RO129097B1 - Procedeu de decolorare a uleiului de struţ - Google Patents

Description

Invenția de față se referă la un procedeu de decolorare a uleiului de struț, utilizabil în industria cosmetică, farmaceutică și alimentară, sau pentru obținerea unor extracte îmbogățite în acizi omega 3,6,9. Invenția propune, în procesul de purificare a uleiurilor, utilizarea, în etapa de decolorare a uleiului, a unui amestec de argilă, și anume: o argilă activată acid și o argilă activată bazic sau veguum (silicat de magneziu și aluminiu obținut prin spălarea unei argile naturale de tip smectită), care împiedică creșterea acidității libere, induse de utilizarea argilelor activate acid, și asigură o decolorare și o dezodorizare suplimentară, prin scăderea conținutului în impuritățile ce cauzează aceste caracteristici nedorite.

Este cunoscut faptul că uleiul de struț brut, obținut în urma operațiilor de extracție din grăsimea de struț, conține o serie de impurități, cum ar fi: acizi grași liberi, peroxizi, pigmenți, substanțe, metale etc. Fiecare dintre aceste grupe de substanțe afectează proprietățile uleiului, făcându-l impropriu pentru utilizare ca produs comestibil, sau pentru produse cosmetice și farmaceutice. Din această cauză, este necesar să purificăm (rafinăm) uleiul brut prin diverse tratamente fizice și chimice, care să conducă la obținerea unui produs cu caracteristicile dorite, în funcție de utilizările lui ulterioare.

Rafinarea este procesul în care se elimină substanțele nedorite, îmbunătățindu-se calitatea uleiului: se reduce aciditatea liberă, se ameliorează gustul, mirosul și culoarea, crește transparența și, în același timp, crește durata de conservare. Rafinarea are ca scop și eliminarea acelor compuși care afectează procesarea ulterioară în industria cosmetică și farmaceutică.

Este cunoscut faptul că procesul de rafinare constă în diferite operații fizice și chimice (neutralizare, uscare, decolorare, winterizare și dezodorizare), care se combină în scheme de rafinare, astfel încât calitatea uleiului să corespundă cu destinația acestuia. Fiecare dintre aceste operații are drept scop eliminarea unei grupe de impurități, însă întotdeauna alături de grupa principală se antrenează parțial și substanțe din celelalte grupe (E. Hernandez, “Emu Oii Processing and Properties”, Food Protein Research&Development Center, Texas A&M University).

1. Neutralizarea uleiului brut cu alcalii

Această operație se efectuează pentru a elimina acizii grași liberi, deoarece ei sunt precursorii compușilor peroxidici și carbonilici care dau mirosul neplăcut și provoacă râncezirea uleiurilor. Neutralizarea acizilor grași liberi se realizează cu soluții alcaline de concentrații

10... 15%, care se adaugă puțin în exces. Acizii grași saponificați se separă apoi prin centrifugare. După centrifugare, uleiul se spală cu apă deionizată, pentru a îndepărta materiile saponificate reziduale, iar excesul de apă este îndepărtat prin uscare într-un flash dryer.

într-un brevet american, este descrisă o metodă de neutralizare a acizilor grași din uleiurile gliceridice, care utilizează tratarea uleiurilor brute cu soluție de silicat de sodiu sau alți silicați, și filtrarea impurităților rezultate (S. Sathivel, “Fish oii extraction, purification, and itproperties”, Handbook of Seafood Quality, Safety and Health Application, First Edition, Blackwell Publishing Ltd, 2011, pag 423-433). Aplicarea acestei metode de purificare prezintă o serie de avantaje față de metoda clasică de neutralizare cu soluții alcaline:

- se elimină o etapă de spălare, pentru că cea mai mare parte din săpunurile rezultate sunt îndepărtate prin filtrare;

- soluțiile de silicați nu sunt atât de agresive ca soluțiile alcaline, și nu se distrug nutrienți valoroși, cum sunt α-tocoferolul sau orizanolul.

în tehnologiile de rafinare fizică se elimină etapa de neutralizare a acizilor grași liberi din uleiuri cu alcalii. Acizii grași liberi se elimină prin distilare, în timpul celorlalte etape de purificare, de decolorare și dezodorizare.

RO 129097 Β1

2. Decolorarea 1

Această operație se efectuează pentru a îndepărta compușii colorați nedoriți din uleiuri, cum ar fi: materiale arse sau polimerizate, clorofilă, carotenoide. De obicei, pentru operația de 3 albire se folosește argila activată (Fuller earth, bentonită, montmorilonit etc.), cărbune activ, kiselgur sau alți adsorbanți (U. Devi Palanisamy, M. Sivanathan, “An Effective Ostrich Oii 5 Bleaching Tehnique Using Per oxide Value as an Indicator”, Molecules 2011, voi. 16, pag 5709-5719, iulie 2011). 7 în timpul procesului de decolorare are loc și îndepărtarea altor impurități din ulei. Astfel, prin utilizarea argilei activate în combinație cu alți adsorbanți folosiți pentru decolorare, se 9 îndepărtează din ulei, pe lângă pigmenți, peroxizii, ionii metalici, urmele de săpun etc.

3. Dezodorizare 11

Această operație se efectuează pentru a îndepărta mirosul, peroxizii și compușii carboxilici ce rezultă în urma procesului de albire. Uneori, prin această operație se realizează 13 și îndepărtarea acizilor grași liberi. Dezodorizarea se realizează prin injectarea de abur pur în uleiul încălzit la 175...210°C, sub vacuum avansat (2...4 mmHg). De obicei, dezodorizarea este 15 ultima etapă în rafinarea uleiurilor. La sfârșitul operației de dezodorizare, se adaugă în ulei un antioxidant de tipul BHT sau α-tocoferol, care asigură stabilitatea produsului pentru mult timp. 17

4. Winterizare (Cristalizarea fracționată prin răcire)

După câteva zile de depozitare, uleiul de struț se separă în două straturi, unul solid, 19 bogat în stearină, cu punct de topire ridicat, și altul lichid, bogat în olefină, cu punct de topire scăzut. Dacă se dorește obținerea unui ulei de struț lichid la temperatura camerei, trebuie 21 separată fracția stearică prin filtrare.

Este cunoscut faptul că se folosesc două tipuri de tehnologii pentru rafinarea uleiurilor 23 (E. Hernandez, S. Rathbone, “Refiningof glycerideoils bytreatmentwithsilicatesolution and filtration”, WO 0068347 (A1)): 25

1. rafinarea chimică (alcalină);

2. rafinarea fizică. 27

Cele două tipuri de tehnologii diferă prin modul cum se face îndepărtarea acizilor grași din ulei. 29 în rafinarea chimică, îndepărtarea acizilor grași se face într-o fază separată a procesului, fază de neutralizare, prin tratarea uleiului cu soluții alcaline în exces față de aciditatea liberă. 31 în rafinarea fizică, îndepărtarea acizilor liberi se face la faza de dezodorizare, când acizii grași liberi sau alți componenți volatili sunt distilați din ulei folosind antrenarea cu aburi în 33 anumite condiții de temperatură și presiune. Pentru a obține un ulei cu aciditatea liberă sub 0,1 mg KOH/g ulei, în timpul fazei de dezodorizare se realizează și dezacidifierea uleiului și, de 35 aceea, în această fază se realizează distilarea prin antrenare cu aburi, sub vid 2...4 mmHg înaintat, și la temperaturi de peste 200°C. Pentru a putea fi folosit în industria farmaceutică și 37 în cosmetică, uleiul de struț trebuie să corespundă anumitor standarde. Caracteristicile esențiale care definesc uleiul de struț de calitate farmaceutică sunt aciditatea liberă, care trebuie să fie 39 <0,1 mg KOH/g ulei, indicele de peroxid care trebuie să fie <2 mE/kg, și conținutul în apă care trebuie să fie < 0,05% (American Emu Association. AEA Oii Standards Team. International 41 Emu Oii Standards. Revision 2- May 1998, http://www.uniquelyemu.com/articlel3.htm).

Pentru a obține ulei de struț cu aceste caracteristici, fie trebuie folosită rafinarea fizică, fie uleiul 43 obținut în urma rafinării alcaline trebuie supus unei faze suplimentare de rafinare, cum ar fi distilarea moleculară (www.lbprocessors.com). 45

RO 129097 Β1

Se cunosc modalități de decolorare a uleiului de struț cu bentonită, argilă naturală pe bază de siliciu, și argilă activată acid, decolorare ce are loc la temperatura camerei, sub agitare, timp de 24 h (Uma Devi Palanisamy ș. a., “An Effective Ostrich Oii Bleaching Technique Using Peroxide Value as an Indicatori).

Se cunosc, de asemenea, procedee de rafinare a uleiului:

- provenit din surse marine, ulei ce este tratat la temperaturi relativ scăzute, sub vacuum, cu silice și apoi cu pământ decolorant, la temperatură înaltă, sub vacuum (WO 00/44862 A1);

- mineral, cu medii absorbante, rafinare ce se realizează prin contactare cu pământuri decolorante neactivate și/sau activate, într-o treaptă sau în două trepte (RO 108971 B1);

- vegetal, în care etapa de albire are loc prin tratarea uleiului cu o combinație de absorbanți (pământ decolorant și silicatde magneziu), în condiții de vacuum (WO 01/56395 A1).

Invenția de față rezolvă problema creșterii acidității uleiurilor în timpul procesului de decolorare prin utilizarea, alături de bentonita activată acid, a unei cantități echivalente de bentonită bazică sau veguum.

Procedeul de decolorare a uleiului de struț, conform invenției, constă în aceea că uleiul de struț neutralizat este tratat succesiv cu o argilă activată acid și cu o argilă activată bazic în soluție apoasă, fiecare în proporție de 1...5% față de ulei, câte 10...30 min fiecare, la o temperatură de 6O...9O°C, sub vid, sau la o temperatură de 80...110°C, sub azot.

în realizările optime ale procedeului de decolorare conform invenției, argila activată acid este bentonita activată cu acid sulfuric, argila activată bazic în soluție apoasă poate fi bentonita activată cu carbonat de sodium sau silicat de magneziu și aluminiu; temperatura optimă este 90°C, în cazul în care se lucrează sub vid, și temperatură optimă a procesului este 110°C, în cazul în care se lucrează sub azot.

S-a observat că utilizarea veguumului (silicat de magneziu și aluminiu) asigură și o dezodorizare avansată a uleiului și o decolorare mai bună, probabil prin scăderea conținutului de impurități care dau culoare și miros uleiurilor.

Prezenta invenție se referă la un procedeu de decolorare a uleiului de struț, care utilizează un amestec de argilă activată acid și argilă activată bazic, sau argilă activată acid și veguum, prin care se evită creșterea acidității uleiului, ce are loc de obicei după operația de decolorare, în procesele de rafinare a uleiurilor. Pentru realizarea decolorării uleiurilor conform invenției, uleiul rezultat de la operația de neutralizare și spălare, conținând urme de săpun și alte impurități: peroxizi, pigmenți, ioni metalici etc., precum și apă, este supus întâi operației de uscare prin încălzire la 6O...9O°C, sub vid. După îndepărtarea apei din ulei, se adaugă în ulei argila activată acid, care se menține sub agitare, la vid, la temperatura de 6O...9O°C, timp de 10 min, după care se adaugă argila activată bazic sau veguum, și se mai menține în aceleași condiții încă 10 min. Uleiul decolorat se separă prin filtrare de argile, și este supus apoi operației de dezodorizare. Decolorarea uleiului poate fi făcută și în următoarele condiții: după îndepărtarea apei din ulei, se adaugă în ulei argila activată acid, care se menține sub agitare și sub azot, la temperatura de 80...110°C, timp de 10 min, după care se adaugă argila activată bazic sau veguum, și se mai menține în aceleași condiții încă 10 min. Uleiul decolorat se separă prin filtrare de argile și este supus apoi operației de dezodorizare. Uleiul obținut în urma acestei operații este un ulei decolorat, din care s-au eliminat majoritatea impurităților nedorite, fiind reținute în argile.

în plus, uleiul obținut conform invenției este un ulei rafinat, care este și parțial dezodorizat, fiind practic fără miros, și are un conținut scăzut în impurități.

RO 129097 Β1

Procedeul propus de noi duce la obținerea unui ulei de calitate farmaceutică, prin 1 utilizarea rafinării alcaline, fără să mai fie necesare adăugarea unor faze suplimentare de rafinare pe lângă neutralizare, decolorare, dezodorizare, winterizare. Astfel, uleiul neutralizat, 3 provenit de la faza de neutralizare cu aciditatea liberă de cel mult 0,1 mg KOH/g ulei, este trecut la faza de decolorare. Prin utilizarea, ca mediu adsorbant, a unei combinații de argilă acidă și 5 argilă bazică, se asigură condițiile obținerii unui ulei cu indice de peroxid cel mult doi, fără să aibă loc o creștere a acidității libere a uleiului. Astfel, de la faza de decolorare, uleiul are deja 7 caracteristicile uleiului de calitate farmaceutică: aciditatea liberă, care trebuie să fie <0,1 mg KOH/g ulei, indicele de peroxid, care trebuie să fie <2 mE/kg, și conținutul în apă, care 9 trebuie să fie <0,05%. în condițiile în care uleiul obținut prin procedeul de decolorare propus are aciditatea liberă corespunzătoare, nu mai este necesară realizarea în timpul fazei de 11 dezodorizare și îndepărtarea acizilor liberi, și atunci dezodorizarea poate avea loc la temperaturi mai scăzute. 13

Invenția de față este ilustrată în continuare în următoarele 4 exemple.

Exemplul 1 15

100 ml de ulei, rezultat după fazele de neutralizare, spălare și uscare, se introduce în instalația de decolorare compusă din: plită cu agitare magnetică, balon de 250 ml cu trei gâturi 17 (necesare pentru termometru, pentru alimentare de la butelia de azot și pentru evacuarea excesului de azot) și sursa de azot. După ce uleiul este încălzit la o temperatură de aproximativ 19 80°C, se adaugă 2 g bentonită activată acid, în porțiuni mici, sub agitare continuă. Se menține 10 min la 80 °C, și sub atmosferă de azot, după care se adaugă 2 g de bentonită sodică și se 21 mai menține în aceleași condiții încă 10 min. Uleiul decolorat se separă prin filtrare, la cald, prin hârtie de filtru bandă galbenă, de argile, și este supus apoi operației de dezodorizare. 23

Exemplul 2

500 ml de ulei, rezultat după fazele de neutralizare, spălare și uscare, se introduce 25 într-un balon de 1 I cu trei gâturi, din instalația de declorare similară celei din exemplul 1. După ce uleiul este încălzit la o temperatură de aproximativ 100°C, se adaugă 12,5 g bentonită 27 activată acid, în porțiuni mici, sub agitare continuă. Se menține 10 min la 100°C, și sub atmosferă de azot, după care se adaugă 12,5 g de veguum și se mai menține în aceleași 29 condiții încă 10 min. Uleiul decolorat se separă prin filtrare, la cald, prin hârtie de filtru bandă galbenă, de argile, și este supus apoi operației de dezodorizare. 31

Exemplul 3

O cantitate de 100 ml de ulei, rezultat după fazele de neutralizare, spălare și uscare, se 33 introduce în instalația de decolorare compusă din: plită cu agitare magnetică, balon de 250 ml cu două gâturi (necesare pentru termometru și vid) și pompă de vid. Când uleiul ajunge la o 35 temperatură de aproximativ 90°C, se adaugă 2 g bentonită activată acid, în porțiuni mici, sub agitare continuă. Se menține 10 min la 90°C, la vid, după care se adaugă 2 g de bentonită 37 sodică, și se mai menține în aceleași condiții încă 10 min. Uleiul decolorat se separă prin filtrare la cald, prin hârtie de filtru bandă galbenă, de argile, și este supus apoi operației de 39 dezodorizare.

Exemplul 4 41

O cantitate de 100 ml de ulei, rezultat după fazele de neutralizare, spălare și uscare, se introduce într-un balon de 250 ml cu 2 gâturi, din instalația de declorare descrisă în exemplul 43

3. Când uleiul ajunge la o temperatură de aproximativ 100°C, se adaugă 2 g bentonită activată acid, în porțiuni mici, sub agitare continuă. Se menține 10 min la 90°C, la vid, după care se 45 adaugă 2 g de bentonită sodică, și se mai menține în aceleași condiții încă 10 min. Uleiul decolorat se separă prin filtrare, la cald, prin hârtie de filtru bandă galbenă, de argile, și este 47 supus apoi operației de dezodorizare.

Claims (4)

1 Revendicări

3 1. Procedeu de decolorare a uleiului de struț, caracterizat prin aceea că uleiul de struț, neutralizat, este tratat succesiv cu o argilă activată acid, și cu o argilă activată bazic, în soluție

5 apoasă, fiecare în proporție de 1...5% față de ulei, câte 10...30 min fiecare, la temperatura de

6O...9O°C, sub vid, sau la temperatura de 80...110°C, sub azot.

7 2. Procedeu de decolorare a uleiului de struț, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că argila activată acid este bentonita activată cu acid sulfuric.

9 3. Procedeu de decolorare a uleiului de struț, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că argila activată bazic în soluție apoasă poate fi bentonita activată cu carbonat de sodiu

11 sau silicat de magneziu și aluminiu.

4. Procedeu de decolorare a uleiului de struț, conform revendicării 1, caracterizat prin 13 aceea că temperatura optimă este 90°C, în cazul în care se lucrează sub vid.

5. Procedeu de decolorare a uleiului de struț, conform revendicării 1, caracterizat prin 15 aceea că, temperatura optimă a procesului este 110°C, în cazul în care se lucrează sub azot.