CS276509B6

CS276509B6 - Způsob přípravy fritovacího oleje se zvýšenou oxidační stabilitou

Info

Publication number: CS276509B6
Application number: CS897488A
Authority: CS
Inventors: Antonin Ing Prikryl; Jaromir Ing Csc Dedek; Jaroslav Ing Csc List; Jan Ing Kaspar; Jaroslav Ing Csc Sladek; Ivan Ing Lohynsky; Jano Ing Majercak; Iveta Ing Prokajova
Original assignee: Palma
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1992-06-17
Also published as: CS748889A3

Abstract

Parciálně hydrogenovaný řepkový olej na ' bázi řepky odrůdy O nebo 00, o jódovém čísle 85 až 98, s obsahem 0,1 až 3,0 hmot. % kyseliny linolenové a 0,1 až 5,0 hmot. % kyseliny erukové se podrobí řízené krystalizaci při teplotách v rozmezí 4 až 90 C ve třech stupních, s následnou výhodně izotermickou prodlevou s oddělením vykrystalovaných pevných podílů bud filtrací nebo odstředěním z disperze ve vodné fázi.

Description

Předmětem vynálezu je způsob přípravy fritovacího oleje se zvýšenou oxidační stabilitou na bázi parciálně hydrogenovaného řepkového oleje, odrůdy 0 nebo 00, určeného pro použití v potravinářském průmyslu.

Při tepelné úpravě jídel a pokrmů se používá jako smažícího média v průmyslovém smažení potravinářských výrobků rostlinných olejů. Tyto oleje se vyznačují vysokou oxidační stabilitou v rozmezí teplot 170 až 200 °C, kterých se dosahuje na kontinuálních smažících průmyslových aparaturách.

Průvodním jevem rozkladu triacylglycerolů při tepelném namáhání je tvorba těkavých sloučenin, jako jsou aldehydy, ketony, nízkomolekulární mastné kyseliny, dále tvorba netěkavých sloučenin, jako jsou hydroxy-epoxy-ketokyseliny a polymemí sloučeniny oxikyseliny, které jsou nerozpustné v petroléteru.

Mírou oxidační stability fritovacích olejů je doba v hodinách, za kterou tyto, podrobeny teplotě 180 °C, zaznamenají v důsledku rozkladu triacylglycerolů nárůst čísla kyselost! na hodnotu 2>5 ng KOH/g, respektive zvýšení obsahu oxidovaných mastných kyselin na 0,7 hmot. % nebo pokles jeho bodu, zakouření pod 170 °C. Bod zakouření je teplota, kdy se na povrchu tuku objeví při zahřívání a pozorování v předepsané aparatuře souvislý pramínek kouře. .

Oxidační stabilita fritovacích olejů nejvhodnějších pro tento účel, jako je olej palmový, jeho oleinová frakce z druhého stupně frakcionace, palmolein, olivový, baVlníkový a podzemnicový olej, se pohybuje v rozmezí 50 až 80 hod. Jedná se o teoretickou oxidační stabilitu, zjištěnou při 180 °C. Teoretickou oxidační stabilitu však nutno odlišit od praktické oxidační stability, jejíž hodnoty jsou vesměs nižší než teoretické, ale jsou této vždy proporcionální.

Naproti tomu řepkový olej typu O nebo 00, olej slunečnicový a sójový, vykazují teoretickou oxidační stabilitu pouze 35 až 40 hodin. Důvodem snížení teoretické oxidační stábility této skupiny olejů je zvýšená přítomnost polyenových mastných kyselin vůbec a u sójového a řepkového oleje přítomnost trinenasycené mastné kyseliny linolenové v množství 6 až 14 hmot. % zvláště. ·

V důsledku toho je nutná jejich obměna při tepelném namáhání na 180 °C v průměru za poloviční dobu v porovnání s oleji používanými pro tento účel a jejich spotřeba v přepočtu na hotový výrobek je tudíž až dvojnásobná.

Dalším požadavkem ne kvalitní fritovací oleje je jejich tekutost při teplotě nad 10 °C. Všechny k tomu používané oleje a palmový ve formě palmoleinu, tomuto kriteriu vyhovují. Požadavek na tekutost fritovacích olejů je vyvolán moderními kontinuálními postupy, které vyžadují plynulé odměřování dávkovaného média do smažící aparatury. Tekutost a čirost olejů při teplotě nad 10 °C je výslednicí sležení mastných kyselin triacylglycerolů, která je v tomto případě charakterizována sníženým obsahem nasycených mastných kyselin řady C 1 6 až C 20. .

pokud se používá ke zvýšení oxidační stability fritovacích olejů polyenového typu antioxidantů (BHA-butylhydroxianisol, BHT-butylhydroxytoluen, askorbylpalmitát, alfatokóferol, případně jejich kombinace), dosahuje se zvýšení oxidační stability za běžných teplot skladování, ale při tepelném namáhání v oblasti teplot 170 až 200 °C jejich účinnost klesá a nedosáhne se požadovaného efektu. Mimo-to přítomnost syntetických antioxidantů zhoršuje organoleptické vlastnosti olejů a rovněž ze zdravotních důvodů není jejich přítomnost v olejích žádoucí v důsledku možné tvorby štěpených produktů při vyšších teplotách a jejich dlouhodobém působení.

Další způsob zvýšení oxidační stability fritovacích olejů polyenového typu spočívá v parciální hydrogenaci, při které je snížen obsah kyseliny linolenové na 0,5 až 3_}0 hmot. % a čerpatelnosti stabilizovaného tuku y rozmezí teplot 15 až 28 °C je dosahováno tvorbou disperze pevných podílů v olejové fázi dvěma dalšími technologickými operacemi, a to převážně laminární temperaeí a dynamickou krystalizaci.

v

CS 276 509 B6 2

Nyní bylo zjištěno, že tyto nedostatky odstraňuje způsob přípravy fritovacího oleje se zvýšenou oxidační stabilitou na bázi oleje řepky, odrůdy 0 nebo 00 podle vynálezu, který spočívá v tom, že se parciálně hydrogenovaný řepkový olej o jódovém čísle 85 až 98, 3 obsahem 0,1 až 3,0 hmot. % kyseliny linolenové a 0,1 až 5,0 hmot. % kyseliny erukové, podrobí řízené krystalizaci při teplotách v rozmezí 90 až 4 °C tak, že se po zahřátí na teplotu v rozmezí 70 až 90 °C, v prvním stupni řízené krystalizace chladí na teplotu 25 až 35 °C s gradientem poklesu teploty 10 až 35 °C/h, ve druhém stupni na teplotu 15 až 20 °C s gradientem poklesu teploty 2 až 5 °C/h, ve třetím stupni na konečnou teplotu krystalizace v rozmezí 4 až 12 °C s gradientem poklesu teploty 0,5 až 2 °C/h, načež následuje krystalizační teplotní, s výhodou izotermická, prodleva 1 až 3 h a oddělení vykrystalovaných pevných podílů. .

Postupem podle vynálezu se získá fritovací olej o jódovém čísle 90 až.105 s obsahem transizomerů 15 až 45 hmot. %, který je tekutý od teploty +6 až 10 °C, Čirý od teploty 10 až 15 °C, 3 výtěžností 55 až 90 hmot, %.

Řepkový olej odrůdy 0 představuje olej s nízkým obsahem kyseliny erukové, maximálně 5,0 hmot. %, počítáno z celkového obsahu přítomných mastných kyselin. Řepkový olej odrůdy 00 má nejen nízký obsah kyseliny erukové, ale i snížený obsah síry na 20 až 30 ppm. Tím se zásadně liSí od řepkových olejů z klasických odrůd řepky, které obsahují v oleji 12 až . 55 hmot, % kyseliny erukové a 50 až 150 ppm síry. Řepkový olej odrůdy 0 nebo OO se pro daný účel parciálně hydrogenuje za vysoce selektivních podmínek hydrogenace, při kterých dochází k přednostní transformaci kyseliny linolenové na linolovou, této částečně na olejovou při minimálním nárůstu nasycených mastných kyselin. Proces je dále provázen tvorbou transizomerů kyseliny linolové a přednostně transformací kyseliny olejové na kyselinu elaidovou. Selektivní podmínky hydrogenace jsou charakterizovány zvýšenou teplotou při hydrogenaci 190 až 220 °C, nízkým tlakem vodíku 0,04 až 0,3 MPa, sníženou intenzitou míchání a použitím selektivních kovových katalyzátorů. Parciálně hydrogenovaný řepkový olej podle některého ze známých postupů se dále rafinuje a ve formě polorafinády nebo rafinády podrobí řízené krystalizaci. ¹

Nově bylo zjištěno, že je možno převést parciálně hydrogenovaný řepkový olej do vhodné krystalické formy při dodržení specifických podmínek řízené krystalizace postupem podle vynálezu. Nahřátím parciálně hydrogenovaného řepkového oleje na teplotu až 90 °C se s jistotou odstraní zárodečné krystaly nedefinovatelné formy a čistotou média se vytvoří podmínky pro růst krystalů ve stabilní formě beta, jejichž zdrojem jsou přítomné nasycené mastné kyseliny převážně palmitová a stearová 3 nejvyšším bodem tání, které již mají sklon k sedimentaci a jsou udržovány ve vznosu mírným mícháním. V dalším stupni zjevné krystalizace dochází k růstu krystalů z přítomných transizomerů o bodu tání 40 °C, které okludují stabilní krystaly beta, tvoří s těmito směsné krystaly a ty jsou od tekuté fáze separovatelné. Konečná teplota krystalizace a izotermní prodleva představují fázi zrání krystalů, při Které dochází v hmotě k tepelné rovnováze po odvodu krystalizačního tepla.

Nedodržení podmínek řízené krystalizace parciálně hydrogenovaného řepkového oleje postupem podle vynálezu ku příkladu tím, že se olej náhle zchladí na konečnou teplotu krystalizace, je provázeno tvorbou směsných krystalů v metastabilní formě alfa a beta', které vytváří transparentní gel o vysoké plasticidě, z něhož není možno separovat olej žádným že známých postupů. Pro vytvoření obzvláště vhodných podmínek zajišťujících přednostní tvorbu krystalů ve stabilní formě beta a zrychlení procesu krystalizace, lze aplikovat postup podle vynálezu, který spočívá v tom, že se k parciálně hydrogenovanému řepkovému oleji přidá před řízenou krystalizaci 0,1 až 0,5 hmot. % vysokoztuženého tuku o jódovém čísle 2 až 6. Tento postup lze modifikovat rovněž tak, že se k parciálně hydrogenovanému řepkovému oleji přidá 0,05 až 0,1 hmot. % práškovitého vysokoztuženého tuku o jódovém čísle 2 až 6, až teprve ve fázi řízené krystalizace při dosažení teploty v rozmezí 15 až 20 °C. .

Postupem podle vynálezu lze po ukončení řízené krystalizace oddělit vykrystalované pevné podíly filtrací za vakua v rozmezí 1,0 až 5,5 kPa nebo filtrací za tlaku 0,05 až 0,5 . ' . . + . . . u

OS 276 509 B6

MPa. Lze je rovněž oddělit z disperze vytvořené přídavkem vodné fáze v množství 20 až 50 hmot. %, vztaženo na množství oleje, obsahující 0,2 až 1,0 hmot. % povrchově aktivních látek ze skupiny alkalické alkylsulfáty, alkalické alkylarylsulfonáty, a 0,5 až 2,0 hmot. % elektrolytu ze skupiny siran hořeSňatý, síran sodný, chlorid hořeSňatý, chlorid sodný, působením odstředivé síly.

Celkovou užitnou hodnotu fritovacího oleje lze dále ještě zvýšit postupem podle vynálezu tak, že se po oddělení pevných podílů do dezedoroyaného fritovacího oleje přidají v množství 0,001 až 2,0 hmot. %, při teplotě v rozmezí 40 až 60 °C aditiva ze skupiny potravinářská aromata, ochucovadla, antioxidační přísady, odpěňovače.

Výsledky, která lze dosáhnout při přípravě fritovacího oleje aplikací postupu podle vynálezu, jsou uvedeny v následujících příkladech provedení a v tabulce 1.

Příklad 1 . . « t parciálně hydrogenovaného řepkového oleje ve formě polorafinády s obsahem 1,2 hmot. % kyseliny linolenové, 1,9 hmot. % kyseliny erukové o jódovém čísle 90,6, bylo po ohřátí na 90 °C přečerpáno do krystalizátoru, kde byl olej podroben řízené krystalizací v prvém stupni zchlazením na 30 °C s tepelným gradientem poklesu teploty 30 °C/h, v druhém stupni s tepelným gradientem 5 °C/h na 20 °C a ve třetím stupni s tepelným gradientem 1 °C/h na konečnou teplotu 8 °C. Následovala izotermní prodleva po dobu 3 hodin, při které byl obsah krystalizátoru, jako po celou dobu krystalizace, udržován v pohybu mícháním rychlostí 8 ot/min. Přidáním 20 hmot. % vodné fáze s obsahem 1,0 hmot. % laurylsíranu sodného a 1,5 hmot. % síranu hořečnatého k vykrystalované hmotě oleje byla vytvořena izotermní disperze, která byla podrobena separaci na odstředivce.

Byl získán fritovací olej, který byl tekutý při 6 °C, čirý při 10 °C, se zvýšenou oxidační stabilitou při výtěžnosti postupu 65,0 hmot. %.

Příklad 2 .

t parciálně hydrogenovaného řepkového oleje ve formě rafinády s obsahem 1,4 hmot. % kyseliny linolenové, 2,3 hmot. % kyseliny erukové o jódovém čísle 89,1, bylo po ohřátí na 85 °C přečerpáno do krystalizátoru, dó kterého bylo zároveň přidáno 10 kg vysokoztuženého palmstearinu o jódovém čísle 3 v roztavené formě. Olej byl podroben řízené krystalizací v prvém stupni zchlazením na 30 °C s tepelným gradientem poklesu teploty 20°C, v druhém stupni s tepelným gradientem 3 °C/h na 20 °C a ve třetím stupni s tepelným gradientem 1 °C/h na konečnou teplotu 9,0 °C. Následovala izotermní prodleva po dobu 3 hodin, při které byl obsah krystalizátoru jako po celou dobu krystalizace udržován v pohybu mícháním rychlostí 10 ot/min. Přidáním 30 hmot. % vodné fáze s obsahem 0,2 hmot. % Isturylsíranu sodného a 2,0 hmot. % síranu hořečnatého, k vykrystalované hmotě oleje, byla vytvořena izotermní disperze, která byla podrobena separaci na odstředivce.

Byl získán fritovací olej, který byl tekutý a čirý při 10 °G, se zvýšenou oxidační stabilitou, při výtěžnosti postupu 77,8 hmot. %»

Příklad 3 ’ t parciálně hydrogenovaného řepkového oleje ve formě rafinády s obsahem 2,3 hmot. % kyseliny linolenové, 0,5 hmot. % kyseliny erukové o jódovém čísle 87,5, bylo po ohřátí na 85 °C přečerpáno do krystalizátoru, kde byl olej podroben řízené krystalizací v prvém stupni zchlazením na 30 °C s tepelným gradientem poklesu teploty 25 °C/h, v druhém stupni s tepelným gradientem 4 °C/h na 20 .°C a ve třetím stupni s tepelným gradientem 1,5 °C/h na konečnou teplotu 5 °C. Následovala izotermní prodleva po dobu 2 hodin, při které byl obsah krystalizátoru, jakož i po celou dobu krystalizace, udržován v pohybu mícháním rychlostí 12 ot/min. Olej po skončení krystalizace byl podroben frakcionaci suchým postupem, a to filtrací za vakua 2,5 kPa. K oleji po filtraci byly přidány 2,0 kg potravinářské kyseliny citrónové a 0,17 kg bezvodého potravinářského metylsilikonu za zvýšené intenzity míchání při teplotě 60 °C,

.. CS 276 509 B6 4

Byl získán fritovací olej, který byl tekutý při 10 °C, čirý při 15 °C, se zvýšenou oxidační stabilitou, při výtěžnosti procesu 68,0 hmot. %. '

Příklad- 4 .

t parciálně hydrogenovaného řepkového oleje ve founě polorafinády s obsahem 1,7 hmot. % kyseliny linolenové, T,5 hmot. % kyseliny erukové o jódovém čísle 92,7, bylo po ohřátí na 80 °C přečerpáno do krystalizátoru, kde byl olej podroben řízené křystalizaci v prvém stupni zchlazením na 30 °C s tepelným gradientem poklesu teploty 27 °C/h, v druhém stupni s tepelným gradientem 3 °C/h na 20 °C & v této fázi bylo k oleji přidáno 150 g práškového palmstearinuo jódovém čísle 2, suspendovaného v 5 litrech krystalovaného oleje. Následoval třetí stupeň chlazení s gradientem 1 °C/h na konečnou teplotu 10 °C. Následovala izotermní prodleva 3 hodiny, při které byl obsah krystalizátoru, jako po celou dobu krystalizace, udržován v pohybu mícháním rychlostí 15 ot/min. Olej po skončení krystalizace byl podroben frakcionaci suchým postupem, a to tlakovou filtrací postupně se zvyšující na 0,1 až 0,5 MPa.

Byl získán fritovací olej, který byl tekutý a čirý při 10 °C, se zvýšenou oxidační stabilitou, při výtěžnosti procesu 74»° hmot. ¢.

Příklad 5 .

t parciálně hydrogenovaného řepkového oleje ve formě rafinády s obsahem 2,6 hmot. % kyseliny linolenové, 1,3 hmot. % kyseliny erukové o jódovém čísle 94,0, bylo po ohřátí na 80 °C přečerpáno do krystalizátoru, kde byl olej podroben řízené křystalizaci v prvém stupni zchlazením na 30 θθ s tepelným gradientem poklesu teploty 20 °C/h, v druhém stupni s tepelným gradientem 5 °0/h na 20 °C a ve třetím stupni s tepelným gradientem 1 °C/h na konečnou teplotu 5 °C. Následovala izotermní prodleva po dobu 3 hodin, při které byl obsah krystalizátoru, jakož i po celou dobu krystalizace, udržován v pohybu mícháním rychlostí 15 ot/min. Olej po skončení krystalizace byl podroben frakcionaci suchým postupem, a to filtrací za vakua 5 kPa. K oleji po filtraci byly přidány 2 kg potravinářské kyseliny citrónové, 4,7 kg masového ochucovadla a 160 g bezvodého potravinářského metylsilikonu za zvýšené intenzity míchání při teplotě 60 °C.

Byl získán fritovací olej, který byl tekutý při 6 °C a čirý při 10 °C, se zvýšenou oxidační stabilitou, při výtěžnosti procesu 82,0 hmot. %.

Shrnutí některých údajů charakterizujících fritovací olej připravený postupem podle vynálezu

Tabulka 1

Hodnota	1	2	3	4	5
Winterizováný olej:
Obsah C 18 : 3 hmot.- %	2,0	1,5		2,1	2,8
Obsah C 22 : 1 hmot. %	2,0	0,5	0,3	1,5	1,4
Obsah transizoaerů Hmot. %	33,0	34,0	43,0	32,0	28,0
Jódové číslo	94,5	96,7	95,5	94,9	98,0
Olej tekutý při teplotě °C	6,0	10,0	10,0	10,0	6,0
Olej čirý při teplotě °C	10,0	10,0	15,0	10,0	10,0
Teoretická oxidační stabilita v hod.	60,0	65,0	80,0	52,0	46,0

' , í

Claims

PATENTOVÉ NÁBOKY

1. Způsob přípravy fritovacího oleje se zvýšenou oxidační stabilitou na bázi oleje řepky, odrůdy O nebo 00, vyznačující se tím, že se parciálně hydrogenovaný řepkový olej o jódovém čísle 85 až 98, s obsahem 0,1 až 3,0 haot. % kyseliny linolové a 0,1 až 5,0 hmot. % kyseliny erukové, podrobí řízené krystalizací při teplotách v rozmezí 90 až 4 °C tak, že se po zahřátí na teplotu v rozmezí. 70 až 90 °C, v prvním stupni řízené krystalizace chladí na teplotu 25 až 35 °C s gradientem poklesu teploty TO až 35 °C/h, v druhém stupni na teplotu 15 až 20 °C s gradientem poklesu teploty 2 až 5 °C/h, ve třetím stupni na konečnou teplotu krystalizace v rozmezí 4 až 12 °C s gradientem poklesu teploty 0,5 až 2 °C, načež následuje krystalizační teplotní, s výhodou izotermická, prodleva 1 až 3 h a oddělení vykrystalovanýeh pevných podílů.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se k parciálně hydrogenovanému řepkovému oleji přidá před řízenou krystalizací 0,1 až 0,5 hmot. % vysokoztuženéhp tuku' o jódovém čísle 2 až 6.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující ee tím, že se k parciálně hydrogenovanému řepkovému oleji přidá ve fázi řízené krystalizace při dosažení teploty v rozmezí 15 až 20 °C 0,05 až 0,1 hmot. % práškovitého vysokoztuženého tuku o jódovém čísle 2 až 6.
4. Způsob podle nároků 1,2 nebo 3, vyznačující se tím, že se po ukončení řízené krystalizace vykry stolované pevné podíly oddělí filtrací za vakua v rozmezí 1,0 až 5,5 kPa nebo filtrací za tlaku 0,05 až 0,5 MPa.
5. Způsob podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že se po ukončení řízené krystalizace vykrystalované pevné podíly oddělí z disperze vytvořené přídavkem vodné fáze v množství 20 až 50 hmot. %, vztaženo na množství oleje, obsahující 0,2 až 1,0 hmot. % povrchově aktivních látek ze skupiny alkalické alkylsulfáty, alkalické alkylarylsulfonáty, a 0,5 až 2,0 hmot. % elektrolytu ze skupiny síran sodný, chlorid hořečnatý, chlorid sodný, působením odstředivé síly. ,
6. Způsob podle nároků i, 2 nebo 3, 4 nebo 5, vyznačující se tím, že se po oddělení pevných podílů do dezodorovaného fritovacího oleje přidají množství 0,001 až 2,0 hmot. % při teplotě v rozmezí 40 až 60 °C aditiva ze skupiny potravinářská aromata, ochucovadla, antioxidační přísady, odpěňovače.