تعرف على تقنيات استخلاص الزيوت النباتية
فهم تقنيات استخراج الزيوت النباتية الأكثر تقليدية وتقدماً
الزيوت النباتية هي دهون مستخرجة من النباتات. على الرغم من أنه يمكن استخدام أجزاء أخرى ، مثل الجذور والفروع والأوراق ، للحصول على الزيت النباتي ، إلا أن الاستخلاص يتم بشكل حصري تقريبًا من البذور. تتشكل الزيوت من الدهون الثلاثية (وهي عبارة عن اتحاد ثلاثة أحماض دهنية مع جزيء الجلسرين) ، وبسبب هذه الطبيعة الكيميائية غير القطبية ، فهي غير قابلة للذوبان في الماء وقابلة للذوبان في المذيبات العضوية.
يؤدي تنوع مصادر الزيوت النباتية إلى تنوع كبير في نسب الاستخراج. التقنيات المعتادة هي الاستخراج بالضغط الميكانيكي ، بمقاييس أصغر وأوامر الاستثمار ، والاستخراج الكيميائي ، بمقاييس واستثمارات أكبر ، تستخدم المذيبات لهذا الغرض ، بينما تقوم التقنيات الأكثر تقدمًا بالاستخراج باستخدام السوائل فوق الحرجة والإنزيمات.
بغض النظر عن عملية الاستخراج المستخدمة ، يمر تحضير المواد الخام عادة ببعض الخطوات الأولية قبل الاستخراج نفسه: التنظيف ، التقشير (وهو فصل القشور ، إن وجد) ، التكسير ، الدرفلة والطهي.
من وجهة نظر كيميائية ، لا توجد طريقة لاختيار المنهجية الأكثر فعالية لاستخراج هذه المركبات التي يمكن أن تتأثر بعدة عوامل ، مثل طبيعة النبات ، والمذيب المستخدم في الاستخراج ، وحجم الحبيبات ، والوقت ودرجة حرارة الاستخراج.
من وجهة نظر بيئية ، يصبح الاختيار أسهل. طريقة الضغط هي الأكثر طبيعية ، وتنتج زيتًا عالي الجودة ولا تولد مخلفات سامة.
أدناه ، يمكنك معرفة المزيد عن كل طريقة ومن هناك ، قم باختيار أكثر وعياً للمنتجات التي تشتريها وفقًا للتأثيرات البيئية الناتجة عن كل طريقة.
عصر الزيوت النباتية
الاستخلاص بالضغط هو عملية تستخدم على نطاق واسع اليوم لاستخراج الزيوت النباتية على نطاق صغير ، لتلبية المطالب المحلية للتعاونيات ، والإنتاج الصغير ، وما إلى ذلك.
يمكن أن تتعرض البذور أو اللوز التي تحتوي على 30٪ إلى 50٪ زيت لاستخراج الزيت في معاصر مستمرة ، تسمى طارد، أو في مكابس هيدروليكية (عملية دفعية). يمكن استخدام هذه العملية لفول الخروع والباباسو والجوز البرازيلي واللوز بشكل عام ، أي للمواد ذات الرطوبة المنخفضة (أقل من 10٪) ووجود مادة ليفية.
مكابس مستمرة مزودة ببرغي أو خيط لا نهاية له يسحق المواد ، ويطلق الزيت. تحتوي المكابس الهيدروليكية (الضغط غير المستمر) على أسطوانة مثقبة حيث يتحرك المكبس ، مما يضغط على المادة الخام (الموجودة داخل كيس من القماش أو القماش).
في هذه العملية ، يوجد الكثير من الاحتكاك الداخلي الذي يرفع درجة حرارة المادة والزيت ، وبالتالي فإن مصطلح "الضغط على البارد" لا ينطبق أو يصعب تحقيقه في ظل هذه الظروف. حتى إذا لم يتم تسخينها قبل الضغط عليها ، فإن الحرارة المتولدة تكفي لزيادة درجة حرارة الجهاز ، والكعكة منزوعة الشحوم جزئيًا (وهي المادة المتبقية بعد الضغط) والزيت.
في عملية العصر ، لا يكتمل استخلاص الزيت ويمكن أن تقدم الكعكة التي تم الحصول عليها نسبة عالية من الزيت المتبقي ، والتي يمكن أن تعزز تزنخ المادة ، إذا تم تخزينها لفترة طويلة. في هذه الحالة ، إذا كانت المادة الخام تحتوي على 50٪ زيت ، فإن ضغط 100 كجم من المادة لن يحصل على 50 كجم من الزيت ، ولكن كمية أقل من الزيت وكعكة منزوعة الدسم جزئيًا. تعتمد كفاءة الاستخراج على المعدات وظروف العملية والمواد الخام.
وبالتالي ، فإن ضغط المواد ذات المحتوى المنخفض من الزيت قد لا يكون مجديًا اقتصاديًا. من ناحية أخرى ، يمكن للزيوت ذات القيمة المضافة العالية ، لاستخدامها في مستحضرات التجميل على سبيل المثال ، أن تمكن من عملية استخلاص الزيت بالضغط على هذا النطاق.
الزيت الذي يتم الحصول عليه بالضغط هو الزيت الخام ، واعتمادًا على المادة الخام المستخدمة ، يمكن أن يكون داكنًا ويظهر رواسب. نظرًا لأن هذه الزيوت غير مكررة فإنها تشكل ترسبًا داكنًا عند التسخين. لن تكون النكهة مماثلة للزيوت المكررة وكل هذه العوامل يمكن أن تؤدي إلى رفض المنتج.
من منظور بيئي ، فإن الطريقة التي تسبب أقل تأثير ، فهي لا تستخدم ولا تولد منتجات ونفايات سامة.
الاستخلاص بالمذيبات العضوية
في استخلاص المذيبات العضوية ، يتم سحق الحبوب لتسهيل تغلغل المذيب (الهكسان - المشتق البترولي ، الإيثيل الأثير ، الإيثانول ، الميثانول ، من بين أمور أخرى) إلى داخلها. تهاجر الزيوت من البذور إلى المذيب لأن لها صلة أكبر بها ، ومن ثم من الضروري استعادة المذيب ، والذي يمكن إعادة استخدامه مرة أخرى في العملية.
هو الأكثر استخدامًا لإزالة الزيت من البذور ، مع وجود إزعاج: إمكانية التحلل الحراري للعديد من المكونات المفيدة ، والتي تضيع في هذه العملية ، اعتمادًا على الظروف المستخدمة في الاستخراج التقليدي ، بالإضافة إلى الحاجة إلى التخلص من المواد العضوية مذيب الزيت. لذلك ، يتطلب الأمر رقابة صارمة على عوامل مثل اختيار المذيب المستخدم ، ووقت الاستخراج ودرجة الحرارة ، وعملية الإنتاج نفسها ، والتي إذا لم يتم إجراؤها بشكل صحيح ، يمكن أن تتسبب في تسرب هذه المذيبات السامة ، وتلوث البيئة وتسمم الناس.
يمكن أن يكون الاستخراج بالمذيبات العضوية فعالاً في بعض الحالات ، ولكنه يصبح عدوانيًا على البيئة بسبب المنتجات المستخدمة والنفايات الناتجة أثناء استخدام المواد السامة ، مثل المشتقات البترولية ، على سبيل المثال ، والتي ، لأنها تأتي من غير المتجددة الطاقة ، يمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة للنظام البيئي.
استخراج السوائل فوق الحرجة
ما هو السائل فوق الحرج؟
عندما يقتصر المركب على مساحة معينة ، يكون الغاز والسائل متوازنين مع بعضهما البعض. عن طريق تسخين النظام ، تتقارب الخصائص الجوهرية لكليهما نحو نفس النقطة حتى تتطابق (مثل الكثافة ، اللزوجة ، معامل الانكسار ، التوصيل الحراري ، إلخ). تسمى هذه النقطة بالنقطة الحرجة ، وتنتهي واجهة الغاز / السائل عندها ، حيث تبدأ من هذه النقطة مرحلة واحدة فوق الحرجة. لذلك ، فإن السائل فوق الحرج هو أي مادة تكون في ظروف ضغط ودرجة حرارة أعلى من معاييرها الحرجة.
تتغير الخصائص المختلفة للسوائل (التي يمكن أن تكون مادة سائلة أو غازية) في ظل هذه الظروف ، لتصبح مماثلة لتلك الخاصة ببعض الغازات والسوائل. كثافة السائل فوق الحرج مماثلة لتلك الموجودة في السوائل ، ولزوجته مماثلة لتلك الموجودة في الغازات ، وقدرة انتشاره وسيطة بين الحالتين.
لذلك ، يمكن تعريف الحالة فوق الحرجة للسوائل على أنها الحالة التي لا يمكن فيها تمييز السائل والغاز عن بعضهما البعض. بسبب لزوجتها المنخفضة وقدرتها العالية على الانتشار ، تتمتع السوائل فوق الحرجة بخصائص نقل أفضل من السوائل. تعطي هذه الخصائص السائل قدرة أكبر على العمل كمذيب. يمكن أن تنتشر بسهولة من خلال المواد الصلبة ، وتزيل الزيت وتنتج عوائد استخلاص أفضل. ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، هو أكثر السوائل استخدامًا بسبب درجة حرارته المعتدلة (31.3 درجة مئوية) وضغطه الحرج (72.9 ضغط جوي) ، وهو غازي في درجة حرارة الغرفة.
تعتبر هذه المنهجية مرغوبة ، لأنها لا تطلق بقايا مذيبات سامة في البيئة وتتميز بالحصول على منتجات خالية من المذيبات ، حيث أن الفصل بين المذاب (في هذه الحالة الزيت) والمذيب (يعتمد على النوع المستخدم ، الأكثر شيوعًا هو ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، يحدث عن طريق تغيير ظروف الضغط و / أو درجة الحرارة ، بحيث يكون المذيب المستخدم غازيًا في ظل هذه الظروف. علاوة على ذلك ، يشار إلى هذه الطريقة عندما يكون هناك خطر التدهور الحراري للمستخلصات ، حيث يسمح التحكم التشغيلي باستخدام درجات حرارة معتدلة.
تهتم الصناعات الغذائية ومستحضرات التجميل والصناعات الدوائية بالاستخراج فوق الحرج لاستبدال عمليات الاستخراج التقليدية (مثل الاستخراج بالمذيبات العضوية والتقطير المائي) للحصول على الزيوت الأساسية والأوليوريسين. ينتج الاستخراج فوق الحرج خلاصات خالية من البقايا ويمكن إجراؤه في درجات حرارة منخفضة ، مع الحفاظ على جودة المركبات التي تتحلل في درجات الحرارة العالية. لا يزال المائع فوق الحرج يتمتع بانتقائية عالية من خلال التباين في درجة الحرارة وضغط التشغيل ، لذلك من الممكن تحديد الظروف المثلى لاستخراج مواد معينة وبالتالي الحصول على عوائد أفضل.
يكمن الإزعاج الكبير للاستخراج فوق الحرج في الضغط العالي المطلوب للتشغيل ، والذي يتطلب معدات باهظة الثمن ، مما يزيد من تكلفة المنتج النهائي. يمكن أن تجعل المزايا الأخرى ، على سبيل المثال ، النقاوة العالية للمستخلصات والكفاءة الكبيرة للعملية ، قابلة للتطبيق في الأطعمة.
لذلك ، يجب إجراء الدراسات من أجل تحسين هذه العمليات وتقليل تكاليفها ، مما يجعلها قابلة للتطبيق كبديل فعال للتحكم في أكسدة الدهون في الزيوت والدهون والأطعمة الدهنية ، وأيضًا بسبب التأثير البيئي المنخفض الناتج عند مقارنتها بالطريقة يستخدم حاليا وهو الاستخلاص بالمذيبات العضوية.
استخراج الانزيم
الإنزيمات هي مجموعة من المواد العضوية ذات الطبيعة البروتينية القادرة على تسريع التفاعلات الكيميائية. إنها موجودة في عملياتنا الحيوية ، مثل هضم الطعام ، والتحلل المركب ، من بين أشياء أخرى كثيرة.
يتكون الاستخراج الأنزيمي من استخدام الإنزيمات التي تستخدم جزيئات الماء لكسر جدار الخلية للخضروات ، وإطلاق الزيت في الوسط المائي. يتم فصل الزيت عن الماء عن طريق الطرد المركزي ، مما ينتج عنه منتج أنظف من العملية التي تستخدم المذيبات العضوية ، على سبيل المثال.
تظهر هذه التقنية كبديل محتمل لاستخراج الزيوت النباتية ، حيث يجب استبدال استخدام المذيبات المشتقة من البترول ، في المستقبل ، بعمليات تكنولوجية أكثر استدامة ، لتلبية متطلبات الوكالات الحكومية لحماية البيئة. نظرًا لارتفاع تكلفة الإنزيمات التجارية ، اقتصر التنفيذ الصناعي لهذه العملية ، حتى الآن ، على الحصول على زيت الزيتون المضاف أثناء عصر الزيتون لتحسين عملية الاستخلاص.
يزيد استخدام إنزيمات النقع من كمية العوامل المضادة للأكسدة وفيتامين E في زيت الزيتون البكر الممتاز ، ويقلل من تحريض النتانة (تحلل الدهون ، مما يضفي نكهة ورائحة مميزة) ، ويزيد من كفاءة الاستخراج ، ويحسن التجزئة في الطرد المركزي وينتج الزيت باستخدام محتوى رطوبة منخفض.
يعتبر الاستخلاص الأنزيمي المائي عملية ممتعة للغاية ، خاصة بالنسبة للمواد الرطبة أو لب الفاكهة الرطبة ، حيث يتم استخدام الماء كوسيلة لنقل الزيت. يتم سحق اللب أو البذور الزيتية وتخفيفها بالماء وتضاف الإنزيمات لتحطيم جدار الخلية وإطلاق الزيت. تكون درجة حرارة العملية منخفضة ، (40 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية) بشكل عام ، وقريبة من درجة الحرارة المثلى لنشاط الإنزيم. بعد التلامس أثناء التحريك ، يكون الطرد المركزي ضروريًا لفصل المواد الصلبة والمرحلة السائلة ، متبوعًا بالطرد المركزي الجديد لفصل الزيت والماء.
يجب توجيه المواد الصلبة إلى عمليات أخرى لاستعادة البروتين ، اعتمادًا على البذور الزيتية ، متبوعًا بالتجفيف أو عمليات الاسترداد الأخرى. يجب معالجة مرحلة المياه على أنها نفايات سائلة. هذه عملية مثيرة للاهتمام ، لكنها لا تزال تواجه عقبات بسبب الاستحلاب الذي يحدث بين الماء والزيت وتكلفة الإنزيمات.
الآن بعد أن تعرفت على الطرق الرئيسية لاستخراج الزيوت النباتية ، يمكنك اتخاذ قرار أكثر وعياً عند شراء زيوتك. تحقق من فوائدها في مقال: "الزيوت النباتية: تعرف على فوائدها وخصائصها التجميلية".
