гектара в год.
Следующие триглицеридные растительные масла составляют почти все мировое производство по объему. Все они используются как в качестве кулинарных масел, так и в качестве SVO или для производства биодизеля. Согласно данным USDA, общее мировое потребление основных растительных масел в 2007/08 году составило: [41]
Эти цифры включают промышленное использование и использование в кормах для животных. Большая часть европейского производства рапсового масла используется для производства биодизеля или используется непосредственно в качестве топлива в дизельных автомобилях, для чего может потребоваться модификация для нагрева масла с целью снижения его высокой вязкости .
Другие важные масла включают в себя:
Семенные масла — это растительные масла, получаемые из семян ( эндосперма ), а не из других частей растений. Большинство растительных масел — это семенные масла. Примерами являются подсолнечное, кукурузное и кунжутное масла.
Утверждения о том, что растительные масла вредны для здоровья, не подтверждаются научными доказательствами. [73]
Масла сначала извлекаются методом прессования или холодного прессования, затем растворителем вытесняют остатки масел из остатков. Этот метод используется на маслобойнях с большей производительностью. Поскольку потребление энергии механическим прессом увеличивается по мере высвобождения большего количества масла, более эффективно извлекать остаток масла (более 60%) методом растворителя.
Большое количество отработанного растительного масла производится и перерабатывается, в основном, из промышленных фритюрниц на заводах по переработке картофеля, фабриках по производству закусок и в ресторанах быстрого питания .
Переработанное масло имеет множество применений, включая использование в качестве прямого топлива , а также в производстве биодизельного топлива , кормов для скота , кормов для домашних животных, мыла, моющих средств, косметики и промышленных химикатов.
С 2002 года все большее число стран Европейского Союза запрещают включение переработанного растительного масла из сферы общественного питания в корм для животных. Однако отработанные кулинарные масла из пищевой промышленности, а также свежее или неиспользованное кулинарное масло продолжают использоваться в кормах для животных. [74]
Из-за своей восприимчивости к окислению под воздействием кислорода, тепла и света, что приводит к образованию продуктов окисления , таких как пероксиды и гидропероксиды , растительные масла, богатые полиненасыщенными жирными кислотами, имеют ограниченный срок хранения. [75] [76]
В Канаде пальмовое масло является одним из пяти растительных масел, наряду с пальмоядровым маслом, кокосовым маслом, арахисовым маслом и маслом какао, которые должны быть специально указаны в списке ингредиентов для пищевого продукта. [77] Кроме того, масла в канадских пищевых продуктах, которые были модифицированы или гидрогенизированы, должны содержать слово «модифицированный» или «гидрогенизированный», если они указаны в качестве ингредиента. [78] Смесь масел, отличных от вышеупомянутых исключений, может быть просто указана как «растительное масло» в Канаде; однако, если пищевой продукт является кулинарным маслом, салатным маслом или столовым маслом, тип масла должен быть указан, и указание «растительного масла» в качестве ингредиента не допускается. [77]
С декабря 2014 года все пищевые продукты, производимые в Европейском Союзе, по закону должны были указывать конкретное растительное масло, использованное при их производстве, после введения Регламента о предоставлении информации о пищевых продуктах потребителям. [79]
В 1864 г. Калеб Джонсон основал мыловаренную компанию BJ Johnson Soap Co. в Милуоки. В 1898 г. эта компания представила мыло из пальмового и оливкового масел под названием Palmolive.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Некоторые сырые масла, которые содержат незначительное количество примесей, отличных от свободных жирных кислот, могут быть очищены с помощью процесса, известного как паровая очистка. Это просто высокотемпературная паровая дистилляция при пониженном давлении. Сырое растительное масло нагревают примерно до 450 °F и поддерживают под давлением 0,25 дюйма ртутного столба или ниже, пока через него проходит пар. Пар удаляет свободные жирные кислоты из масла. Этот процесс используется в некоторой степени в Европе, но нечасто в Соединенных Штатах.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
В этой статье использован текст из свободного контента . Лицензия CC BY-SA IGO 3.0 (лицензионное заявление/разрешение). Текст взят из World Food and Agriculture – Statistical Yearbook 2023, FAO, FAO.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )