Pentru multe scopuri comestibile și pentru unele aplicații comerciale, este de dorit să se producă grăsimi solide. Multe scurtări și margarine conțin uleiuri hidrogenate (întărite) ca ingrediente principale. Dezvoltarea margarinei și a produselor de scurtare a rezultat din invenția unei metode reușite de conversie a acizilor grași nesaturați și gliceride cu topire scăzută în produse saturate cu topire mai mare. Procesul constă în adăugarea de hidrogen în prezența unui catalizator la legăturile duble (nesaturate). Astfel acidul oleic sau linoleic (sau radicalii lor acizi din gliceride), care sunt în mod normal lichide la temperatura camerei, pot fi transformați în acid stearic sau radical prin adăugarea de hidrogen.

britanică

Utilizarea limitată a acestei tehnologii de hidrogenare a fost făcută în Europa; cea mai mare utilizare potențială a procesului a fost în Statele Unite, unde o vastă producție de ulei de semințe de bumbac, un produs secundar al industriei sudice a bumbacului, aștepta evoluții care să permită transformarea acestuia într-o grăsime de plastic. Întărirea uleiului de semințe de bumbac la începutul anilor 1900 a dat naștere industriei de scurtare. Hidrogenarea practică s-a răspândit apoi în toate țările în care margarinele și scurtările sunt produse din uleiuri lichide.

Reacții de hidrogenare

În practica comercială, hidrogenarea se efectuează de obicei cu agitație viguroasă sau dispersie de hidrogen cu un domeniu restrâns de concentrație de catalizator (aproximativ 0,05 până la 0,10% din nichel fin divizat suspendat pe kieselguhr sau pământ diatomeu) într-un vas de reacție din oțel. Intervalele obișnuite de temperatură și presiune sunt de la 100 ° la 200 ° C (212 ° la 392 ° F) și de la presiunea atmosferică la 42 de kilograme pe centimetru pătrat, respectiv. Aceste condiții pot fi controlate pentru a face reacția de hidrogenare oarecum selectivă - adică Pentru a adăuga hidrogen la radicalii acizi linolenici (trei legături duble) și linoleic (două legături duble) înainte de a adăuga la radicalii acizi oleici (o legătură dublă). Cele mai nesaturate grupe de acizi grași sunt cel mai ușor hidrogenate și astfel reacționează mai întâi cu hidrogenul dacă condițiile sunt corecte. Catalizatorii care conțin cupru sunt selectivi în special în hidrogenarea uleiurilor vegetale. Dacă se doresc grăsimi foarte dure cu cantități mici de nesaturare și selectivitatea este neimportantă, se utilizează temperaturi și presiuni mai mari pentru a scurta timpul de reacție și pentru a utiliza catalizator parțial cheltuit care altfel ar fi irosit. După hidrogenare, uleiul fierbinte este filtrat pentru a îndepărta catalizatorul metalic pentru reutilizare sau recuperare.

Reacții de izomerizare

În timpul tratamentului catalitic are loc și o altă reacție - izomerizarea (rearanjarea structurii moleculare) a radicalilor de acizi grași nesaturați pentru a forma grupări izooleice, izolinoleice și similare. Deoarece acești izomeri au puncte de topire mai mari decât acizii naturali, contribuie la efectul de întărire. Nesaturarea uleiurilor naturale are configurația cis, în care atomii de hidrogen se află pe o parte a unui plan care trece prin legătura dublă și grupările alchil se află pe cealaltă parte. În timpul hidrogenării o parte din nesaturare este convertită în configurația trans, cu grupuri similare pe părțile opuse ale planului. Izomerii trans au o topire mult mai mare decât forma cis naturală. Concomitent cu schimbarea unora dintre nesaturările la configurația trans, există o migrație de legături duble de-a lungul lanțului. Astfel, izomerii acidului oleic se pot forma cu dubla legătură în orice poziție de la atomul de carbon 2 la atomul de carbon 17. Mulți dintre acești acizi izomerizați se topesc mai mult decât acidul oleic natural. Analiza cu infraroșu este utilă pentru măsurarea cantitativă a modificărilor care au loc în timpul hidrogenării.

Dezodorizare

Grăsimile inodore și fără gust au intrat pentru prima dată în mare cerere ca ingrediente pentru fabricarea margarinei, un produs conceput pentru a dubla aroma și textura untului. Majoritatea grăsimilor, chiar și după rafinare, au arome și mirosuri caracteristice, iar grăsimile vegetale au un gust relativ puternic, care este străin de cel al untului. Procesul de deodorizare constă în suflarea aburului prin grăsimea încălzită ținută sub vid ridicat. Cantități mici de componente volatile, responsabile de gusturi și mirosuri, distilează, lăsând o grăsime neutră, practic inodoră, care este potrivită pentru fabricarea margarinei de scurtare fade sau a aromelor delicate. Inițial, dezodorizarea a fost un proces discontinuu, dar din ce în ce mai mult, se folosesc sisteme continue în care grăsimea fierbinte curge printr-o coloană evacuată în contracurent către trecerea ascendentă a aburului. În Europa, o temperatură de deodorizare de 175 ° –205 ° C (347 ° –401 ° F) este obișnuită, dar în Statele Unite se folosesc de obicei temperaturi mai ridicate de 235 ° –250 ° C (455 ° –483 ° F). . Aproximativ 0,01% din acidul citric este adăugat în mod obișnuit la uleiurile deodorizate pentru a inactiva contaminanții cu metale urme, cum ar fi compuși solubili din fier sau cupru care altfel ar favoriza oxidarea și dezvoltarea râncezii.

Uleiul de măsline este comercializat invariabil sub formă neodorizată. Aroma naturală este un atu important, iar uleiul de măsline, așa cum este adevărat în cazul untului, primește o primă pe piață datorită aromei sale distinctive și prețuite. Uleiurile obișnuite de gătit din Asia - soia, rapița, arahida, susanul și nuca de cocos - sunt consumate în forma lor brută, exprimată din semințe oleaginoase. În schimb, uleiurile dezodorizate sunt în special solicitate în Statele Unite și Europa. Timp de mulți ani, singurul ulei vegetal important consumat în Statele Unite a fost uleiul din semințe de bumbac, care în forma sa brută are o aromă atât de puternică și neplăcută încât prelucrarea ulterioară a fost o necesitate absolută pentru a-l face potrivit pentru consum. Datorită vânzării pe scară largă a produselor din ulei din semințe de bumbac cu aromă neutră de mai mulți ani, s-a dezvoltat o preferință generală pentru grăsimile inodore și fără gust.

Un alt motiv pentru practicarea deodorizării uleiurilor comestibile în Europa și America se referă la diferențele în calitatea uleiului prin tehnicile de extracție occidentale și orientale. În China și Asia de Sud-Est, uleiurile comestibile au fost produse în principal de echipamente mici, relativ brut. Randamentul uleiului este relativ scăzut și din semințe se exprimă o cantitate minimă de substanțe negliceridice, rezultând că aroma uleiului este destul de blândă. În Europa și Statele Unite, extracția petrolului se efectuează în fabrici mari care funcționează pe o bază extrem de competitivă. Se folosește expresia la presiune foarte înaltă sau extracția solventului și, pentru a îmbunătăți randamentele, semințele sunt tratate termic înainte de extracție. Uleiurile obținute cu randament ridicat în astfel de condiții au o aromă mai puternică decât uleiurile preparate prin exprimare la presiune scăzută, iar etapele de rafinare și dezodorizare sunt necesare pentru a îmbunătăți gustul. Îmbunătățirea randamentelor compensează mai mult decât costurile suplimentare de rafinare și dezodorizare.

Când grăsimile sunt hidrogenate pentru fabricarea margarinei și pentru scurtare, acestea dezvoltă un „miros de hidrogenare” dulce, dar destul de neplăcut, care trebuie îndepărtat din grăsimile comestibile prin deodorizare.