Растительное масло является одним из видов пищевых жиров. Растительные масла получают наименования по виду сырья, из которого они получены.
Сырьем для получения растительных масел служат в основном семена и плоды масличных культур, в которых жирные масла накапливаются в таких количествах, что возможна промышленная их переработка с целью извлечения масел. К группе масличных относят более 100 растений. В мировом производстве для получения растительных масел используют семена подсолнечника, хлопчатника, сои, льна, рапса, арахиса, горчицы, кунжута и др.; мякоть плодов маслин, кокосовых и масличных пальм, орехов, а также отходы пищевых производств - зародыши семян (например, кукурузы) и других зерновых культур, косточки слив и абрикосов. В России широко используют подсолнечник (выработка подсолнечного масла составляет более 70% общего производства), а также сою, лен, арахис, рапс, хлопчатник, горчицу, мук и др.
Масличное сырье, предназначенное для извлечения жира, предварительно очищают от примесей, освобождают от оболочек (обрушивают) и измельчают, получая мятку, что необходимо для возможно максимального извлечения жира. Мятка в дальнейшем с целью лучшего извлечения жировой фракции подвергается различной обработке в зависимости от способа получения масел.
Содержание масла в семенах зависит от видовых и сортовых особенностей масличных культур, места и условий выращивания, применения удобрений, сроков дозревания и уборки.
В зависимости от степени очистки подсолнечное масло делится на три вида - нерафинированное, гидратированное и рафинированное. Способ получения и степень очистки влияют на органолептические и физико-химические показатели подсолнечного масла.
Масло из семян извлекают двумя основными способами:
механическим, в основе которого лежит прессование измельченного сырья;
химическим (экстракционным), при котором специально подготовленное масличное сырье обрабатывают органическими растворителями.
Но чаще всего комбинированно - часть масла предварительно отжимают на прессе, а полученный жмых экстрагируют растворителем.
Семена различных культур с применением указанных способов перерабатывают по неодинаковым технологическим схемам. Принципиальная технологическая схема переработки следующая: очистка семян от примесей, подсушивание в сушильных агрегатах, шелушение семян, разделение рушанки, измельчение ядра в мятку, для разрушения клеточных стенок масличного сырья и подвергают влаготепловой обработке в специальных аппаратах при температуре 105-120 °С, при этом происходит денатурация белков, появляются вещества, придающие маслу специфические вкус и запах, а также более интенсивную окраску; влаготепловая обработка, извлечение масла прессованием или экстракцией, очистка масла.
Очистка и сортирование масличных семян основаны на различии размеров и аэродинамических свойств семян и примесей. Для очистки семян масличных культур применяют сепараторы различных конструкций. Сушку семян до оптимальной влажности, необходимой для нормального течения технологического процесса, проводят в пневматических, барабанных или шахтных сушилках с соблюдением установленных режимов.
Прессование - наиболее старый способ получения масла, когда масло выпрессовывают из мятки механическим отжимом под высоким давлением.
Применяют два способа прессования - холодное и горячее. При холодном прессовании мятку прессуют без предварительной тепловой обработки. Выделенное таким способом масло имеет более светлый цвет, сохраняет натуральный вкус и запах масличного сырья. Однако масло получается мутным в связи с переходом в него белковых и слизистых веществ; оно менее стойко в хранении. При горячем прессовании для увеличения выхода масла измельченные семена перед прессованием подвергают обжарке. При повышении температуры вязкость масла уменьшается и оно быстрее и полнее выделяется, белковые и слизистые вещества коагулируют и легко отделяются фильтрацией, в результате чего масло получается прозрачным. Вкус и аромат масла усиливается за счет веществ, образующихся при жарке, но натуральный вкус ослабевает или полностью исчезает, масло приобретает более темный цвет, в нем увеличивается количество свободных жирных кислот.
Чтобы ослабить неблагоприятное действие повышенных температур, не снижая выхода масла, применяют двукратное прессование. Перед прессованием мятку увлажняют паром до содержания в ней 10-12 % воды, нагревают до 80-90 °С и производят предварительное прессование на прессах при относительно небольшом давлении. При этом из семян выпрессовывается большая часть масла в виде высокоценного продукта. Оставшуюся масличную массу высушивают при 115-120 °С до влажности 5 % и подвергают окончательному прессованию при более высоком давлении. Масло, полученное в результате окончательного прессования, имеет более темную окраску и повышенную кислотность. В жмыхе остается 5- % жира.
Экстракция - более совершенный и экономичный, чем прессование, способ получения растительных масел, при котором масло из мятки извлекают жирорастворителем. Это дает возможность выделить из семени почти все масло. В качестве растворителя используют бензин, так как он не растворяет смолистые соединения, продукты окисления жиров, нежировые и красящие вещества, что позволяет получить более чистое масло. Бензин хорошо отгоняется из масла и обезжиренной массы. Масло, полученное экстракцией, содержит следы растворителя и имеет неприятный вкус, поэтому для пищевых целей оно не пригодно без предварительной очистки.
В состав получаемого при экстракции шрота (обезжиренной массы) входят до 1 % жира, значительное количество белков, минеральных веществ. Поэтому шрот также подвергают обработке для удаления бензина.
В извлеченном масле кроме жира содержатся пигменты, свободные жирные кислоты, белковые и слизистые вещества, которые удаляют из масла различными способами очистки.
При механической очистке из масла удаляют взвешенные примеси (частицы жмыха или шрота и др.) путем отстаивания, фильтрования или центрифугирования. Отстаивание проводится в цилиндрических баках с коническим дном. При выдержке в них масел на дно оседают механические примеси, вода, частично выпадают в осадок фосфатиды, белковые и слизистые вещества. Отстаивание масел - весьма длительный процесс. Для его ускорения используют принудительную фильтрацию масел на фильтр-прессах через салфетки из особой хлопчатобумажной ткани или искусственного волокна. Наиболее быстрым способом является центрифугирование.
Гидратация преследует цель выделить из жиров белковые, слизистые вещества и фосфатиды. Этот процесс осуществляется в баках с коническим дном, снабженных мешалками и распылителями. Через нагретое до 60 °С масло пропускается в распыленном состоянии горячая вода (70 °С) или 1%-ный раствор поваренной соли. При этом белковые, слизистые вещества, фосфатиды, находящиеся в коллоидно-растворимом состоянии, набухают, коагулируют и выпадают в осадок, захватывая механические взвеси. Осадок выводится, а масло подвергается фильтрованию или сепарированию.
Щелочная обработка (нейтрализация) используется для удаления из масел свободных жирных кислот. Этот процесс основан на реакции омыления свободных жирных кислот щелочами, из которых наиболее часто применяется натриевая. Раствор щелочи имеет концентрацию от 3 до 10 % (иногда больше), которая находится в прямой зависимости от степени расщепления жира. Нейтрализацию проводят в таких же емкостях (баках), как и гидратацию. Раствор щелочи в распыленном состоянии пропускают при включенной мешалке через масло. Образовавшееся мыло в виде хлопьев оседает на дно, образуя осадок (соабсток), который отделяют после отстаивания. Остатки мыла или щелочи из масла удаляют промывкой водой с последующим высушиванием жира в вакуум-аппаратах.
Способ нейтрализации с применением вводно-солевой подкладки состоит в том, что после введения щелочи в масло добавляют 1-1,5%-ный раствор поваренной соли, который, оседая на дно, образует слой. Мыло соабстока, попадающего в этот слой, осаждается, и масло, которое образовало с ним эмульсию, освобождается и всплывает, присоединяясь к основной его массе. Такая обработка снижает потери масла и ускоряет отстаивание после нейтрализации.
Отбелка осуществляется для удаления из масла красящих веществ в том случае, когда жиры используют в качестве сырья при изготовлении других продуктов (например, кулинарных жиров, маргарина и др.), в которых присущий жирам цвет нежелателен. Осветление проводят обработкой разнообразными глинами, вносимыми в жир в тонкоизмельченном состоянии, обладающими способностью адсорбировать и удерживать пигменты. Отбельный порошок вводят в жир в количестве около 1 % и процесс ведут в нагретом (до 100 °С) состоянии при перемешивании в течение получаса. Затем порошок с поглощенными им пигментами отделяют от масла на фильтр-прессах.
Для удаления неприятных запаха и вкуса проводят дезодорацию масла в специальных аппаратах. Через слой масла пропускают перегретый водяной пар, с которым уносятся испаряющиеся ароматические вещества.
Дезодорация лишает жир природных ароматических веществ, свойственных жирам или образовавшихся во время хранения и придающих им специфический вкус и запах, и следов бензина из масел, полученных методом экстракции. Эти вещества летучи, поэтому их легко отделить перегонкой с водяным паром.
Качество растительного масла формируется в процессе производства, но немаловажную роль играет качество исходного сырья. Так, растительные масла одного и того же товарного наименования, но выделенные из семян растений, выращенные в разных районах, отличаются по физико-химическим показателям: йодному числу, числу омыления. Эти показатели характеризуют жирнокислотный состав масла, который при выделении и обработке существенно не изменяется.
Различия в жирнокислотном составе масел обусловлены тем, что процесс маслообразования в растениях в значительной степени зависит от климатических условий. Особенно резко это проявляется в соотношении содержания предельных и непредельных жирных кислот, а также в разной степени непредельности ненасыщенных жирных кислот.
Масличные растения, выращенные в средних и северных широтах России, содержат больше масла, чем на юге и юго-востоке. Растения, культивируемые на севере, продуцируют масла с большим йодным числом (выше процент непредельности жирных кислот). Особенности жирнокислотного состава обуславливают физико-химические константы масел.
В последние годы все чаще на переработку поступают семена с высокими значениями перекисного числа, а чем выше перекисное число в масле семян, тем выше содержание продуктов окисления в готовом продукте. Эта проблема связана с тем, что Россия находится в зоне рискованного земледелия. В результате на переработку или хранение поступают семена с повышенной влажностью или засоренностью. Присутствие семян сорных растений, обладающих повышенной интенсивностью дыхания, приводит к повышению температуры зерновой массы, тем самым интенсифицируя протекание биохимических процессов в нем, в частности гидролитических и окислительных. Таким образом, значения перекисных и кислотных чисел в семенах подсолнечника во многом зависят от климатических зон выращивания, условий уборки, очистки, сушки и хранения семян перед переработкой.