MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
DIPLOMOVÁ PRÁCE
BRNO 2012
Bc. MARCELA BLAHOVÁ
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin
Možnosti technologického postupu rafinace řepkového oleje Diplomová práce
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Gregor, Ph.D.
Vypracovala: Bc. Marcela Blahová
Brno 2012
Mendelova univerzita v Brně Ústav technologie potravin
Agronomická fakulta 2011/2012
Mendelova univerzita v Brně Ústav technologie potravin
Agronomická fakulta 2011/2012
ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Autorka práce: Studijní program: Obor: Název tématu:
Bc. Marcela Blahová Chemie a technologie potravin Technologie potravin
Možnosti technologického postupu rafinace řepkového oleje
Rozsah práce:
50 stran
Zásady pro vypracování: 1. Vypracovat literární rešerši na problematiku olejů získávaných z rostlin mírného i subtropického pásma. 2. Popsat složení olejů rostlin mírného i subtropického pásma, se zaměřením na řepkové oleje a jejich fyzikální a chemické složení. 3. Navrhnout metody ohledně získávání tuků z rostlin a jejich dalšího technologické zpracování. 4. Navrhnout vhodnou metodu pro rafinaci olejů s ohledem na jednoduchost a dostupnost uvedených metod. 5. Naměřená data vhodně zpracovat a zdiskutovat s dostupnou literaturou ve světě i u nás. 6. Vypracovat diplomovou práci dle zadaných propozic. Seznam odborné literatury: VITAGLIANO, C. Acta Horticulturae : Proceedings of the 4th international symposium on olive groving. no. 586.. vol. 2. Leuven: ISHS, 2002. 433 s. ISBN 90–6605–756–4. KOMPRDA, T. – ZELENKA, J. Arachidonic acid and long–chain n–3 polyunsaturated fatty acids in 2. chicken and turkey meat in relation to dietary fat sources. World´s Poultry Science Journal. 2006. sv. 62, č. supplement, s. 272. SCHNEIDEROVÁ, D. – ZELENKA, J. – MRKVICOVÁ, E. Poultry meat production as a functional food 3. with a voluntary n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids ratio. Czech journal of animal science. 2007. sv. 52, č. 7, s. 203-213. ISSN 1212–1819. ŠKARPA, P. Vliv hnojení dusíkem a fosforem na obsah oleje a mastných kyselin u slunečnice roční 4. (Helianthus annuus L.). Chemické listy. 2007. sv. 101, č. 5, s. 457. ISSN 0009–2770. 1.
Datum zadání diplomové práce: Termín odevzdání diplomové práce:
říjen 2010 duben 2012
Bc. Marcela Blahová Autorka práce
Ing. Tomáš Gregor, Ph.D. Vedoucí práce
prof. MVDr. Ing. Tomáš Komprda, CSc. Vedoucí ústavu
prof. Ing. Ladislav Zeman, CSc. Děkan AF MENDELU
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Možnosti technologického postupu rafinace řepkového oleje vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne ………………………………………. podpis diplomanta ……………………….
PODĚKOVÁNÍ Poděkování patří všem, kteří se podíleli na vzniku této diplomové práce. Především vedoucímu práce Ing. T. Gregorovi, Ph.D. za jeho připomínky, odborné rady, komentáře, vědecké poznatky pro zpracování výsledků a jeho celkový vstřícný přístup.
ABSTRAKT Diplomová
práce
popisuje
jednotlivé
druhy
olejnin
pěstovaných
v mírném
a subtropickém pásu. Uvádí produkci jednotlivých olejnatých semen vyprodukovaných v České republice i ve světě. Dále se zaměřuje na rostlinné oleje, jejich složení, vlastnosti a metody sloužící k posouzení jakosti (stanovení tukových charakteristik, senzorická analýza, chromatografické stanovení mastných kyselin…) se zaměřením na řepkový olej. Ve stručnosti se zmiňuje o mastných kyselinách, které tvoří významnou složku rostlinných olejů. V další části se diplomová práce věnuje metodám získávání tuků z rostlin jako je lisování, extrakce a kombinace lisování s extrakcí. Dále zkoumá technologický postup výroby rostlinných olejů včetně rafinačního postupu. V závěrečné části práce je nastíněn postup praktického zkoušení nejvhodnější metodologie rafinace řepkového oleje v laboratorních podmínkách a následné zjištění jakosti včetně složení. Klíčová slova: olejniny, rostlinné oleje, rafinace
ABSTRACT This thesis describes the different types of oilseed crops grown in temperate and subtropical belt. One part of the paper include individual production of oilseeds produced in the Czech Republic and abroad. It also focus on vegetable oils, their composition, properties and methods used for quality assessment (determination of fat characteristics, sensory analysis, chromatographic determination of fatty acids ...) with a focus on rapeseed oil. In brief mentions of fatty acids, which constitute an important component of vegetable oils. In another part thesis deals with methods of obtaining fats from plants like a pressing, extraction and combination of extraction and pressing. It examines the technological process of production, including vegetable oil refining process. In the final part of the work is outlined the best process of practice testing methodologies refined rapeseed oil under laboratory conditions and subsequent quality testing, including composition.
Key words: oilseeds, vegetables oil, refining
OBSAH 1
ÚVOD ............................................................................................................................................................. 8
2
CÍL PRÁCE .................................................................................................................................................... 9
3
LITERÁRNÍ ČÁST ...................................................................................................................................... 10 3.1
Olejniny ................................................................................................................................................ 10
3.1.1
Základní legislativní pojmy olejnin a olejů ..................................................................................... 10
3.1.2
Charakteristika olejnin ..................................................................................................................... 11
3.1.3
Nejvýznamnější olejnaté plodiny mírného a subtropického pásu .................................................... 11
3.2
Rostlinné oleje ...................................................................................................................................... 19
3.2.1
Historický přehled ........................................................................................................................... 19
3.2.2
Základní charakteristika a dělení olejů ............................................................................................ 20
3.2.3
Mastné kyseliny jako základní složka rostlinných olejů .................................................................. 21
3.2.4
Fyzikální a chemické vlastnosti rostlinných olejů ........................................................................... 24
3.3
Nejběžnějších oleje mírného a subtropického pásu včetně složení ...................................................... 24
3.3.1
Řepkový olej .................................................................................................................................... 26
3.3.2
Ostatní oleje mírného a subtropického pásma ................................................................................. 27
3.4 3.4.1
Jakost a analýzy sloužící k posouzení kvality rostlinných olejů ........................................................... 32 Stanovení vlhkosti olejnatých materiálů .......................................................................................... 32
3.4.2 Stanovení celkového tuku ..................................................................................................................... 33 3.4.3
Senzorická analýza rostlinných olejů .............................................................................................. 34
3.4.4
Stanovení tukových charakteristik rostlinných olejů ....................................................................... 35
3.4.5
Chromatografické stanovení mastných kyselin v rostlinných olejích.............................................. 36
3.4.6
Významné nežádoucí děje zhoršující jakost rostlinných olejů ........................................................ 37
3.5
4
Získávání tuků z rostlin a následné technologické zpracování ............................................................. 39
3.5.1
Nákup a skladování olejnin ............................................................................................................. 39
3.5.2
Příprava suroviny ke zpracování ..................................................................................................... 40
3.5.3
Metody získávání olejů z rostlin ...................................................................................................... 40
3.5.4
Rafinace rostlinných olejů ............................................................................................................... 41
3.5.5
Zbytky a odpady při zpracování olejů ............................................................................................. 43
3.5.6
Balení a uvádění do oběhu ............................................................................................................... 43
MATERIÁL A METODIKA ........................................................................................................................ 44 4.1
Příprava vzorku – surového řepkového oleje ....................................................................................... 44
4.2
Stanovení vlhkosti řepkového semene a řepkových výlisků ................................................................ 44
4.3
Stanovení celkového tuku v řepkovém semeni a ve výliscích .............................................................. 44
4.4
Rafinace surového řepkového oleje ...................................................................................................... 45
4.5
Senzorické hodnocení vzorků ............................................................................................................... 51
4.6
Stanovení tukových charakteristik ........................................................................................................ 51
4.6.1
Číslo kyselosti ................................................................................................................................. 51
4.6.2
Číslo zmýdelnění ............................................................................................................................. 52
4.6.3
Esterové číslo .................................................................................................................................. 52
4.6.4
Jodové číslo ..................................................................................................................................... 53
4.6.5
Peroxidové číslo .............................................................................................................................. 53
4.7
Chromatografické stanovení mastných kyselin .................................................................................... 54
4.8
Statistické stanovení ............................................................................................................................. 55
5
VÝSLEDKY A DISKUSE ........................................................................................................................... 56 5.1
Vlhkost řepkového semene a výlisků ................................................................................................... 56
5.2
Výsledky extrakce ................................................................................................................................ 57
5.3
Rafinace ................................................................................................................................................ 59
5.4
Výtěžnost .............................................................................................................................................. 62
5.4.1
Výtěžnost surového řepkového oleje z lisování............................................................................... 62
5.4.2
Výtěžnost řepkového oleje po rafinačním procesu .......................................................................... 63
5.5
Výsledky ze senzorické analýzy ........................................................................................................... 64
5.6
Tukové konstanty ................................................................................................................................. 68
5.6.1
Číslo kyselosti ................................................................................................................................. 68
5.6.2
Číslo zmýdelnění ............................................................................................................................. 70
5.6.3
Esterové číslo ................................................................................................................................... 72
5.6.4
Jodové číslo ..................................................................................................................................... 73
5.6.5
Peroxidové číslo .............................................................................................................................. 74
5.7
Výsledky chromatografie ..................................................................................................................... 76
5.8
Statistické vyhodnocení ........................................................................................................................ 78
6
ZÁVĚR ......................................................................................................................................................... 80
7
POUŽITÉ ZDROJE ...................................................................................................................................... 82
8
SEZNAM ORÁZKŮ, TABULEK A GRAFŮ .............................................................................................. 87
9
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ........................................................................................................... 90
10
PŘÍLOHY ..................................................................................................................................................... 91
1
ÚVOD V poslední době se stále častěji hovoří o nadměrné konzumaci energetických potravin
živočišného původu. Výživoví poradci doporučují nahradit živočišné tuky za rostlinné, ale jedná se také o energeticky bohaté produkty, tudíž při jejich konzumaci je nutno dbát opatrnosti. Rostlinné oleje se staly nezbytnou součástí jídelníčku člověka a jejich spotřeba u nás i ve světě neustále narůstá. Rostlinné tuky jsou na rozdíl od živočišných tekuté. Byly prokázány pozitivní účinky na zdraví konzumentů, využití nachází ve studené i teplé kuchyni. Škála produktů je dostatečně široká, tudíž si na své přijdou i gurmáni. Základní dělení rostlinných olejů je dle jejich chování na vzduchu na vysychavé, polovysychavé a nevysychavé. Výrobu rostlinných olejů a jejich nutriční hodnotu znají lidé již po desetiletí. Jsou důležité především jako vynikající zdroj energie, dále mají pozitivní význam kvůli využití lipofilních vitamínů (A, D, E, K). Dodávají chuť pokrmům a zastávají řadu pozitivních funkcí v organismu. Pokud obsahují vhodnou skladbu mastných kyselin, tak mohou být brány také jako prevence proti určitým onemocněním. Existuje široká škála rostlin, ze kterých se oleje získávají. Olej v rostlinách slouží především jako zásobní látka, vyskytuje se v různých částech jejich těl, nejčastěji však v semenech. Proces získávání olejů je odlišný podle druhu rostliny. Nejběžněji se používá lisování. Pro vyšší výtěžnost lze využít extrakce. Získaný surový olej se pro lepší senzorické a chemické vlastnosti rafinuje. Technologický krok při výrobě olejů „rafinace“ zahrnuje několik procesů – odslizování, odkyselování, bělení, deodorace a winterizace. V České republice převažuje pěstování a následné zpracování olejnin jako je řepka olejná, slunečnice, hořčice, mák a pro především technické účely také len. Nejvýznamnější zastoupení na našem trhu má olej řepkový, na ten se zaměřuje i tato diplomová práce. Dnes se pěstují bezerukové odrůdy, protože byly prokázány negativní účinky kyseliny erukové, která se dříve v semenech řepky olejné vyskytovala. Obsahuje vysoké množství kyseliny olejové, významný obsah kyseliny linolové a linolenové. Mezi nejvýznamnější olejnaté plodiny pěstované v mírném a subtropickém pásu patří kromě výše zmiňované řepky olejné, slunečnice roční, máku setého, hořčice bílé a lnu setého také kukuřice setá, pšenice obecná, sója luštinatá, olivovník evropský, světlice barvířská, mandloň obecná, líska obecná a spousta dalších druhů rostlin, které tvoří menší část produkce.
8
2
CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce bylo prostudovat dostupné podklady ohledně problematiky
olejů získávaných z rostlin mírného a subtropického pásu. Zaměřila jsem se také na charakteristiku olejnin komplexně, na jejich produkci a spotřebu. Podkladem pro splnění tohoto cílu mi byla literatura cizojazyčná i česká. Některé doplňující informace byly čerpány i z internetových zdrojů. Hlavním internetovým zdrojem byly webové stránky Organizace spojených národů pro výživu a zemědělství. Další cíl stanovil popsat složení olejů rostlin mírného i subtropického pásu se zaměřením na řepkové oleje, jejich fyzikální a chemické složení. Opět pro čerpání informací mi sloužila cizojazyčná i česká literatura. V neposlední řadě jsem měla navrhnout metody ohledně získávání tuků z rostlin a jejich dalšího technologické zpracování. Metody jsem vytvořila na základě literatury týkající se především technologie zpracování tuků. Důležitým cílem bylo navrhování vhodné metody pro rafinaci olejů. Zohledňovaná byla jednoduchost a možnost provedení v laboratorních podmínkách. V závěru této diplomové práce jsem měla za cíl naměřená data zpracovat vhodným způsobem, porovnat s dostupnou literaturou a vyhodnotit. Důležité bylo mít vyrobeno několik vzorků rafinovaného řepkového oleje, které jsem zhotovovala a analyzovala ve školní laboratoři v budově N na Ústavu technologie potravin Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. Na základě zadaných cílů byla sepsána literární rešerše.
9
3
LITERÁRNÍ ČÁST
3.1 Olejniny 3.1.1 Základní legislativní pojmy olejnin a olejů Vyhláška Ministerstva zemědělství 329/1997 Sb., která se týká škrobu, výrobků ze škrobu, luštěnin a olejnatých semen, stanovuje, že olejnatými semeny jsou suchá, čištěná a tříděná semena olejnin, neloupaná nebo loupaná, určená pro přímou spotřebu. Vyhláška Ministerstva zemědělství 77/2003 Sb., kterou se stanoví požadavky pro mléko, mléčné výrobky, mražené krémy, jedlé tuky a oleje, pro účely této vyhlášky se rozumí: a)
jedlým tukem a olejem – směs smíšených triacylglycerolů, které se v závislosti
na poměrném zastoupení mastných kyselin v triacylglycerolu vyskytují za normálních podmínek v tekutém nebo tuhém stavu, b)
rostlinným tukem a olejem – jedlý tuk a olej získaný ze semen, plodů nebo jader plodů
olejnatých rostlin, c)
živočišným tukem a olejem – jedlý tuk a olej získaný z poživatelných tukových tkání
jatečných zvířat nebo mořských živočichů za podmínek stanovených zvláštním právním předpisem, d)
ztuženým tukem – jedlý tuk, který byl získán ztužováním rostlinných a živočišných
tuků a olejů nebo jejich směsí, e)
přeesterifikovaným tukem – jedlý tuk, který byl získán přeesterifikací rostlinných nebo
živočišných tuků a olejů, nebo jejich směsí, včetně ztužených tuků, f)
pokrmovým tukem – jedlý tuk, který prošel procesem ztužování nebo přeesterifikace,
nebo kombinací těchto procesů, nebo směsi ztužených tuků a jedlých tuků a olejů, nebo směsi jedlých rostlinných a živočišných olejů a tuků, g)
roztíratelným tukem – jedlý tuk, nebo směs ztužených nebo přeesterifikovaných tuků,
nebo kombinací těchto procesů, splňující požadavky stanovené předpisem EU, h)
směsným roztíratelným tukem – jedlý tuk podle předpisu EU
i)
tekutým
emulgovaným
tukem
–
jedlý
tuk,
nebo
směs
ztužených
nebo
přeesterifikovaných tuků, nebo směs ztužených a přeesterifikovaných tuků s jedlými oleji a tuky, ve formě emulze vody a tuku, s obsahem 10 % až 90 % hmotnostních tuku, který je při teplotě 20 oC tekutý,
10
j)
koncentrovaným tukem – tuk, jehož celkový obsah tuku je vyšší než 90 % hmotnostních
a nižší než 99,5 % hmotnostních, k)
olejem lisovaným za studena – olej získaný pouze mechanickými postupy vyluhování
nebo lisování bez tepelného ohřevu, které nevedou ke změnám charakteru oleje a pro jeho vyčištění se používá pouze promývání vodou, usazování, filtrování a odstřeďování, l)
panenským olejem – olej podle jednotného nařízení o společné organizaci trhů, pro
vyčištění oleje lze použít pouze promývání vodou, usazování, filtrování a odstřeďování. 3.1.2 Charakteristika olejnin Jedná se o početnou skupinu rostlin, rozšířených po celém světě. Mezi olejniny patří rostliny, které obsahují ve svých semenech, plodech či v jiných částech významné množství oleje a je ekonomicky přijatelné ho získávat. Praktický význam a využití má přibližně 100 druhů (HOSNEDL a kol., 1998). Název olejniny je odvozen od slova oleum, což je latinský výraz pro olej (FROHN, 2002). Rostliny mohou shromažďovat tuky v různých částech, které se sklízí za účelem získání výsledného produktu: •
semeno rostliny – řepka, sója, mák, sezam, len
•
nažka – slunečnice, bavlník, konopí
•
lusk se semenem – podzemnice olejná
•
šešule se semenem – krambe1
•
ořech – palma kokosová
•
dužnatá peckovice – olivovník evropský, palma olejná
•
hlíza – šáchor jedlý
•
klíčky – pšenice, kukuřice
(HOSNEDL a kol., 1998) 3.1.3 Nejvýznamnější olejnaté plodiny mírného a subtropického pásu Olejniny mají v posledních letech z užitkových rostlin nejbouřlivější rozvoj. Mezi nejvýznamnější olejnaté plodiny pro Českou republiku patří bezesporu řepka olejná. Dalo by se říci, že hlavním producentem řepky olejné a řepkového oleje je Evropská unie. Další významnou olejninou jak pro EU, tak i pro ČR je slunečnice. Třetí nejvýznamnější olejnatou
1
Krambe habešská neboli katrán patří mezi alternativní olejniny, pochází z náhorních planin Etiopie, olej získaný z této olejniny obsahuje vysoké množství kyseliny erukové. 11
plodinou, významnou v ČR, Č je hořčice, která má v podstatě stejnou pozici jako mák (KRMIVARSTVI.CZ ; FAOSTAT.FAO.ORG). FAOSTAT.FAO.ORG 1 200 000
1 031 920
1 000 000
1 048 940
1 128 120 Produkce řepkového semene v ČR
880 172 769 377
800 000
Produkce slunečnicového semene v ČR
600 000
Produkce hořčičného semene v ČR
400 000
Produkce makového semene v ČR
200 000 0 2005
2006
2007
2008
2009
Graf 1 Produkce nejvýznamnějších nejvýznamn olejnatých semen v ČR R (v tunách), (FAOSTAT.FAO.ORG) Co se týčee produkce olejnin (mírného a subtropického pásu) ve světovém sv měřítku, tak existuje šest nejvýznamnějších olejnatých plodin, které se používají na výrobu rostlinných olejů. Na prvním místěě je kukuřice, kuku tvoří 45 % z celkové produkce (zrno kukuřice kuku se používá na výrobu oleje z kukuřičných ř čných klíčků). klí Na druhém místě je pšenice s 35 % (na výrobu oleje z pšeničných klíčků), sójové boby zaujímají třetí t místo se 14 % (na výrobu sójového oleje), na čtvrtém místě řepkové epkové semínko se 3 % (výroba řepkového epkového oleje), pátá v pořadí po slunečnice se 2 % (výroba slunečnicového nicového oleje) a na šestém jsou olivy (výroba výroba olivového oleje), které tvoří jen 1 % z celkové světové svě produkce. Co se týče mandlí, lněných ěných semínek, lískových ořechů, semínek světlice tlice barvířské, barví hořčičného ného a makového semínka, tak netvoří netvo významné množství ve srovnání s celosvětovou celosv produkcí ostatních již zmíněných ěných plodin. plodin Pro určité oblasti jsou však významnými olejnatými materiály (FAOSTAT.FAO.ORG). (FAOSTAT.FAO.ORG) 30411735; 2%
20632686; 1%
1 kukuřičné né zrno 0%
59067597; 3%
2 pšeničné né zrno 3 sójové boby 4 řepkové epkové semínko
261577298; 14%
5 slunečnicové nicové semínko 844358253; 45%
6 olivy 7 mandle ve skořápkou skoř 8 lněné né semínko
651397902; 35% 9 lískové ořechy řechy ve skořápce sko 10 semínko světlice barvířské barví 11 hořčičné né semínko 12 makové semínko
Graf 2 Světová tová produkce nejvýznamnějších nejvýznamn jších plodin pro výrobu rostlinných olejů olej (z roku 2010, v tunách), (FAOSTAT.FAO.ORG) 12
Z důvodu zaměření této diplomové práce na řepku a řepkový olej uvádím tuto plodinu jako první, i když v celkovém žebříčku světové produkce se řadí na čtvrté místo. Ostatní plodiny jsou již řazeny podle umístění v předchozím grafu (světová produkce olejnin). Řepka olejná (Brassica napus L. var. napus) – za její pravlast je braná oblast Středomoří, vznikla křížením z rostlin brukev zelná a řepice olejná. Je rozšířena po celé oblasti mírného pásu a jedná se o nejvýznamnější olejninu České republiky (HOSNEDL a kol., 1998). Lze ji využít v potravinářství, krmivářství (především extrahované šroty, výlisky a biomasa, ale i semena), hnojivo a pro energetické využití (zdroj obnovitelné energie), (DAVIDSON A JAINE, 2006). V ČR jsme schopni využít až 800 tisíc tun řepkového semene, z čehož získáme asi 320 tisíc tun kvalitního řepkového oleje (při předpokládané výtěžnosti 40 %), (BARANYK, 2007). Její pěstování je celkem náročné na živiny (dusík, fosfor, hořčík, vápník, draslík). Patří však mezi plodiny, které výrazně zlepšují organickou bilanci pozemku, protože značná část živin se do půdy vrátí odpadem z listů či zaoráním řepkové slámy (ZEMĚDĚLEC, 1993). Patří do čeledi brukvovitých a v ČR se stala významnou olejninou ve formě ozimé nebo jarní. V západní a střední Evropě převažuje forma ozimá díky větší výnosnosti. Řepka jarní se pěstuje spíše ve východní Evropě, dále také v Číně, Kanadě, Švédsku, Finsku, Rusku, Ukrajině. Plodem je šešule se dvěma chlopněmi a blanitou přepážkou, kde je 15 až 20 semen. Semeno je kulaté, červenohnědé až modročerné, HTS 3,75 – 6,5 g (GRAMAN 1995). Základní složkou řepkového semene jsou triacylglyceroly, polysacharidy, celulóza a lignin (ŠROLLER a kol., 1997). Tab. 1 Chemické složení řepkového semene (ŠROLLER a kol., 1997) Žádoucí látky Nežádoucí látky Popeloviny (1,5 %) Fytin (2,5 %) Dusíkaté látky (22 %) Tanin (1,5 %) Polysacharidy a cukry (18,5 %) Glukosinoláty (4 %) Celulóza (5 %) Sinapin (1,5 %) Triacylglyceroly (38,2 %) Lignin (5 %) Steroly (0,2 %) Volné mastné kyseliny (0,2 %) Fosfolipidy a galaktolipidy (0,4 %) – Postupem času se pěstované odrůdy řepky olejné měnily z hlediska obsahu některých složek jako např. oleje (jedná se o zásobní látku řepkového semene, požaduje se, aby olejnatost se pohybovala v rozmezí 38 – 45 %), kyseliny erukové (byl prokázán její negativní vliv na zdraví konzumentů, proto se dnes požaduje pěstování tzv. bezerukových odrůd), obsah kyselin linolové a linolenové (kyselina linolová tvoří příznivou složku oleje, jelikož působí pozitivně na zdraví organismu – je požadováno její zvýšení až na 30 %, kyselina linolenová 13
působí negativně na skladovatelnost a stabilitu oleje, dochází k rychlému žluknutí – je požadováno snížení alespoň na 4 %) či glukosinolátů – jedná se o látky, spadající mezi rostlinné glykosidy, jsou zapojeny do metabolismu rostlin, avšak patří k nežádoucím antinutričním složkám, které negativně ovlivňují činnost štítné žlázy, jater, vynikají hořkou chutí (BARANYK a kol., 2010; GRAMAN 1995). Neustále dochází k novému šlechtění, spousta odrůd se nachází v ČR pouze ve formě pokusů (např. transgenní řepka, u které je genetická modifikace). Odrůdy řepky olejné by se daly dělit do několika základních skupin: •
„EG“ odrůdy – jedná se o odrůdy s nevyhovující kvalitou. Mají vysoký obsah kyseliny
erukové (cca 50 %) i nežádoucích glukosinolátů (90 – 150 µmol.g-1 semene), mají malou škálu možnosti využití (nelze vyrábět olej pro potravinářské účely), dnes se vesměs nepěstují. •
„0“ odrůdy – mají snížený obsah kyseliny erukové (do 5 %), ale stále vysoký podíl
glukosinolátů (90 – 150 µmol.g-1 semene), používají se pouze pro potravinářské využití, nelze však zkrmovat zbylé šroty (díky obsahu glukosinolátů). •
„00“ odrůdy – s minimálním obsahem kyseliny erukové (do 2 %), nízký obsah
glukosinolátů (od roku 2005 je požadován jejich obsah do 18 µmol.g-1 semene v osivu), bezproblémové potravinářské využití, šroty a výlisky se přidávají i do krmných směsí, zvyšují se osevní plochy s těmito odrůdami. Tyto odrůdy tvoří vesměs od roku 1993 celou výměru osevních ploch v České republice. •
„000“ odrůdy – jedná se o žlutotemenné odrůdy, mají snížený obsah kyseliny erukové
a glukosinolátů na minimum, navíc snížený obsah vlákniny na 6 – 12 %, jedná se především o odrůdy na šlechtitelské úrovni. •
„0000“ odrůdy – minimální obsah kyseliny erukové, glukosinolátů, snížený obsah
vlákniny v semeni na 6 – 12 % a mají upravenou skladbu mastných kyselin (redukce kyseliny linolenové, která má vliv na nestabilitu řepkového oleje), jsou stále šlechtitelskou záležitostí. •
„E0“ odrůdy – jedná se o odrůdy s vysokým obsahem kyseliny erukové (cca 50 %)
a nízkým podílem glukosinolátů (do 30 µmol.g-1 semene), pěstují se spíše v zahraničí. •
Hybridní odrůdy – rozšířeny od roku 1995, mají stejné použití jako „00“ řepky, obecně
mají rostliny vyšší odolnost vůči stresu, je dosahováno vyšších výnosů, odolávají více horku, reagují lépe na vlhkost během kvetení, je možný pozdější výsev. •
Transgenní odrůdy – využívají se od roku 2000, mají pozměněnou genetiku (pozměnění
mastných kyselin…), jedná se např. o trpasličí odrůdy a využívání geneticky modifikovaných organismů. Uplatnění nachází pouze v Kanadě a USA, do Evropy se prozatím nedostaly. (AGROMANUÁL, 2010; BARANYK, 2007; ŠROLLER a kol., 1997)
14
Dnes jsou zemědělci plně informováni o výhodách jednotlivých odrůd. Nelze však určit jednu jako univerzálně nejlepší, existuje pouze seznam doporučených odrůd. V současné době je registrováno více než 85 druhů, navíc lze využívat i jakoukoliv odrůdu zapsanou v jednotném katalogu Evropské unie. V posledních letech zaznamenávají nárůst převážně hybridní odrůdy, které v ČR šplhají na 40 % (ZEMĚDĚLSKÝ TÝDENÍK, 2010).
Obr. 1 Květ a semena řepky olejné (VFU-WWW.VFU.CZ) Kukuřice obecná (Zea mays) – řadí se spíše mezi obilniny, původem je ze Střední a Jižní Ameriky, dnes je rozšířená téměř po celém světě. Většina produkce se spotřebovává na siláž (krmivo pro skot), zbylých 10 % se pěstuje na zrno, které má využití jako krmivo, ale může se z něj vyrábět alkohol, škrob, invertní cukr a z klíčků (jsou odpadem při výrobě kukuřičného škrobu) se získává kukuřičný olej (VFU-WWW.VFU.CZ). Kořenová soustava je tvořena z tzv. adventivních kořenů. Stéblo slouží jako zásobní orgán rostliny, je rozděleno kolénky na internodia (články). Dosahuje výšky až 3 m, běžná výška je kolem 1,2 m. Na jedné rostlině jsou samčí i samičí květy. Vytvářejí se klasy s hrubou hlavní osou, kde jsou v řadách zrna. Plodem je obilka obsahující 70 % škrobu, 12 % dusíkatých
látek,
8
%
tuku,
vysoký
obsah
vitamínu
E
a
minerálních
látek
(ZEMEDELSKEKOMODITY.CZ).
Obr. 2 Rostlina a semena kukuřice seté (VFU-WWW.VFU.CZ) Pšenice obecná (Triticum aktivum) – spíše obilnina, původem z asijské a evropské oblasti. Zrno se hodí k výrobě chleba, pečiva, těstovin a krup. Pšeničné šroty, mouky nebo mačkané zrno a otruby se využívají jako krmivo. Je charakteristická vysokým obsahem škrobu (až 70 % hmotnosti zrna). Obsah tuku je nízký (cca 8 %), i přesto se z klíčků vyrábí olej (VFU-WWW.VFU.CZ). Jedná se o plodinu se slabým kořenovým systémem, širokými listy modrozelené barvy, květenstvím je klas a plodem obilka (WEB2.MENDELU.CZ). 15
Obr. 3 Klas a semena pšenice obecné (VFU-WWW.VFU.CZ) Sója luštinatá (Glycine max) – biologicky jde o luskovinu, jednoletou rostlinu, pocházející z Japonska, dnes je rozšířena i v Evropě a Americe. Hlavní využití nachází jako surovina pro výrobu kvalitního oleje, vyrábí se z ní také extrahované šroty, krmiva (ať už zelená hmota, sušená atd.), důležité uplatnění nachází v potravinářském průmyslu (mouka, krupice, sójové maso a mléko, pro výrobu lecitinu atd.). Má kulový kořen s rozsáhlou sítí postranních kořínků, květenstvím je hrozen, plodem semenné lusky. Semena jsou kulatá, různé barvy (žlutá, šedá, zelená, hnědá atd.), nejvhodnější semena vykazují žlutou barvou (HOSNEDL a kol., 1998).
Obr. 4 Rostlina (BOTANY.CZ) a semena sóji luštinaté (VFU-WWW.VFU.CZ) Slunečnice roční (Helianthus annuus L.) – za pravlast je pokládaná Střední Amerika (Mexiko a Peru), v České republice je druhou nejpěstovanější olejninou, z hlediska světové produkce se nachází na pátém místě. Využívá se jako jádrové i zelené krmivo, pro výrobu olejů a tuků, na výrobu barev a fermeží (HOSNEDL a kol., 1998). Má kulovitý kořen, rostliny dosahují výšky až 2,5 m, květy jsou seskupeny v květenství – tzv. úbor, plodem je nažka s kožovitým oplodím, semena jsou různě zbarvená (bílá, černá, šedá, pruhovaná aj.), olejnatost semen se pohybuje kolem 40 – 60 % (záleží na odrůdě), (HILL, 1992).
Obr. 5 Květ a semena slunečnice roční (VFU-WWW.VFU.CZ) 16
Olivovník evropský (Olea europaea) – pravlastí je pravděpodobně Sýrie, dnes je rozšířen především v oblasti Středozemního moře, jedná se o stále zelený strom, dosahuje až 15 m, má mohutný kořenový systém, dožívá se vysokého věku, pro květy je typická bílá až nažloutlá barva, plodem je peckovice o velikosti 1 – 3 cm, dosahující hmotnosti až 15 g. Z oplodí peckovic se získává 15 – 40 % nevysychavého stolního oleje (VALÍČEK a kol., 2002). Plody olivovníku nejsou jen zdrojem kvalitního oleje, patří i mezi významné pochutiny, oblíbené v řadě zemí. Další využití nachází ve farmaceutickém průmyslu, za velmi kvalitní je považováno i dřevo olivovníku, které je tvrdé, těžké, nažloutlé barvy s hnědým lemováním (PAVLIŠ a kol., 2002).
Obr. 6 Květ a plod olivovníku evropského (ATLASROSTLIN.CZ) Mandloň obecná (Prunus dulcis) – má původ v Malé Asii, Afghánistánu a Íránu. Dnes je rozšířená od Číny až po oblast Středozemního moře. Jedná se o 2 – 8 m vysoký keř, kvete jednoduchými květy, plodem jsou peckovice, obsahující semeno. Využití semen mandloně je především v potravinářském průmyslu (sušené, pražené, mandlové mléko, mandlový olej atd.), další využití má v lékařství a farmacii (BOTANY.CZ).
Obr. 7 Květ a plod mandloně obecné (ATLASROSTLIN.CZ) Len olejný (Linum usitatissimum) – pochází z Přední Asie a severní Afriky, jedná se o jednoletou rostlinu, vyskytuje se ve třech typech (přadný, olejnopřadný a olejný). Olejný len je nejrozšířenější nejstarší kulturní plodina. Naše území patří k okrajové zóně, kde se olejný len pěstuje, i přesto jsou výnosy dostačující. Vyhovují mu lehké písčitohlinité půdy. Výška rostlin se pohybuje od 50 – 90 cm, plodem je tobolka (o velikosti 5 – 10 mm), ve které se nachází do deseti semen. Sklizeň je náročnější a může být dvojím způsobem – přímá, dělená. Využívá se spíše k technickým účelům, k výrobě barev, fermeží, tmelů atd., na výrobu oleje pro potravinářské účely jde přibližně 25 % (AGROKROM.CZ; PRUGAR a kol., 2008). 17
Obr. 8 Květ a semínka lnu olejného (VFU-WWW.VFU.CZ) Líska obecná (Corylus avellana) – jedná se o rostlinu mírného pásma, opadavý jednopohlavní až 8 m vysoký keř, plodem je oříšek, který bývá seskupen po 1 – 5 kusech. Využití nachází v potravinářství (jako známá pochutina, olej), v kosmetickém průmyslu, v léčitelství, lískové dřevo je cenné v truhlářství (WWW.BOTANIKA.WENDYS.CZ).
Obr. 9 Květy a plody lísky obecné (ATLASROSTLIN.CZ) Světlice barvířská (Carthamus tinctorius) – původ není zcela znám, jiným názvem také saflor, z hlediska světové produkce je na desátém místě. Mezi největší producenty patří Indie, USA a Mexiko. Jedná se o jednoletou bylinu, dorůstá výšky kolem jednoho metru, má kulovitý kořen, květenstvím je úbor a plodem nažka, obsahuje olej v rozmezí 20 až 50 %. Využití nachází v potravinářství (výroba oleje), jako hnojivo a v krmivářství (HOSNEDL a kol., 1998).
Obr. 10 Květ (VUPT.CZ) a semena světlice barvířské (VFU-WWW.VFU.CZ) Hořčice bílá (Sinapis alba) – známá v dávných dobách, původem ze Středomoří, hodí se také na výrobu stolní hořčice, ke krmení, jako hnojivo i v lékařství. Jedná se o rostliny s úzkým hlavním kořenem a s velkým množstvím bočních kořínků, vytváří cca 60 – 80 cm vysoké porosty, barva okvětních lístků je jasně žlutá, květenstvím je hrozen. Plod se nazývá šešule, skrývá 4 – 10 semen. Využití nachází především v konzervárenství (DAVIDSON A JAINE 2006, FÁBRY, 1975). 18
Obr. 11 Květ (BIOLIB.CZ) a semena hořčice bílé (VFU-WWW.VFU.CZ) Mák setý (Papver somniferum) – za pravlast se považuje Malá Asie, uplatnění má pro pekárenský a cukrárenský průmysl, část se zpracovává na olej pro potravinářské i technické účely. Má také léčivý účinek, a proto se zpracovává na výrobu léků. Pro rostliny je typický kulovitý kořen, plodem je tobolka (makovice), barva semen může být bílá, růžová, šedá, v současné době se však používají modře zbarvená. Olejnatost je kolem 50 %. Typický je obsah alkaloidů, kam patří morfin, narkotin, kodein a další, získávají se z tobolek a z určité části stonku (HOSNEDL a kol., 1998).
Obr. 12 Makovice a semínka máku setého (VFU-WWW.VFU.CZ)
3.2 Rostlinné oleje 3.2.1 Historický přehled Příjem tuků je spojován s vysokým příjmem energie. Dnes je spíše problémem konzumace vysokoenergetických potravin, ale v minulosti byly takové potraviny rozhodující pro přežití lidstva. Olejnatá semena objevili již lovci a sběrači mladší doby kamenné, kteří je považovali za vhodný zdroj potravy. Upřednostňovali také, že semínka jako např. slunečnicová, sezamová, maková či lněná se nemusela ihned po nasbírání spotřebovat. Aniž by tehdy lidé měli znalosti o trvanlivosti potravin, dokázali si se skladováním olejnatých semínek poradit. Sušili je venku na vzduchu a poté ukládali do zásob (IBURG, 2004). Mezi nejstarší oleje patří především olivový a sezamový. Zmínky o nich sahají až do doby před 4 000 lety (LOBB, 2003). Důkazem jsou archeologické nálezy pecek, primitivního mlýna na lisování oleje a zejména kresby zobrazující sklizeň a zpracování. Olejniny byly v dobách dávno minulých většinou pěstovány pro výrobu oleje. Kromě vaření se využíval i do svítilen, na topení, na výrobu mýdla, kosmetiky i léků (ŽÁČEK, 1981). 19
Tukový průmysl nabývá neustále vzrůstajícího trendu, za posledních 50 let vzrostla spotřeba tuků průměrně o 135 %. Dnes dle statistik připadá na každou osobu (z celého světa) přibližně 25,7 kg za rok (WWW.KRMIVARSTVI.CZ). 3.2.2 Základní charakteristika a dělení olejů Rostlinné oleje se řadí mezi potravinářsky nejvýznamnější lipidy. Jsou to triolové homolipidy (sloučeniny mastných kyselin a alkoholu). Po chemické stránce patří mezi estery glycerolu. Na molekulu glycerolu může být navázaná jen jedna, dvě či tři mastné kyseliny (MK). V přírodě je nejčastější případ, že na jednu molekulu glycerolu jsou navázány tři mastné kyseliny, pak vznikají tzv. triacylglyceroly. Mastné kyseliny navázané na glycerol mohou být stejné ale i dvě či tři odlišné (VELÍŠEK, 2009). Co se týče shrnutí o chemickém složení rostlinných olejů, tak základními složkami jsou glycerol, mastné kyseliny a lipoidy (látky rozpustné v tucích). Mezi lipoidy patří fosfolipidy, ze kterých je nejznámější lecitin, dále tokoferoly (jsou to významné antioxidanty) a karotenoidy (např. beta-karoten, což je provitamín vitamínu A), (KUČEROVÁ a kol., 2010). Rostlinné oleje tvoří jednu ze tří základních živin a to lipidy, které jsou důležité nejen z nutričního hlediska. Tvoří součást buněčných membrán, představují významný zdroj energie, jsou nositelem důležitých látek (vitamínů, provitamínů, esenciálních mastných kyselin), tvoří izolační bariéru, vyvolávají určitou dobu pocit nasycenosti, při tepelné úpravě dodávají pokrmům charakteristickou chuť a vůni. Rostlinné oleje mají pozitivní vlastnost také díky tomu, že neobsahují cholesterol (PRUGAR a kol., 2008). Rostlinné oleje bychom mohli rozdělit dle jejich chování na vzduchu po natření tenkého filmu na oleje: •
nevysychavé (např. olivový, arašídový, kokosový, palmový, palmojádrový, ricinový),
•
polovysychavé (např. sójový, slunečnicový, makový, sezamový, bavlníkový),
•
vysychavé (např. lněný, světlicový, perillový).
(VELÍŠEK, 2009) Rostlinné oleje bychom mohli dělit i na základě mastných kyselin. Podle počtu uhlíku v mastné kyselině se třídí: •
oleje s mastnými kyselinami s délkou řetězce C16 – C18 (tvoří více než 90 % olejů),
•
oleje s mastnými kyselinami s délkou řetězce C12 – C14 (tvoří pod 10 % produkce olejů),
•
oleje s mastnými kyselinami s délkou řetězce C20 a více (u zlomku olejů).
(KADLEC a kol., 2009)
20
Další dělení rostlinných olejů by mohlo být dle složení. Rozdělujeme je do skupin o příbuzném zastoupení mastných kyselin: •
oleje obsahující kyselinu olejovou a kyselinu linolovou (nejběžnější zástupce je olivový
olej, ale patřil by sem i slunečnicový, bavlníkový či podzemnicový olej), •
oleje obsahující kyselinu olejovou, linolovou a linolenovou (typickým zástupcem je
sójový olej, bezerukový řepkový olej), •
oleje z palmových semen s obsahem malého množství olejové kyseliny, jen stopy
kyselin s vyšším počtem dvojných vazeb (např. kokosový či palmojádrový olej), •
oleje s obsahem kyseliny erukové (zástupcem je řepkový olej z erukových odrůd), jedná
se o potravinářsky nevhodný olej, kvůli negativním účinkům kyseliny erukové. (KADLEC a kol., 2009; VELÍŠEK, 2009) 3.2.3 Mastné kyseliny jako základní složka rostlinných olejů Z hlediska výživy tvoří mastné kyseliny nejvýznamnější složku rostlinných olejů. Vyskytují se především jako estery. Systematické názvosloví MK se odvíjí od uhlovodíků se stejným počtem atomů uhlíku, k jehož názvu se připojí koncovka -ová a podstatné jméno kyselina (HOZA A KRAMÁŘOVÁ, 2008). Jedná se o látky, které jsou chápány jako vyšší monokarboxylové kyseliny. Všeobecný vzorec je znázorňován jako -RCOOH, kde R znamená uhlíkový řetězec (KROSCHWITZ A WINOKUR, 1990). Pro rozdělení MK do skupin lze použít různých kritérií – počet atomů uhlíku, dvojných vazeb, uspořádání uhlíkového řetězce, navázání funkčních skupin aj. Základní členění je na nasycené, nenasycené s jednou dvojnou vazbou (monoenové) a nenasycené mastné kyseliny s několika dvojnými vazbami (polyenové). K méně často vyskytujícím se MK patří ty, které mají trojné vazby, různé substituenty či složitější strukturu uhlíkového řetězce (rozvětvené, cyklické, s kyslíkatými, sirnými nebo dusíkatými funkčními skupinami). Často jsou známější pod svými triviálními názvy. Používání chemických názvů pro jednotlivé mastné kyseliny je méně běžné (BELITZ a kol., 2008). 3.2.3.1 Nasycené mastné kyseliny Nemají ve své molekule žádnou dvojnou vazbu. Z nasycených mastných kyselin (z anglického jazyka saturated fatty acids, běžně bývají mezinárodně označované jako SFA) jsou nejznámější kyseliny myristová, palmitová a stearová (KALÁČ, 1999). Běžně se vyskytují v přírodních lipidech, obsahují 4 až 38 atomů uhlíku (nejčastěji sudý počet), mají lineární či rozvětvený řetězec (VELÍŠEK, 2009). 21
Tab. 2 Nejběžnější nasycené mastné kyseliny (KALÁČ, 1999) Triviální název Počet uhlíků Chemický název Laurová 12 Dodekanová Myristová 14 Tetradekanová Palmitová 16 Hexadekanová Stearová 18 Oktadekanová 3.2.3.2 Nenasycené mastné kyseliny s jednou dvojnou vazbou Známé také jako mononenasycené, mezinárodní označení je MUFA (z anglického jazyka monounsaturated fatty acids). Ve své molekule mají jednu dvojnou vazbu, liší se však navzájem počtem atomů uhlíku, polohou dvojné vazby a její prostorovou konfigurací. Nejznámější MUFA kyselinou je kyselina olejová (VELÍŠEK, 2009). Existují ve dvou konfiguracích (cis- a trans-). Všechny MUFA, které se vyskytují v přírodě, jsou prakticky v konfiguraci cis (jejich molekuly jsou v místě dvojné vazby ohnuté o 120 °). Typickým příkladem této konfigurace je kyselina olejová či palmitoolejová. Běžným zástupcem konfigurace trans je kyselina elaidová (zůstává napřímená díky své vazbě trans, na rozdíl od kyseliny olejové, která má v prostoru tvar písmene L), (HOZA A KRAMÁŘOVÁ, 2008). Tab. 3 Nejběžnější mononenasycené mastné kyseliny (KALÁČ, 1999) Triviální název Počet uhlíků Poloha dvojných vazeb Chemický název Palmitoolejová 16 9 (cis-) Palmitoolejová Elaidová 18 9 (trans-) Oktadecenová Olejová 18 9 (cis-) Oktadecenová Eruková 22 13 (cis-) Dokosenová 3.2.3.3 Nenasycené mastné kyseliny s dvěma a více dvojnými vazbami Stručněji se nazývají jako polynenasycené, mezinárodní označení je PUFA (z anglického jazyka polyunsaturated fatty acids). Ve své molekule mají dvě až šest dvojných vazeb. Nejznámější je kyselina linolová a linolenová (patří mezi tzv. dienové mastné kyseliny – mají dvě dvojné vazby), (VELÍŠEK, 2009). I tyto mastné kyseliny stejně jako MUFA se vyskytují ve formě prostorových izomerů. Jedná se o významnou skupinu především díky kyselině linolové, u které je prokázán esenciální charakter (živočišný organismus si nedovede tuto MK vyrobit), (HOZA A KRAMÁŘOVÁ, 2008). Tab. 4 Nejběžnější polynenasycené mastné kyseliny (KALÁČ, 1999) Triviální název Počet uhlíků Poloha dvojných vazeb Chemický název Linolová 18 9, 12 (cis-) Oktadienová α-linolenová 18 9, 12, 15 Oktadekatrienová γ-linolenová 18 6, 9, 12 (cis-) Oktadekatrienová Arachidonová 20 5, 8, 11, 15 (cis-) Tetrakosonová EPA 20 5, 8, 11, 14, 17 Eikosapentanová DHA 22 4, 7, 10, 13, 16, 19 Dokosahexanová 22
3.2.3.4 Výživové hledisko mastných kyselin Z výživového hlediska jsou dle Světové zdravotnické organizace (WHO)2 významné především polynenasycené mastné kyseliny (podílejí se na důležitých funkcích v organismu). Řada z nich se řadí mezi tzv. esenciální pro člověka (organismus si je nedokáže vytvářet). Někdy bývají souhrnně označovány jako vitamín F. Tvoří dvě významné skupiny: •
n-6 kyseliny (také ω-6 kyseliny) – mají v uhlíkatém řetězci první dvojnou vazbu na
šestém uhlíku od methylového konce. Patří sem kyselina linolová, γ-linolenová a arachidonová. •
n-3 kyseliny (také ω-3 kyseliny) – mají v uhlíkatém řetězci první dvojnou vazbu na
třetím uhlíku od methylového konce. Typickými zástupci jsou kyselina α-linolenová, eikosapentanová (EPA) a dokosahexanová (DHA), (KALAČ, 1999; FREJ 2004). Prospěšné polynenasycené mastné kyseliny se nacházejí v rostlinných olejích, EPA a DHA v rybím tuku. Mají příznivý vliv jako prevence některých onemocnění, jsou zdrojem energie, důležité pro udržení tělesné teploty, pro ochranu nervových vláken, pro přenos vzruchu aj. Díky nim vznikají prostaglandiny, což jsou účinné bílkovinné látky, které regulují metabolismus člověka. Prospěšné jsou však pouze ty, které vznikají z n-3 mastných kyselin (mají např. protizánětlivé účinky, snižují srážení krve, hladinu inzulínu, podporují imunitní systém, činnost mozku), zatímco prostaglandiny vznikající z n-6 mastných kyselin mají nežádoucí účinky (působí zánětlivě, rakovinotvorně, zvyšují riziko srdečně cévních onemocnění, zvyšují hladinu inzulínu aj.), (FREJ, 2004; KALÁČ, 2003). Z hlediska výživy je vhodné konzumovat rostlinné oleje s vyváženým poměrem kyseliny linolové a α-linolenové, což je např. řepkový olej. Z hlediska mononenasycených mastných kyselin je prospěšná kyselina olejová (snižuje hladinu LDL cholesterolu), která se vyskytuje ve vysokém množství v olivovém oleji. Závěrem bych se zmínila o výživových doporučeních komplexně. Konzumace tuků by neměla překročit 30 % celkové přijímané energie, z toho polovinu by měly tvořit mononenasycené mastné kyseliny (zdrojem jsou např. rostlinné oleje, mléko), přibližně čtvrtinu polynenasycené mastné kyseliny (vyskytují se převážně v rostlinných olejích a rybách) a méně než třetina by měla být z řady nasycených mastných kyselin (hlavním zdrojem jsou masné výrobky a maso). Poměr polynenasycených mastných kyselin n-3 a n-6 by měl být maximálně 5 a optimálně 1. Celkový příjem MUFA by měl činit 15 % z celkového denního příjmu energie, PUFA 7 %. Poměr mezi PUFA/SFA by měl být menší než 0,7 (KOMPRDA, 2007; KOMPRDA, 2009). Jelikož je konzumace příznivých mastných 2
Jedná se o řídící a koordinační orgán pro zdraví v rámci systému Organizace spojených národů, byl založen v roce 1948, hlavním úkolem je eliminace nemocí a zabránění jejich šíření v rámci mezinárodního monitorování. 23
kyselin v České republice nedostačující, tak je snaha ovlivňovat zastoupení MK v rostlinách šlechtěním. Bylo prováděno i několik pokusů o obohacování potravin. Jeden z experimentů uvádí, že se významné mastné kyseliny dají zvýšit v kuřecím mase, pokud budou zvířata vykrmována lněným olejem, který obsahuje značné množství n-3 PUFA (SCHNEIDEROVÁ a kol., 2007). 3.2.4 Fyzikální a chemické vlastnosti rostlinných olejů Zastoupení MK a jejich uložení v molekule ovlivňuje fyzikální a chemické vlastnosti olejů. Z fyzikálních je to především bod tání a tuhnutí, viskozita, rozpustnost a mezi základní chemické
vlastnosti
patří
schopnost
reagovat
s určitými
látkami
(esterifikace,
interesterifikace, hydrolýza, samovolná oxidace), (PELIKÁN, 2001). Všeobecně platí, že nenasycené mastné kyseliny mají nižší bod tání než nasycené mastné kyseliny o stejném počtu atomů uhlíku (bod tání je tím nižší, čím je vyšší počet dvojných vazeb). Bod tání nenasycených mastných kyselin se pohybuje od 30 do 65 °C (PELIKÁN, 2001). Poměr nenasycených mastných kyselin k nasyceným kyselinám je vyšší u rostlinných olejů než v živočišných tucích, tudíž jsou nižší body tání u rostlinných olejů. Dvojné vazby mezi atomy uhlíku u mastných kyselin se dají katalyticky hydrogenovat, tím vznikají nasycené tuhé nebo polotuhé tuky – např. margaríny (McMURRY, 2007). Tab. 5 Body tání u některých mastných kyselin (McMURRY, 2007; PELIKÁN, 2001) Mastná kyselina Bod tání Kyselina myristová 58 °C Kyselina palmitová 63 °C Kyselina stearová 69,0 °C Kyselina olejová 13,6 – 16,0 °C Kyselina linolová -5 a -11 °C Kyselina linolenová -14,6 °C Rozpustnost mastných kyselin v organických rozpouštědlech se zvyšuje s teplotou. V etanolu jsou oleje jen nepatrně rozpustné. Dobrými rozpouštědly je chloroform, benzen, toluen aj. Všeobecně je známo, že oleje patří mezi tzv. hydrofobní látky, což znamená, že jsou nerozpustné ve vodě. Další fyzikální vlastností olejů je viskozita, u které platí, že čím vyšší molekulová hmotnost mastných kyselin, tím je vyšší i samotná viskozita (PELIKÁN, 2001).
3.3 Nejběžnějších oleje mírného a subtropického pásu včetně složení Co se týče rostlinných olejů vyprodukovaných v České republice, tak jednoznačným favoritem je olej řepkový, který zaznamenal v poslední době radikální změnu pohledu z hlediska dietetických vlastností. Dalším významným olejem vyprodukovaným v ČR je 24
bezesporu i slunečnicový (dochází však k poklesu za poslední roky, v roce 2005 dosahovala produkce téměř 30000 tun, zatímco v roce 2009 již pouhých 12 000 tun). tun) Podstatně v menším množství je pak produkován olej sójový sójo (do 8000 tun za poslední roky) a lněný (do 1000 tun za poslední roky). (FAOSTAT.FAO.ORG FAOSTAT.FAO.ORG). 350 000
303 600 t
298 200 t
300 000 250 000
280 000 t
Produkce řepkového oleje v ČR
275 900 t Produkce slunečnicového oleje v ČR
180 000 t
200 000 Produkce sójového oleje v ČR
150 000 100 000 50 000
Produkce lněného oleje v ČR
0 2005
2006
2007
2008
2009
Graf 3 Produkce rostlinných olejů olej v ČR (v tunách), (FAOSTAT.FAO.ORG) Primární pozici ve světové sv produkci rostlinných olejů dle statistik Organizace pro výživu a zemědělství lství (FAO)3 hraje palmový olej získávaný z palmy olejné. Tato diplomová práce se však nezaměřuje uje na rostliny tropického pásu, pásu a proto se mezi rostlinné oleje (z rostlin mírného a subtropického pásu) ve světovém sv měřítku řadí adí na první místo olej sójový sój (tvoří 49 % z celkové produkce nejvýznamnějších nejvýznamn rostlinných olejů získávaných z rostlin mírného a subtropického pásu). Na druhém místě míst je bezpochyby olej řepkový, epkový, významné množství se vyprodukuje i slunečnicového čnicového nicového oleje. Menší množství produkce připadá p na olivový, z kukuřičných klíčků a lněný lně olej. Co se týče oleje světlicového, tlicového, z pšeničných klíčků, hořčičného, makového, mandlového a lískového, tak netvoříí významné množství ve srovnání s celosvětovou tovou produkcí ostatních již zmíněných zmín plodin. Jedná se spíše spíš o specifické druhy olejů (FAOSTAT.FAO.ORG). 2312771; 3% 3269249; 4%
613619; 1%
131621; 0%
0%
1. sójový olej 2. řepkový olej 3. slunečnicový olej 4. olivový olej, virgin 5. olej z kukuřičných klíčků 6. lněný olej
12629071; 15% 39762356; 49% 22596247; 28%
7. světlicový olej 8. olej z pšeničných klíčků 9. hořčičný olej 10. makový olej 11. mandlový olej 12. lískový olej
Graf 4 Světová tová produkce nejvýznamnějších rostlinných olejů (z roku 2010, v tunách), (FAOSTAT.FAO.ORG) 3
Jedná se o specializovanou agenturu Organizace spojených národů, národ byla založená v roce 1945, hlavním úkolem je zajistit dostatek pitné vody a potravin pro rozvojové země. zem 25
3.3.1 Řepkový olej Kvůli zaměření této práce uvádím popis řepkového oleje jako první v pořadí, charakteristika dalších olejů je seřazena na základě světové produkce uvedené v předešlém grafu. Dříve se řepkový olej používal jako náplň do olejových lamp, později jako mazadlo a k výrobě měkkých mýdel. Dnes se uplatňuje v potravinářství. Získává se z řepkového semene lisováním, následně extrakcí výlisků extrakčním rozpouštědlem, produktem je surový olej, který se z hlediska nevyhovujících vlastností ještě pro potravinářství rafinuje. Rafinace spočívá v mechanickém odstranění nečistoty, dále se olej smísí s vodou či jinými činidly a následuje hydratace, dojde tím k odstranění fosfolipidů4 a slizovitých látek5. Získané hydratační kaly se používají jako nástřik na šroty nebo jdou na výrobu lecitinových produktů. V dalším procesu se přidává hydroxid, tím se olej zneutralizuje a dojde k odstranění volných mastných kyselin v tzv. soapstocku, dále následuje bělení pomocí adsorpčních hlinek, zde se zachytávají nejčastěji chlorofylová a karotenoidní barviva. Nakonec se olej deodoruje přídavkem páry za hlubokého vakua a vysoké teploty, čímž dojde k odstranění těkavých senzoricky nevyhovujících látek (HOSNEDL a kol., 1998). Na výrobu řepkového oleje pro potravinářské účely se dnes výhradně používá tzv. 00 řepka (s minimálním množstvím kyseliny erukové). Tato odrůda vyniká vysokou kvalitou, olej z ní je vhodný pro tepelné zpracování i pro studenou kuchyni, snáší vyšší teploty, má dobrou oxidační stabilitu, tudíž má i delší trvanlivost. Bývá doporučován ke konzumaci díky nízkému obsahu nasycených mastných kyselin (6 – 8 %), bohatému obsahu nenasycené kyseliny olejové (přibližně na úrovni olivového oleje 50 – 60 %), dostatečnému obsahu kyseliny linolové, alfa-linolenové, příznivému poměru kyseliny linolenové a linolové (2:1) a v neposlední řadě díky přijatelnému poměru vitamínu E a tokoferolů (BARANYK, 2007; BARANYK a kol., 2010). Mezi základní požadavky na jakost semene řepky olejné pro tukový průmysl patří vlhkost max. 8 %, nečistoty max. 3 %, obsah kyseliny erukové max. 5 %, obsah poškozených semen max. 3 %, olejnatost nejméně 42 % při 8 % vlhkosti a obsah glukosinolátů max. 35 µmol/1 g semen (PELIKÁN, 2001). Složení a vlastnosti: 13 % nasycených mastných kyselin (10 % kyselina palmitová, 3 % kyselina stearová), 56 % mononenasycených mastných kyselin (56 % kyselina olejová, což je podobné jako u olivového oleje), 31 % polynenasycených mastných kyselin (20 % kyselina linolová, 10 % kyselina α-linolenová), příznivý poměr kyseliny linolenové:linolové (2:1), 4
Fosfolipidy jsou chemické látky tvořící součást všech buněčných membrán, jejich rozklad je umožněn fosfolipázami (hydrolytické enzymy). 5 Slizovité látky rostlin jsou po chemické stránce homopolysacharidy (méně časté) nebo heteropolysacharidy (skládající se nejčastěji z glukosy, galaktosy, arabinosy, manosy aj.), často obsahují i uronové kyseliny. 26
přijatelné množství vitamínu E (30 mg ve 100 ml oleje). Kvalitně rafinovaný olej má neutrální chuť a vůni. Má jemně žlutou barvu (IBURG, 2004). Slupka řepkového semene činí přibližně 12 – 16 % z celkové hmotnosti a obsahuje 10 % tuku, 15 % bílkovin a 33 % vlákniny (z toho třetinu tvoří nestravitelný lignin), (CHLOUPEK a kol., 2005). Druhy a použití: nejčastěji řepkový olej rafinovaný, existuje i lisovaný za studena. Hodí se ke smažení, pečení, dušení, k nakládání, díky vysokému podílu mononenasycených mastných kyselin je ideální také k fritování a delšímu smažení. Použit může být i ve studené kuchyni. Řepkový olej se v potravinářství používá při výrobě některých margarinů a 100% tuků, pro výrobu majonéz, konzerv, ale použití nachází i v hydrogenované podobě jako tzv. ztužený řepkový tuk (HOSNEDL a kol., 1998; WARD a kol., 1985). Skladování: nejlépe ve skleněných tmavých lahvích, aby bylo zabráněno přístupu světla, při teplotě pod 15 °C. Obvyklá doba použití je šest měsíců, může však mít použitelnost až čtyři roky (IBURG, 2004). Požadavky na rozsah složení mastných kyselin na základě analýzy plynovou chromatografií jednodruhového řepkového oleje se sníženým obsahem kyseliny erukové dle vyhlášky Ministerstva zemědělství 328/1997 Sb., jsou uvedeny v následující tabulce: Tab. 6 Požadavky na složení mastných kyselin řepkového oleje C 16:0 – kyselina palmitová 2,5 – 6 % C 18:0 – kyselina stearová 0,9 – 2,5 % C 18:1 – kyselina olejová 50 – 67 % C 18:2 – kyselina linolová 18 – 30 % C 18:3 – kyselina linolenová 6 – 14 % C 20:0 – kyselina arachová 0,1 – 1,2 % C 20:1 – kyselina eikosenová 0,1 – 4,3 % C 22:0 – kyselina behenová max. 0,5 % C 22:1 – kyselina eruková max. 2,0 % 3.3.2 Ostatní oleje mírného a subtropického pásma Sójový olej – získává se ze sójových bobů Složení a vlastnosti: 15 % nasycených mastných kyselin (10 % kyselina palmitová, 5 % kyselina stearová), 21 % mononenasycených mastných kyselin (21 % kyselina olejová), 64 % polynenasycených mastných kyselin (56 % kyselina linolová, 8 % kyselina linolenová), 23 mg vitamínu E/100 ml oleje. Je téměř bez chuti. Semena obsahují 18 aminokyselin, z nichž 10 jich je esenciálních, dále je cenný obsah lecitinu (2 %), významný je také obsah minerálních látek jako je K, P, Mg, Fe. Ze škodlivých látek lze uvést hemogluteniny a trypsinový inhibitor. Jedná se však o látky, které se při lisování oleje nebo při extrakci ničí (CHLOUPEK a kol., 2005; IBURG, 2004). 27
Druhy a použití: zpravidla je k dostání jako rafinovaný, existuje i lisovaný za studena. Používá se ke smažení, pečení, dušení, marinování, ale také do omáček, salátů a k nakládání zeleniny. Skladování: nejvhodnější je uchovávání při pokojových teplotách a v temnu, za nepřístupu světla (IBURG, 2004). Slunečnicový olej – získává se výhradně ze slunečnicových semen, dříve se semena pražila a sloužila jako náhražka kávy. Při zpracování na olej se získá cca 40 – 55 % pokrutin. Složení a vlastnosti: 12 % nasycených mastných kyselin (8 % kyselina palmitová, 4 % kyselina stearová), 24 % mononenasycených mastných kyselin (24 % kyselina olejová), 64 % polynenasycených mastných kyselin (59 % kyselina linolová, 5 % kyselina α-linolenová), 70 mg vitamínu E/100 ml oleje. Při lisování semen se slupkou vznikají oleje se zákalem (obsahuje vosky ze slupky), při lisování oloupaných semen vznikají oleje zlatavě žluté barvy (IBURG, 2004). Druhy a použití: využívá se především k výrobě kvalitního dieteticky hodnotného oleje, který je ve formě rafinované vhodný ke smažení, pečení, dušení, dá se používat i ve studené kuchyni, dále pro výrobu stolních tuků jako je např. Lukana, Vegetol, či ztužených pokrmových tuků (Hera). Méně kvalitní oleje se používají na výrobu barev, fermeží, mazadel a mýdel (HOSNEDL a kol., 1998). Skladování: je vhodné jej skladovat v temnu, možno i při pokojových teplotách, vhodnější pro uchovávání jsou tmavé lahve (IBURG, 2004). Olivový olej – získává se z oliv, které jsou plody olivovníků (patří k nejstarším kulturním rostlinám). Je typický především v oblastech kolem Středozemního moře. Obsah tuku je velmi různorodý (záleží na druhu oliv, na zralosti plodů, na technologickém postup a dalších faktorech), pohybuje se od 35 – 70 % (PAVLIŠ a kol., 2002). Složení a vlastnosti: obsahuje 15 % nasycených mastných kyselin (11 % kyselina palmitová, 2 % kyselina stearová, v zanedbatelném množství obsahuje i kyselinu arachidonovou, myristovou, lignocerovou), 74 % mononenasycených mastných kyselin (72 % kyselina olejová, 2 % kyselina palmitoolejová), 11 % polynenasycených mastných kyselin (10 % kyselina linolová, 1 % kyselina linolenová), 14 mg vitamínu E/100 ml oleje. Chuťová škála olivových olejů je široká (existují s jemnější chutí, ale i naopak s výraznější), má mírně nazelenalou barvu, někdy může být i mírně zakalen (IBURG, 2004). Druhy a použití: většina olejů se lisuje za studena, EU však rozděluje oleje do 4 jakostních tříd – olivový olej panenský extra (nejkvalitnější), panenský olivový olej, rafinovaný olivový
28
olej a pokrutinový olej. Olivový olej se dá použít k dušení, smažení i pečení, převážně se však přidává do salátů, zálivek a pro další využití ve studené kuchyni (IBURG, 2004). Skladování: opět je důležité skladovat olej v chladu a temnu. Olej z kukuřičných klíčků – je získáván výhradně z kukuřičných klíčků, divoce rostoucí formy kukuřice mají pravlast v oblasti mezi Peru a Mexikem. Dnes je rozšířena i v Evropě a Americe (FREJ, 2004). Složení a vlastnosti: 15 % nasycených mastných kyselin (10 % kyselina palmitová, 5 % kyselina stearová), 33 % mononenasycených mastných kyselin (33 % kyselina olejová), 52 % polynenasycených mastných kyselin (51 % kyselina linolová, 1 % kyselina linolenová), 42 mg vitamínu E/100 ml oleje. Rafinovaný je téměř bez chuti a vůně, kdežto lisovaný za studena má chuť po kukuřici a zlatožlutou až načervenalou barvu (IBURG, 2004). Druhy a použití: především je k dostání na trhu olej rafinovaný, malé množství se však prodává i jako olej lisovaný za studena. Hodí se ke smažení, pečení, dušení, marinování, vhodný je i do studené kuchyně, velmi často se využívá k výrobě margarínů (IBURG, 2004). Skladování: při pokojové teplotě, v temnu, nejlépe v tmavých lahvích. Lněný olej – vyrábí se z lněných semen, jejich původ není dosud znám, existuje přes 100 odrůd, typický pro oblast Středozemního moře, patří mezi jeden z nejstarších olejů, je bohatým zdrojem n-3 mastných kyselin, obsahuje též lignany6 (FREJ, 2004). Složení a vlastnosti: 10 % nasycených mastných kyselin (6 % kyselina palmitová, 4 % kyselina stearová, do 1 % kyseliny arachidonové), 18 % mononenasycených mastných kyselin (18 % kyselina olejová), 72 % polynenasycených mastných kyselin (14 % kyseliny linolové, 58 % kyseliny linolenové), 9 mg vitamínu E/100 ml oleje. Má mírně trpkou chuť (lisovaný za studena), mírně zakalenou žlutou barvu. Druhy a použití: je k sehnání především lisovaný za studena, měl by se používat pouze ve studené kuchyni, případně může být vmíchán do teplých pokrmů, zásadně je však nevhodný pro tepelnou úpravu. Skladování: při pokojové teplotě, hlavně v temnu. Je vhodné ho nakupovat jen v malých množstvích (obsahuje vysoký podíl kyseliny linolenové, a proto velmi rychle žlukne). (IBURG, 2004) Světlicový olej – vyrábí se ze semen světlice (je známá také jako saflor). Složení a vlastnosti: 10 % nasycených mastných kyselin (7 % kyselina palmitová, 3 % kyselina stearová), 13 % mononenasycených mastných kyselin (12 % kyselina olejová, 1 % 6
Lignany jsou rostlinné látky patřící k významným antioxidantům, mají příznivé účinky (např. protirakovinné, či antibakteriální), řadí se mezi fytoestrogeny. 29
kyselina palmitová), 78 % polynenasycených mastných kyselin (77 % kyselina linolová, 1 % kyselina linolenová), 45 mg vitamínu E/100 ml oleje. Lisovaný za studena má specifickou ovocnou chuť, rafinovaný je neutrální chuti (IBURG, 2004). Druhy a použití: lisovaný za studena, lisovaný, rafinovaný, k dostání je také ve formě bioproduktu. Používá se obzvlášť ve studené kuchyni pro jeho zajímavou chuť. Může se použít i na vaření, dušení a velmi krátkému pečení. Nedoporučuje se používat ke smažení a k jiným úpravám, při kterých by došlo k zahřátí oleje na více než 180 °C, vznikají pak rakovinotvorné látky (hydroperoxidy a peroxidy), (IBURG, 2004). Skladování: v tmavé lahvi, v chladu a temnu. Olej z pšeničných klíčků – získává se výhradně z klíčků pšeničného zrna, původem je z evropské a asijské oblasti. Složení a vlastnosti: 16 % nasycené mastné kyseliny (12 % kyselina palmitová, 4 % kyselina stearová), 22 % mononenasycených mastných kyselin (22 % kyselina olejová), 62 % polynenasycených mastných kyselin (57 % kyselina linolová, 5 % kyselina linolenová), 208 mg vitamínu E/100 ml oleje. Vykazuje oranžovožlutou barvu a příjemnou chuť po obilí. Druhy a použití: nejčastěji lisovaný za studena, používá se především ve studené kuchyni (nesnáší vysoké teploty), (IBURG, 2004). Skladování: při ledničkových teplotách, otevřenou láhev je nutno spotřebovat do dvou měsíců, zavřená láhev má trvanlivost přibližně osm měsíců (IBURG, 2004). Hořčičný olej – získává se ze semen hořčice bílé, patří spíše k vzácnějším olejům, které jsou k dostání ve specifických prodejnách. Složení a vlastnosti: 12 % nasycených mastných kyselin (6 % kyselina palmitová, 6 % kyselina stearová), 60 % mononenasycené mastné kyseliny (42 % kyselina eruková, 12 % kyselina olejová), 21 % polynenasycené mastné kyseliny (15 % kyselina linolová, 6 % kyselina α-linolenová), 20 mg vitamínu E/100 ml oleje, vyniká typicky štiplavou chutí (díky obsahu allyisothiokyanátu), (IBURG,2004; FÁBRY 1957). Druhy a použití: existuje rafinovaný i lisovaný za studena, používá se především při vaření indické kuchyně, není moc vhodný na pečení a smažení (neměl by se vystavovat vysokým teplotám), využití nachází i pro další zpracování (např. ke konzervování ryb či na výrobu margarínů), (EN.WIKIPEDIA.ORG). Skladování: při teplotě max. 20 °C (po otevření v chladničce) a v temnu (WISEGEEK.COM). Makový olej – získává se z makových semen. Na výrobu oleje se pěstují tři odrůdy máku (bílý – má nejvíce oleje, modrý a šedý). Patří k nejdražším olejům (TURČÁNY, 1955).
30
Složení a vlastnosti: 15 % nasycených mastných kyselin (12 % kyselina palmitová, 3 % kyselina stearová), 16 % mononenasycené mastné kyseliny (16 % kyselina olejová), 69 % polynenasycené mastné kyseliny (68 % kyselina linolová, 1 % kyselina linolenová), 5 mg vitamínu E/100 ml oleje. Má jemnou mírně natrpklou chuť, světle žlutou barvu. Ve styku se vzduchem tuhne (pak nachází využití jako kvalitní malířský olej), (IBURG, 2004). Druhy a použití: zpravidla se vyskytuje olej lisovaný za studena, používá se do sladkých pokrmů, ale i do salátů (FÁBRY, 1957). Skladování: v chladu a temnu. Mandlový olej – získává se výhradně z mandlí, což jsou tučné plody mandloně. Složení a vlastnosti: 8 % nasycených mastných kyselin (6 % kyselina palmitová, 2 % kyselina stearová), 70 % mononenasycených mastných kyselin (70 % kyselina olejová), 22 % polynenasycených mastných kyselin (19 % kyselina linolová, 3 % kyselina linoleová), 45 mg vitamínu E/100 ml oleje. Vyznačuje se jemně ořechovou chutí a světle žlutou barvou (IBURG, 2004). Druhy a použití: Zpravidla se prodává olej lisovaný za studena (je oblíbený v orientální kuchyni, vhodný je především do dezertů, hodí se i do zálivek), k dostání je také rafinovaný, ten se používá především ke kosmetickým účelům (IBURG, 2004). Skladování: je důležité skladovat jej v chladu a temnu. Lískový olej – vyrábí se z lískových ořechů (100 %), většinou se získává lisováním za studena, plody obsahují 50 – 65 % tuku. Jedná se o vzácný a drahý olej (VELÍŠEK, 2009). Složení a vlastnosti: 8 % nasycených mastných kyselin (6 % kyselina palmitová, 2 % kyselina stearová), 78 % mononenasycených mastných kyselin (78 % kyselina olejová), 14 % polynenasycených mastných kyselin (12 % kyselina linolová, 2 % kyselina linoleová), 35 mg vitamínu E/100 ml. Je typické světlé žluté barvy, čirý, intenzivní ořechové chuti i vůně (IBURG, 2004). Druhy a použití: nejčastěji lisovaný za studena, rafinovaný téměř neexistuje. Nesnáší vysoké teploty, proto se hodí především do studené kuchyně (IBURG, 2004). Skladování: v temnu a chladu, po otevření je důležité okamžité spotřebování, protože má tendenci rychlého žluknutí (HOSNEDL a kol., 1998). Méně známé oleje – brutnákový (je rozšířen po celé Evropě, obsahuje významné množství vitamínu E a má vysoký podíl kyseliny linolenové, často se prodává také v lékárnách jako lék), kmínový (původem z Indie, kde i dnes je nejvíce rozšířen, je bohatý na kyselinu linolovou, má charakteristickou kořeněnou, trpkou chuť a tmavě žlutou barvu, není vhodný pro záhřev na vysoké teploty – snadno při nich získá žluklou chuť), rakytníkový 31
(původem pravděpodobně z Tibetu, dnes je rozšířen po celé Evropě, olej se používá především k vaření, je však drahý, proto se často prodává v lékárnách a používá se spíše jako lék), konopný (obsahuje vysoký podíl tetrahydrocannabiolu, a proto je v Evropě zakázán, je možno pěstovat pouze semena, která neobsahují hašiš. Je bohatý na kyselinu linolovou a linolenovou, má typickou tmavě zelenou barvu, hodí se do studené kuchyně, často se míchá s jinými oleji, aby se zjemnila chuť), bavlníkový (plodem je tobolka s bavlnou a přibližně 50 semeny, jako čistý konzumní olej se nevyrábí, použití nachází při výrobě margarínů), (IBURG, 2004; VELÍŠEK, 2009). Tab. 7 Obsah tuku ve vybraných olejích (VELÍŠEK, 2009) Název oleje Řepkový Sójový Slunečnicový Olivový Kličkový – kukuřičný Lněný Světlicový Kličkový – pšeničný Hořčičný Makový Mandlový Lískový
Český název rostliny Řepka olejná Sója luštinatá Slunečnice roční Olivovník evropský Kukuřice obecná Len olejný Světlice barvířská Pšenice obecná Hořčice bílá Mák setý Mandlovník obecný Líska obecná
Latinský název rostliny Brassica napus Glycine max Heliantus annuus Olea europea Zea mays Linum usitatissimum Carthamus tinctorius Triticum aktivum Sinapis alba Papver somniferum Prunus dulcis Corylus avellana
Zpracovávaná část Semeno Semeno Semeno Oplodí Klíček Semeno Semeno Klíček Semeno Semeno Semeno Semeno
Obsah tuku v % 38 – 45 17 – 22 22 – 36 35 – 70 12 – 20 35 – 45 25 – 37 8 – 14 30 – 42 36 – 50 45 – 53 50 – 65
3.4 Jakost a analýzy sloužící k posouzení kvality rostlinných olejů 3.4.1 Stanovení vlhkosti olejnatých materiálů Vlhkost je důležitý ukazatel pro skladování. Pokud dojde ke zvýšení vlhkosti, semena se zapařují a plesniví, pokud jsou použita na výrobu rostlinných olejů, tak negativně ovlivní jejich jakost. Pokud jsou semena skladovaná při nevhodné vlhkosti, tak dojde také ke zhoršení klíčivosti (RYBÁČEK a kol., 1965). Stanovení vlhkosti se provádí vážkově sušením za předem definovaných podmínek. Semena řepky spolu s několika dalšími rostlinnými semeny jako je např. hořčice, lnička, mák len, světlice, sezam a jiné se před navážením nedrtí, kdežto u slunečnicových či tykvových semen je požadováno rozemletí na jemný šrot. Z řádně promíchaného vzorku se odváží přiměřené množství s přesností na 0,001 g ve vážence, poté vloží do předem vyhřáté sušárny na 130 ° ± 2 °C a suší se 180 minut (celá semena) nebo 90 minut (drcená semena). Úbytek vlhkosti se stanoví ve hmotnostních procentech (DUDÁŠ A PELIKÁN, 1987). Existuje i jednodušší a rychlejší způsob stanovení vlhkosti, který spočívá v měření dielektrické konstanty za pomocí přístroje (RYBÁČEK a kol., 1965). 32
3.4.2 Stanovení celkového tuku Nejtypičtější metodou pro stanovení celkového tuku je extrakce. Principem je extrahování vzorku v rozpouštědle – petrolether, n-hexan. Pro stanovení se využívají různé extrakční aparatury např. typu Soxhlet, Twisselmann a jiné. Po vyextrahování se odpaří zbývající rozpouštědlo, vysuší a následně zváží tuk. Určitý vzorek je extrahován na vodní či pískové lázni minimálně tři hodiny. Je důležité nakonec odpařit zbylé rozpouštědlo (ve varné baňce), poté získaný extrakt zvážit a za pomocí výpočtu zjistit obsah tuku ve vzorku (CAMBELL-PLATT, 2009). Pro rychlé stanovení obsahu tuku lze využít metodu za pomocí dánského přístroje Fooslet. Principem této metody je extrakce tetrachlorethylenem v reaktoru. Pomocí digitálního potenciometru je změřena hustota miscely (tuk s rozpouštědlem), což je hodnota, která se pomocí přepočítávacích tabulek převede na % tuku ve vzorku. Jedná se o rychlou metodu trvající jen několik minut (DUDÁŠ A PELIKÁN, 1987). Alternativou provedení stanovení tuku je metoda dle Rӧseho a Gotlieba (extrakce kapalina – kapalina v uzavřené nádobě), dále metoda dle Folcheho (extrakce tuhého vzorku v uzavřené nádobě za pomocí velkého nadbytku rozpouštědla), dá se využít i zařízení Soxtec (princip spočívá v extrakci varem v rozpouštědle a následného promývání kondenzátem rozpouštědla). Mezi rychlé fyzikální metody stanovení tuku u semen olejnin patří denzitometrická metoda, která spočívá v homogenizaci vzorku s 1,2-dichlorbenzenem, následně se vzorek zfiltruje a u filtrátu se stanoví hustota. Obsah tuku se potom odečte z tabulek, je však nutná kalibrace pro každý druh materiálu. Další poměrně rychlou metodou je stanovení tuku refraktometricky Leithovou metodou. Vzorek je smíchán s rozpouštědlem (1-bromnaftalenem) a mořským pískem, směs se přefiltruje a následně se stanoví index lomu u filtrátu. Obsah tuku se zjistí za pomocí výpočtu z rozdílu indexu lomu rozpouštědla a indexu lomu vzorku (WEB.VSCHT.CZ).
Obr. 13 Typy extraktorů (WEB.VSCHT.CZ) 33
3.4.3 Senzorická analýza rostlinných olejů Všeobecně pro senzorickou analýzu potravin je důležitá vhodně zvolená doba posuzování vzorků, nejoptimálněji dopoledne od 9 do 11 hodin a odpoledne od 14 do 16 hodin. Posuzování by nemělo trvat déle než tři hodiny, mezi jednotlivými vzorky počkat cca 40 s, aby došlo k regeneraci smyslových receptorů. Pro správné vyhodnocení je také důležitý optimální počet posuzovaných vzorků. Hodnocení vůně lze provádět u 10 – 15 vzorků, barvy až u 20 vzorků, chutě přibližně u 10 vzorků (BUŇKA a kol., 2008). Pro posouzení senzorických vlastností rostlinných olejů (nejdůležitější je stanovení barvy, vůně a chuti) je nejvhodnější připravit vzorky do malých skleniček z čirého skla. Před samotnou degustací by měly být připravené protokoly pro zapisování a vše potřebné. Je nutné zvolit vhodné neutralizátory chuti – nejčastější je destilát, lze použít i kousek pečiva. Při samotném hodnocení by měl být zohledňován počet vzorků, u rostlinných olejů je optimální hodnotit tři až čtyři vzorky. Nejdříve by měly být předkládány oleje s jemnější chutí a pokračovat s oleji výraznější chuti. Pro hodnocení existuje celá řada kritérií, lišících se mezi sebou v závislosti v jaké zemi či v rámci jaké organizace je prováděno (BLAHOVÁ, 2011). Hodnocení barvy – barvu lze hodnotit při běžném rozptýleném denním světle nebo při umělém osvětlení. Vhodné je pozorovat barvu jak v dopadajícím světle (proti bílému pozadí), tak v procházejícím světle (proti světelnému zdroji), (INGR, 2007). Rafinované oleje mají mít jasnou, zlatožlutou barvu, bez zákalu a sedimentu (PELIKÁN, 2001). Hodnocení vůně – sklenička se vzorkem rostlinného oleje by se měla nechat prohřát v dlani, aby došlo k vyniknutí vůně. Dále se používá metoda tzv. sniffing, spočívající v tom, že se sklenička se vzorkem promíchá krouživým pohybem, tím dojde k vytvoření par, které se pak hlubokým nádechem vtáhnou nosem do vrchního průduchu dutiny nosní (BUŇKA a kol., 2008, INGR, 2007). Hodnocení chuti – provádí se formou degustace, před samotnou degustací je vhodné vypláchnout ústa pitnou vodou, nebýt přesycen ani hladový. Do úst se vloží takové množství, aby bylo možné zachycení základních chutí. Pohybem jazyka je nutno smočit celou dutinu ústní. Chuť se vyvíjí na základě postupného rozpouštění chuťových složek ve slinách. Při degustaci se vzorky polykají, protože teprve až po polknutí dojde ke vnímání chuťové nóty (např. hořká či mýdlovitá chuť), (INGR 2007). Negativní je např. zatuchlá (kontaminace plísněmi), vinná či octová (v důsledku kvašení), kovová (dlouhý styk olejů s kovovými materiály – při mletí, míchání, lisování), žluklá pachuť (oleje prodělaly procesy autooxidace), (BLAHOVÁ, 2011).
34
3.4.4 Stanovení tukových charakteristik rostlinných olejů K základním parametrům určujících jakost patří tukové charakteristiky, mezi méně známé se řadí thiobarbiturové číslo (stanovuje obsah sekundárního produktu oxidace lipidů tzv. malondialdehydu7), dále číslo p-anisidinové (souvisí se stupněm žluklosti), rhodanové číslo (určuje obsah polyenových kyselin), dienové číslo (charakterizuje obsah konjugovaných dienových kyselin) či hydroxylové číslo (podává informaci o obsahu hydroxylových skupin). Známější tukové charakteristiky jsou číslo kyselosti, zmýdelnění, esterové, jodové a peroxidové (VSCHT.CZ). Číslo kyselosti – udává obsah volných mastných kyselin v tuku. Vyjadřuje se jako hmotnost KOH v mg potřebná na neutralizaci 1 g tuku. Vzorek se rozpustí za horka v etanolu a titruje se 0,1 M KOH na FF (fenolftalein). Rafinované tuky mají mít číslo kyselosti v rozmezí 0 – 1, surové tuky 1 – 10, tuky špatné kvality 10 – 50. Číslo zmýdelnění – udává obsah veškerých mastných kyselin. Vyjadřuje se jako hmotnost KOH v mg potřebná k neutralizaci volných i vázaných mastných kyselin v 1 g tuku. Vzorek se zmýdelní varem nadbytkem etanolického KOH. Přebytek KOH je zpětně titrován HCl na FF. Řepkový olej má mít 170 – 190, běžné rostlinné oleje 185 – 195, sádlo 190 – 200. Esterové číslo – udává obsah esterově vázaných mastných kyselin. Vyjadřuje se jako hmotnost KOH v mg potřebná k neutralizaci esterově vázaných kyselin v 1g tuku. Vypočítá se z rozdílu čísla zmýdelnění a čísla kyselosti: Če = Čz – Čk. Z esterového čísla lze předběžně vypočítat obsah glycerolu v tuku: % glycerolu = 0,0547 × Če. Jodové číslo – je měřítkem nenasycenosti, udává obsah dvojných vazeb. Vyjadřuje se jako hmotnost jódu (I2) v g, který se naaduje na 100 g tuku. Stanovuje se titračně Na2S2O3 na škrobový maz. Živočišné tuky mají jodové číslo nižší než 70, rostlinné oleje vyšší než 100 (řepkový olej 90 – 140, slunečnicový až 128). Pokud je jodové číslo vysoké, tak se jedná o sloučeniny s vysokým stupněm nenasycenosti a naopak. Peroxidové číslo – udává množství peroxidů přítomných v tuku, které jsou schopny oxidovat jodid na jód. Vyjadřuje se různými jednotky: v mikrogramech kyslíku na gram tuku nebo v miliekvivalentech aktivního kyslíku či v mikromolech kyslíku na gram tuku. Je vhodným měřítkem oxidace tuků (přepálenosti). Čerstvé tuky mají mít výslednou hodnotu peroxidového čísla v rozmezí 0 – 16, čerstvé oleje 8 – 40, tuky po smažení 40 – 200, žluklé tuky 40 – 400, silně oxidované tuky 160 – 1600, foukané oleje 800 – 4000. (ABSOLÍNOVÁ, 2006; KROSCHWITZ A WINOKUR, 1990; PIPEK, 1991). 7
Jde o konečný produkt oxidace n-3 a n-6 polynenasycených mastných kyselin, způsobuje poškozování základních látek, jako jsou např. nukleové kyseliny, aminokyseliny či bílkoviny. 35
Dle vyhlášky Ministerstva zemědělství č. 328/1997 Sb., kterou se provádí § 18 písm. a), d), h), i), j) a k) zákona č. 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů, pro mléko a mléčné výrobky, zmrzliny a mražené krémy a jedlé tuky a oleje, jsou fyzikální a chemické požadavky na jakost rostlinných tuků a olejů následující (uvedené hodnoty v tabulce platí obecně pro všechny rostlinné oleje, tuky a jejich směsi): Tab. 8 Požadavky na jakost rostlinných olejů obecně Číslo kyselosti (v mg KOH/g) Číslo kyselosti pro oleje lisované za studena (v mg KOH/g) Číslo peroxidové (mekv. per. kysl./kg) Číslo peroxidové pro oleje lisované za studena (mekv. per. kysl./kg) Látky těkavé při 105 °C (v %)
do 0,6 do 4,0 do 10,0 do 15,0 do 0,2
Dle stejné vyhlášky Ministerstva zemědělství č. 328/1997 Sb., kterou se provádí § 18 písm. a), d), h), i), j) a k) zákona č. 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů, pro mléko a mléčné výrobky, zmrzliny a mražené krémy a jedlé tuky a oleje, jsou stanoveny také požadavky pro fyzikálně chemickou jakost některých jednodruhových rostlinných olejů: Tab. 9 Požadavky na jakost některých jednodruhových olejů Hustota při 15 °C (kg/m3) Číslo zmýdelnění (mg KOH/g oleje) Jódové číslo (dle Wijse) Obsah nezmýdelněných látek (g/kg) Brassicasterol (% z celkových sterolů)
Řepkový *
Palmový
Slunečnicový
Sójový
Kokosový
Olivový
913 – 918
921 – 925
922 – 926
924 – 928
925 – 938
914 – 919
182 – 193
190 – 209
188 – 194
189 – 195
248 – 265
188 – 196
105 – 126
50 – 55
118 – 141
124 – 139
6,3 – 10,6
80 – 88
max. 20
max. 12
max. 15
max. 15
max. 15
max. 18
5,0 – 13,0
–
–
–
–
–
* s nízkým obsahem kyseliny erukové
3.4.5 Chromatografické stanovení mastných kyselin v rostlinných olejích Chromatografie patří mezi separační metody, využívá dělení látek na základě dvou fází – pohyblivou neboli mobilní (kapalina nebo plyn) a nepohyblivou neboli stacionární (např. tenký film kapaliny, částečky tuhé látky). Existuje značné množství chromatografických metod, které se mohou dělit dle několika hledisek (dle děje, který probíhá – adsorpční, rozdělovací, iontově výměnná, gelová; dle uspořádání fází – kolonová, plošná; dle povahy fází – plynová, kapalinová), (JANČÁŘ, JANČÁŘOVÁ, 2003). Společným rysem všech 36
chromatografických metod je, že k dělení dochází na styku dvou fází (tuhé, kapalné nebo plynné prakticky v jakékoliv kombinaci). Vývojově nejstarší je chromatografie adsorpční. Spočívá v dělení směsi látek v roztoku jejich procházením sloupcem nebo vrstvou vhodného adsorpčního materiálu (MICHAL, 1970). Pro stanovení mastných kyselin v rostlinných olejích se nejčastěji používá kapalinová nebo plynová chromatografie (GC). Pomocí určení jednotlivých mastných kyselin lze stanovit nutriční a biologickou hodnotu oleje (z hlediska zastoupení esenciálních MK), dále identifikovat druh oleje, posoudit chování oleje vůči oxidačním procesům – oxidační stabilitu či sledovat technologické postupy (WEB.VSCHT.CZ). U plynové chromatografie je principem putování složek mezi dvě fáze, a to mobilní plynou a stacionární pevnou nebo kapalnou. Mobilní fází je nosný plyn, nejčastěji dusík, argon, helium nebo vodík. Stacionární fáze je součástí kolon, náplňových nebo kapilárních. Využívá se především v potravinářském průmyslu, lze ji použít pro kapalné, plynné i pevné vzorky (BRIMER,2011). Při stanovení se vzorek dávkuje do proudu plynu, který jej unáší dále kolonou. V koloně se složky separují na základě různé schopnosti poutání na stacionární fázi. Složky při opouštění kolony jsou detekovány detektorem, který vysílá signál, ten se pak vyhodnocuje a za pomocí časového průběhu intenzity vysílaného signálu se určuje kvantitativní zastoupení složek. Separovat se mohou pouze takové látky, které mají dostatečný tlak syté páry, jsou tepelně stálé a relativní, molekulovou hmotnost mají nižší než 1000 (KLOUDA, 2003). Vyhodnocením je tzv. chromatogram neboli chromatografický záznam. Základním výsledkem separace je eluční křivka (pík), vyjadřující závislost odezvy detektoru na čase nebo objemu protečené mobilní fáze. Každá analyzovaná látka je charakterizována v daném chromatografickém systému veličinami jako je eluční (retenční) čas tR a eluční (retenční) objem VR. Eluční čas je doba od nástřiku vzorku na kolonu po maximum eluční křivky. Eluční objem je chápán jako celkový objem mobilní fáze, protečený od nástřiku na kolonu až po maximum eluční křivky (JANČÁŘ, JANČÁŘOVÁ, 2003). 3.4.6 Významné nežádoucí děje zhoršující jakost rostlinných olejů Významným nežádoucím pochodem je žluknutí. Jedná se o soubor reakcí, které zhoršují senzorické a nutriční vlastnosti. Mezi nejběžnější děje zhoršující jakost rostlinných olejů patří hydrolytické, oxidační, ketonové žluknutí a chuťová reverze. Hydrolytické žluknutí – může se jednat o změny zcela chemické (např. při dlouhodobém vaření) či změny, které jsou katalyzovány enzymy (hlavně lipasy a fosfolipasy). Enzymová hydrolýza probíhá při skladovacích teplotách, pokud je přítomna voda 37
(DAVÍDEK, 1983). Při hydrolýze tuků se uvolňují mastné kyseliny, jelikož jsou smyslově nepostřehnutelné, tak se nejedná o látky, které by samotné žluknutí vyvolávaly. Existuje však výjimka a tou jsou tuky obsahující vázané mastné kyseliny s kratším uhlíkovým řetězcem, obsahujícím čtyři až deset uhlíků, jako např. kokosový a palmojádrový tuk. Nativní enzym nebo enzymy plísní, které mohou být přítomny, se pak uvolňují a dávají výrobku typickou mýdlovou pachuť (VELÍŠEK, 2009). Oxidační žluknutí – jedná se o pochod, při kterém dochází k oxidaci dvojných vazeb polynenasycených mastných kyselin, jde o komplexní děj (především kyseliny linolové a linolenové). Typická nežádoucí pachuť je způsobena vznikem rozkladných produktů hydroperoxidů (KALAČ, 1999; VELÍŠEK, 2009). Ketonové žluknutí – setkáme se s ním hlavně u mléčných tuků, ale může nastat i u kokosového tuku, bývá nazývané také jako parfémové žluknutí (VELÍŠEK, 2009). Příčinou jsou mikroorganismy, svou činností rozkládají nižší mastné kyseliny (DAVÍDEK, 1983). Chuťová reverze – je typická zejména pro sójový olej, může nastat i u olejů s vyšším obsahem kyseliny linolenové (např. řepkový olej). Projevuje se zápachem po trávě a fazolích. Je způsobena rozkladem hydroperoxidů. Této vady je možné se zbavit rafinací, ale ne natrvalo. Po určité době i po rafinaci se chuťová vada opět projeví (STRATIL, 2002; VELÍŠEK, 2009). Míru žluknutí lze ovlivnit skladováním a zpracováním. Pro zabránění žluknutí je nutno dodržovat určité zásady: •
zabránit styku oleje se vzdušným kyslíkem,
•
snížit teplotu skladování (snížení o 10 °C zpomalí až dvojnásobně míru žluknutí),
•
vystavovat oleje vysokým teplotám co nejkratší dobu,
•
zabránit působení ultrafialového záření (vhodné skladovat v tmavých lahvích),
•
zabránit kontaminaci stopovými těžkými kovy (především měď a železo), což jsou
všeobecně známé oxidační látky, •
případně přidávat antioxidanty.
(KALAČ, 1999) Dalším nežádoucím dějem je oxidace tuků. K rychlým oxidačním procesům dochází při smažení (při vzniku polárních látek nad 25 % je vhodné tuk vyměnit). Bylo prokázáno, že nadměrným příjmem oxidovaných tuků dochází ke vzniku aterosklerotických usazenin. Pokud oxidované tuky reagují s jinými látkami (např. s proteiny, nukleovými kyselinami), tak může dojít ke vzniku rakovinotvorných látek (CAMPBELL-PLATT, 2009; VELÍŠEK, 2009).
38
3.5 Získávání tuků z rostlin a následné technologické zpracování
Obr. 14 Schéma technologického procesu výroby rostlinných olejů (KADLEC, 2009) 3.5.1 Nákup a skladování olejnin Velmi významným faktorem u semen zpracovávaných v tukovém průmyslu je olejnatost. Obsah oleje v semenech olejnin se pohybuje převážně mezi 18 – 60 % v sušině. Olejnatost semen je ovlivňována druhem a odrůdou, ale také předplodinou, půdními a klimatickými podmínky, výživou (při nadměrném hnojení dusíkem dochází ke zvýšené tvorbě bílkovin a ke snížení obsahu oleje) a agrotechnikou. Je důležité vybírat vyzrálá semena (v plné zralosti je optimální složení tuku, je nejstabilnější, obsahuje více tokoferolů, optimální enzymatická aktivita), druhově jednotná, nepoškozená, bez škůdců a cizích pachů (PELIKÁN, 2001). Při příjmu semen je nutné sledovat vlhkost, pak se rozhoduje, zda jdou semena přímo k uskladnění nebo ke zpracování sušením. Před samotným skladováním je také důležité upravit obsah nečistot na požadované hodnoty (BARANYK a kol., 2010). Vlhkost je potřeba upravovat tak, aby nedocházelo ke kontaminaci plísněmi (např. druh Aspergillus, Penicillium, Fusarium), které produkují mykotoxiny, což jsou nežádoucí kontaminanty (SCHMIDT A RODRICK, 2003). K čištění lze využít síta. Jelikož zpracovatelé požadují odležená semena, tak je důležitým krokem při technologickém zpracování uskladnění. Ke skladování olejnin jsou vyhovující sila, je důležité dostatečné vysušení semen, pravidelná kontrola a větrání. Na zřetel se musí brát také nebezpečí samovznícení (nutnost hlídat teplotu, varovná teplota je 30 – 32 °C), (DOBEŠ, 1988). 39
3.5.2 Příprava suroviny ke zpracování Semena olejnin se ze sil přepravují k následnému zpracování. Používá se doprava za pomocí pásových, řetězových, pneumatických dopravníků a šneků. Následně se semena čistí. K odstranění organických i anorganických nečistot slouží síta či aspirátory. U semen obsahující hrubé obaly je nutné odslupkování pomocí loupacího zařízení (např. u slunečnice, kde dochází ke snížení vosků v oleji). Po vyčištění a oloupání následuje vážení, nejčastěji na automatických váhách. (PELIKÁN, 2001). Pro dokonalé získání oleje se semena drtí a melou, za pomocí drtičů kladívkových, válcových či mlecích stolic (válce se otáčejí nestejnou rychlostí proti sobě, dochází k rozrušení semen pomocí tlakových, tahových a střižných sil). Dalším krokem je tzv. klimatizace, jiným názvem též kondiciování. Upravuje se teplota a vlhkost rozmělněné drtě, podle druhu suroviny dochází na záhřev 80 – 110 °C za použití nasycené vodní páry o tlaku 0,3 – 1,2 MPa v ohřívacích pánvích nebo válcích (zařízení mívá několik pater, v horních patrech dochází ke zvyšování vlhkosti přímou parou, ve spodních pak probíhá za stálého míchání sušení), (KUČEROVÁ a kol., 2010). V podstatě se jedná o kruhové několikastupňové ohřívače (mají 5 – 7 pater). Surovina v těchto ohřívačích setrvává po dobu 90 – 100 minut a výchozí surovina (jde pak na lisování) má vlhkost v rozmezí od 6 do 9 % (ZAJÍC, 1988). Prohřevem dochází k narušení buněk (těch, u kterých nedošlo k narušení během drcení a mletí), snižuje se viskozita oleje (usnadnění lisování), koagulují bílkoviny a slizy, inaktivují se lipolytické enzymy a enzymy mikroorganismů, v neposlední řadě dojde ke snížení obsahu vody (WARD a kol., 1985). 3.5.3 Metody získávání olejů z rostlin Metody získávání olejů z rostlin jsou založeny na třech postupech – lisování, extrakce a kombinace obou metod. Výchozím produktem je surový olej, který se pro potravinářské využití ještě upravuje dalšími procesy kvůli zvýšení jakosti a kvality. Lisováním se rozumí získávání oleje z olejnatého materiálu za použití tlaku (využití u surovin s obsahem tuku nad 30 %). Tento proces se provádí za pomocí šnekového lisu, jehož základem je ocelové síto, které je složeno ze dvou částí – ceďák a šnekovice. Na ceďáku jsou lamely, vytvářející kanálky, jimiž odtéká vylisovaný olej do sběrného žlabu. Šnekovice je umístěna na otáčivé hřídeli a konstruována tak, aby docházelo ke zmenšování volného prostoru a tím ke zvyšování tlaku. Při lisování se rozlišuje několik základních kroků dle velikosti tlaku. Rozeznáváme tzv. předlisy (snižování oleje ve výliscích neboli pokrutinách na 17 – 19 %) za použití tlaku 5 až 16 MPa a dolisy (obsah oleje v pokrutinách klesá na 8 – 9 %) 40
za použití tlaku ve výši 39 MPa. Existuje lisování i tzv. jednostupňové, kdy je použit tlak nad 100 MPa a obsah oleje v pokrutinách se sníží na 3,5 – 5 % (PELIKÁN, 2001). Výlisky jsou odpadem při lisování a využívají se jako krmivo. Olej, který vytéká z lisů, obsahuje 1 – 10 % pevných látek, které jsou pak odstraněny přefiltrováním (KADLEC, 2009). Extrakce spadá pod separační metody, cílem je získat maximální výtěžek oleje za použití vhodného rozpouštědla, dosáhne se také toho, že ve šrotech pak zůstane pod 1 % oleje. Jedná se o složitější metodu než lisování. Jako organické rozpouštědlo se nejčastěji volí n-hexan, méně i n-pentan, n-heptan, cyklohexan a další. Žádné rozpouštědlo nesplňuje všechny požadavky jako např. vysoká rozpustnost oleje za nízkých teplot, nízká toxicita, hořlavost a výbušnost, vysoká selektivita, chemická stálost, konstantní bod varu, nízká cena, nerozpustné ve vodě, nízké výparné teplo, ekologičnost (KADLEC, 2009). Extrakce se provádí v extrakčních zařízeních – extraktory. Dnes se používají kontinuální extraktory, které se dělí na ponorné (pracují s úplným ponořením materiálu do rozpouštědla) a skrápěcí (rozpouštědlo protéká nepohybujícím se materiálem). Princip spočívá v rozmělnění semen tak, aby došlo k co největšímu porušení buněk, tím vznikne maximální extrakční plocha (WARD a kol., 1985). Dojde k postupnému rozpuštění oleje do rozpouštědla a vzniká tzv. miscela, z které se nakonec oddestiluje rozpouštědlo a zůstane jen surový olej. Rozpouštědlo se dá odstranit odpařováním v kontinuálních odparkách (surový olej musí obsahovat nejvýše 0,1 % nečistot, 0,3 % vody a určitý podíl fosfolipidů). Vzniklý vyextrahovaný materiál neboli šroty obsahují vysoký podíl bílkovin, a proto se využívá především v krmivářství (celý proces se řídí tak, aby obsah oleje ve šrotech byl kolem 1,5 %), (PELIKÁN, 2001). Při kombinaci extrakce a lisování se nejdříve provede předlisování a pak následuje extrakce zbylých pokrutin, které se předtím rozemelou na jemno. Při předlisování dojde ke snížení oleje v pokrutinách na 17 – 20 %, který se získává extrakcí a tím dojde ke snížení obsahu oleje na 1,5 – 2 %. Zbytkový olej je možno získat ještě dalším lisováním na tzv. dolisech. Kombinací metod je zajištěna maximalizace výtěžnosti oleje (DOBEŠ, 1988). 3.5.4 Rafinace rostlinných olejů Rafinace je důležitý technologický krok, který má za cíl zušlechtit surový olej, přičemž dochází k odstranění nechtěných látek mající vliv na zhoršení údržnosti, organoleptických vlastností a vhodnosti k lidské spotřebě. Po rafinaci se oleje mohou ještě speciálně upravovat pro potravinářské účely pomocí frakcionace (zlepšuje použitelnost rostlinných olejů pro přípravu majonéz a salátů, provádí se především u slunečnicového, palmového a sójového oleje), aromatizace (např. citronovou silicí) či vitaminizace (obohacování vitamíny 41
rozpustných v tucích), (KAVINA, 1996). Oleje lisované za studena neprochází rafinací, jejich čištění je povoleno pouze vodou nebo mechanickým čištěním. Je to proces, při kterém dochází k odstranění hrubých nečistot (drť, kal), bílkovin, vody (obsah v surovém oleji je 0,2 – 1 %), slizovitých látek, volných mastných kyselin, barviv, fosfolipidů, vitamínů, sterolů atd. K odstranění některých látek postačí filtrace přes kalolisy nebo také odstřeďování na odstředivkách. Výsledkem rafinace je získání zdravotně nezávadné suroviny, příjemné chuti a vůně, vyhovující barvou a trvanlivostí (PELIKÁN, 2001; WWW.MADEHOW.COM). Mezi základní technologické operace spadající pod rafinaci patří: hydratace (odslizování), odkyselování (neutralizace, degumming, deslimming), bělení a deodorace (PELIKÁN, 2001). Hydratace – působením vody v obsahu 2 – 3 %, roztoků elektrolytů nebo kyselin (fosforečné, citronové) dochází ke koagulaci fosfolipidů, bílkovin, slizovitých a dalších látek. Při tomto procesu dochází k ohřívání směsi (olej + voda nebo olej + kyselina fosforečná či citronová) na teplotu 60 – 80 °C. Odpadem jsou hydratační kaly, které se následně oddělí odstředěním, z nich se pak vyrábí potravinářský (ze sójových olejů) nebo technický (z ostatních olejů) lecitin (PELIKÁN, 2001). Existují i moderní metody tzv. hluboké odslizení, kdy dochází ke snížení koncentrace fosfolipidů na 5 – 15 ppm P (KADLEC, 2009). Odkyselování – dochází k neutralizaci volných mastných kyselin za pomocí NaOH o koncentraci 2 – 20 %. Dle obsahu volných mastných kyselin se používá různá koncentrace NaOH v kombinaci s různě vysokou teplotou (při nízké kyselosti se volí vyšší teplota a nižší koncentrace louhu). Vznikají mýdlové vločky nazývané soapstock, což je mýdlový kal. Pro odstranění zbytku mýdlového podílu dochází k promývání vodou a za sníženého tlaku vysušení. Odstranění volných mastných kyselin se může provádět i fyzikálními postupy, a to destilací s vodní parou (PELIKÁN, 2001). Nejčastěji se používají kontinuální způsoby, které zkracují působení alkálií místo 3 – 4 hodin na 30 sekund, kdy je typické uspořádání linky na hydratační, neutralizační a sušící část (ZAJÍC, 1988). Bělení – odstraní se barviva (karotenoidní a feofytinová) za pomocí bělících hlinek (založena na chemoresorpci, jedná se o upravené Ca-bentonity) nebo aktivního uhlí (vysoká adsorpční schopnost). Výsledkem je dosažení světlejší barvy oleje. Celý proces probíhá za sníženého tlaku 40 – 90 hPa z důvodu omezení oxidace lipidů, při teplotě 60 – 80 °C po dobu 30 minut. Adsorpční činidla se následně odstraní filtrací nebo odstředěním (PELIKÁN, 2001). Existují metody i tzv. fyzikální rafinace, při těchto pochodech je nutné snížit koncentraci fosfolipidů pod hranici 3 – 5 ppm P. Proto se používá např. dvoustupňové vsádkové bělení s prvním „mokrým“ stupněm. Nevýhodou je vyšší spotřeba bělící hlinky (KADLEC, 2009). 42
Deodorace – poslední krok rafinace. Jedná se o proces, kdy dochází k odstranění nežádoucích pachových a čichových složek. Negativem tohoto procesu je možnost ztráty sterolů a tokoferolů, tím se sníží nutriční hodnota a oxidační stabilita. Používá se destilace vodní parou, jelikož však je nízká tenze těkavých látek, tak se používá předehřátá vodní pára ve vakuu za zvýšené teploty 180 – 240 °C, o tlaku 5 – 10 hPa po dobu 4 – 6 hodin. Při použití kontinuálních systémů se vstřikem páry do každého patra doba zkrátí na 1,5 – 2 hodiny. Po deodoraci je olej již plně rafinovaný a může se plnit do lahví (PELIKÁN, 2001). Pro zjištění efektu rafinace lze využít několik výpočtů. Jedním z nejpoužívanějších je tzv. rafinační účinnost (v procentech), což je podíl množství získaného neutrálního oleje a jeho obsahu v surovém oleji (PELIKÁN, 2001). 3.5.5 Zbytky a odpady při zpracování olejů Jako vedlejší produkty při výrobě rostlinných olejů jsou tzv. výlisky, extrahované šroty, olejnatá drť a kaly, slupky (PELIKÁN, 2001). Výlisky vznikají při lisování, využívají se jako krmivo (obsahují vysoké množství živin, především bílkovin). Měly by být bez cizích pachů a hořkosti, na závadu je plesnivění a žluknutí. Extrahované šroty vznikají při extrakci semen nebo předlisované suroviny. Obsahují průměrně 1 % oleje, nesmí obsahovat žádný zbytek rozpouštědla, musí být zdravotně nezávadné. Největší využití má sójový šrot, který se používá na výrobu sójové mouky, bílkovinných koncentrátů (přídavná látka do chleba a pečiva) a bílkovinných izolátů (přidávají se do masných a mlékárenských výrobků). Drť a kaly se využívají především k výrobě podřadných mýdel. Slupky jsou odpad při loupání semen, mají vysokou energetickou hodnotu a dají se využít jako topivo (PELIKÁN, 2001). 3.5.6 Balení a uvádění do oběhu Nejtypičtějším spotřebitelským obalem jsou plastové či skleněné láhve. Pro balení lze využít i plechovky, dále kanystry. Jako přepravní obaly se používají sudy a cisterny. Skupinovým obalem je chápáno balení po 15 kg, lze využít smrštitelnou fólii v kombinaci s pevným dnem či lepenkovou krabici (MALÉŘ A KROUPA, 1992). Při prodeji jedlého oleje je nutno na obale uvádět název druhu, skupinu nebo podskupinu. U jednodruhového oleje je nutno navíc uvést název rostliny, z nichž byl vyroben. Jedlé rostlinné oleje musí být nejen skladovány, ale i během manipulace chráněny před přímým slunečním zářením, teplota by neměla přesáhnout u rostlinných a emulgovaných tuků 20 °C (PEŠEK, 2000).
43
4
MATERIÁL A METODIKA Veškeré pokusy byly prováděny ve školní laboratoři v budově N na Ústavu technologie
potravin Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně, kde bylo dostačující vybavení. Celý proces výzkumu trval přibližně od ledna 2011 do dubna 2012.
4.1 Příprava vzorku – surového řepkového oleje •
Použitý materiál: semena řepky olejné odrůdy Pronto (patří mezi tzv. hybridní odrůdy, u kterých dochází vlivem heterózního efektu k ovlivnění výnosu až o 20 %, kvalitou odpovídá odrůdám typu „00“).
•
Použité pomůcky: šnekový lis Farmet Uno, lednice pro skladování. Surový řepkový olej byl získán lisováním za pomocí šnekového lisu Farmet Uno
(výkonnost 9 – 12 kg semen za hodinu), který slouží pro lisování běžných olejnatých semen. Jednalo se o lisování za studena, byly použity dva druhy hlavic – vznikly výlisky menší a větší velikosti. Surový olej byl skladován v lednici.
4.2 Stanovení vlhkosti řepkového semene a řepkových výlisků •
Použitý materiál: semena řepky olejné odrůdy Pronto, výlisky větší a menší velikosti (zůstaly po vylisování oleje).
•
Použité pomůcky: sušárna, hliníkové váženky s víčky, váhy, třecí miska. Stanovení vlhkosti bylo provedeno vážkově sušením za předem definovaných
podmínek. Nejdříve si zapneme sušárnu, aby se vyhřála na teplotu 120 °C. Semena řepky rozmělníme v třecí misce. Vzápětí odvážíme 5 g s přesností na tři desetinná místa do předem zvážené prázdné váženky. To stejné provedeme s výlisky většími a s výlisky menšími, už je však nemusíme rozmělňovat v třecí misce. Od každého vzorku provádíme dvě měření. Vložíme do sušárny (nutno nechat váženky otevřené) a sušíme při teplotě 120 °C po dobu 120 minut.
4.3 Stanovení celkového tuku v řepkovém semeni a ve výliscích •
Použitý materiál: semena řepky olejné odrůdy Pronto, výlisky větší a menší velikosti (zůstaly po vylisování oleje).
•
Použité chemikálie: petrolether.
•
Použité pomůcky: Soxhletova extrakční aparatura, extrakční patrony, vakuová odparka, váhy, běžné laboratorní sklo a pomůcky, lednice pro skladování.
44
Pro stanovení obsahu tuku byla zvolena metoda za pomocí extrakční aparatury Soxhlet. Použili jsme rozpouštědlo petrolether. Po vyextrahování tuku ze vzorku se odpaří zbývající rozpouštědlo, vysuší a následně zváží jen zbylý čistý tuk, který zůstane v baňce. Postup spočívá v rozdrcení vzorku řepkových semen (výlisky již není potřeba drtit). Provádíme vždy dvě měření od každého druhu. Nejdříve je nutné vzorek zvážit, pak se vpraví do extrakční patrony (tuby), jejíž vrchní část se přeloží a tím dojde k uzavření. Poté je naplněná patrona vložena do střední části extrakční aparatury. Konec extraktoru se nasadí na čistou odmaštěnou baňku se zábrusem (předem ji zvážíme), nalijeme extrakční rozpouštědlo petrolether a extrahujeme na vodní lázni 4 hodiny. Udržujeme teplotu vodní lázně kolem 65 °C, což je nastaveno dle bodu varu petroletheru. Po uplynutí stanovené doby patronu vyjmeme a odlijeme zbytek rozpouštědla. V baňkách nám zůstane směs tuku se zbytkem rozpouštědla, které je potřeba odstranit, čehož dosáhneme použitím vakuové rotační odparky HB4 basic. Obsah baňky, kde nám zůstal čistý tuk, po vysušení zvážíme. Pro výpočet procenta tuku ve vzorku se použije následující vzorec: % tuku =
௧௦௧ ௧௨௨ ௧௦௧ ௩áž௬
. 100
Při této metodě lze využít i jiné rozpouštědlo jako je např. n-hexan. Jiným typem extrakční aparatury může být extraktor typu Twisselmann (DUDÁŠ A PELIKÁN, 1987).
4.4 Rafinace surového řepkového oleje •
Použitý materiál: vylisovaný řepkový olej.
•
Použité chemikálie: kyselina citronová (C6H8O7)8, hydroxid sodný (NaOH), chlorid
vápenatý (CaCl), chlorid sodný (NaCl), bělící hlinka Tonsil standard 310 FF (SŰD CHEMIE). •
Použité pomůcky: běžné laboratorní sklo a laboratorní materiál, dělící nálevka, topné
hnízdo, destilační aparatura, automatické míchadlo (typ R 1373), laboratorní váhy (SBA 31, SCALTEC), lednice pro skladování vzorků. Jednotlivé metody rafinace byly navrhovány na základě technologických operací, které jsou popsány v publikacích: Základy potravinárskych technológií (DRDÁK, 1996); Co byste měli vědět o výrobě potravin? (KADLEC a kol., 2009), dále dle publikace Food Lipids (AKOH A MIN, 2002).
8
Kyselina citronová je přírodní konzervační látka, běžně se vyskytuje v ovoci a zelenině, průmyslově se vyrábí pomocí kultury Aspergillus niger, jedná se o látku označovanou jako E 330. 45
Bylo provedeno 11 lišících se technologických postupů rafinace v laboratorních podmínkách (všechny vzorky rafinovaného řepkového oleje se uchovávaly pro další analýzu v lednici). Metody jsme zvolili tak, aby byly jednoduché a využívaly jen minimálního množství chemikálií. Jednotlivé technologické kroky jsou popsány v následujícím přehledu: Technologický postup rafinace prvního vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 75 ml 2% roztoku kyseliny citronové. Tuto směs zahříváme v kádince (400 ml) na 60 °C za neustálého míchání po dobu 120 minut. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky, kde po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) odstraníme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (přibližně 130 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 60 °C po dobu 120 minut za stálého míchání automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku na 40 – 50 °C přidáme 5% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs ponecháme zahřívat dále. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. Získaný olej byl brán jako výsledný rafinovaný olej z tohoto technologického postupu. Technologický postup rafinace druhého vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 75 ml 2% roztoku chloridu vápenatého. Tuto směs zahříváme v kádince (400 ml) na 80 °C za stálého míchání po dobu 120 minut. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky, kde po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) odstraníme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (přibližně 140 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 60 °C po dobu 120 minut za stálého míchání automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku na 40 – 50 °C přidáme 5% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs ponecháme zahřívat dále. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. Olej z filtrace naředíme 1:1 s vodou, přidáme skleněné kuličky a zapojíme destilační aparaturu. Proces destilace vodní parou běžel po dobu 120 minut. Následně vzorek mírně ochladíme a nalijeme do děličky. Necháme ustát do následujícího dne. Pak odstraníme spodní vodní fázi a tuková fáze nám zůstane jako výsledný rafinovaný olej. Technologický postup rafinace třetího vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 75 ml vody. Tuto směs zahříváme v kádince na 80 °C a zároveň mícháme po dobu 120 minut. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky, kam přidáme 30 ml 10% roztoku NaCl. Po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění 46
spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) odstraníme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (přibližně 140 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 60 °C po dobu 120 minut za stálého míchání automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku na 40 – 50 °C přidáme 5% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs nadále zahříváme. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. Získaný olej byl brán jako výsledný rafinovaný olej z tohoto technologického postupu. Technologický postup rafinace čtvrtého vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme s 50 ml vody. Tuto směs zahříváme v kádince na 60 °C a zároveň mícháme po dobu 120 minut. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky. Po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) odstraníme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (přibližně 145 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na 60 °C po dobu 60 minut s přídavkem 1% roztoku NaCl. Je nutné stálé míchání automatickým míchadlem. Po uplynutí 60 minut směs nalijeme do děličky a necháme opět oddělit tukovou a vodní vrstvu. Tukovou vrstvu použijeme znovu, zahříváme na 50 °C, pak přidáme 1% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs nadále zahříváme až na maximálně 60 °C po dobu 120 minut, opět je potřebné neustálé míchání automatickým míchadlem. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. Získaný olej byl brán jako výsledný rafinovaný olej z tohoto technologického postupu. Technologický postup rafinace pátého vzorku – 200 ml surového řepkového oleje smícháme se 75 ml 1% roztoku NaCl. Tuto směs zahříváme v kádince na 90 °C a zároveň mícháme po dobu 120 minut automatickým míchadlem. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky. Po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) odstraníme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (přibližně 190 ml) použijeme znovu, zahříváme ji na 50 °C, pak přidáme 3% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs zahříváme dále na maximálně 70°C po dobu 120 minut. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. Získaný olej byl brán jako výsledný rafinovaný olej z tohoto technologického postupu.
47
Technologický postup rafinace šestého vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 75 ml 2% roztoku chloridu sodného. Tuto směs zahříváme na teplotu 80 – 90 °C po dobu 120 minut za neustálého míchání automatických míchadlem. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky, kde po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) odstraníme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (140 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 60 °C po dobu 120 minut za stálého míchání automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku na 40 – 50 °C přidáme 3% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs zahříváme dále. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. Jelikož odstranění barviv nebylo dostačující, tak ke vzorku opět přidáme 3% Tonsil a směs zahříváme na teplotu 60 °C po dobu 90 minut za neustálého míchání. Po uplynutí doby následuje vakuová filtrace za podtlaku přes filtrační papír. V následujícím kroku provedeme destilaci vodní parou pro odstranění nežádoucích pachových látek. Olej z filtrace naředíme 1:1 s vodou, přidáme skleněné kuličky a zapojíme destilační aparaturu. Proces destilace vodní parou ponecháme běžet po dobu 60 minut. Následně vzorek mírně ochladíme a nalijeme do děličky, poté necháme ustát do následujícího dne. Pak odstraníme spodní vodní fázi a tuková fáze nám zůstane jako výsledný rafinovaný olej tohoto technologického procesu. Technologický postup rafinace sedmého vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 150 ml 2% roztoku chloridu sodného, přidáme skleněné kuličky a zapojíme destilační aparaturu. Proces destilace vodní parou ponecháme běžet po dobu 120 minut. Následně vzorek mírně ochladíme a nalijeme do děličky, necháme ustát do následujícího dne, vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Pak odstraníme spodní vodní fázi a tuková fáze nám zůstane (přibližně 140 ml). Zbylou tukovou vrstvu smícháme s 2% roztokem NaCl (v poměru 2:1). Tuto směs zahříváme na teplotu 80 – 90 °C po dobu 120 minut za neustálého míchání automatických míchadlem. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky, kde po odstátí vznikne opět spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) odstraníme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (přibližně 130 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 60 °C po dobu 120 minut za stálého míchání automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku cca na 40 °C přidáme 5% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs nadále zahříváme. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku 48
přes filtrační papír. Finální rafinovaný olej byl brán jako výsledek tohoto technologického procesu. Technologický postup rafinace osmého vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 150 ml vody, přidáme skleněné kuličky a zapojíme destilační aparaturu. Proces destilace vodní parou ponecháme běžet po dobu 120 minut. Následně vzorek mírně ochladíme a nalijeme do děličky, necháme ustát do následujícího dne. Vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Pak odstraníme spodní vodní fázi a zůstane nám tuková fáze (přibližně 140 ml), kterou dáme opět do kádinky, přidáme 3% roztok NaCl (v poměru 2:1). Vše zahříváme na teplotu 80 – 90 °C po dobu 120 minut za stálého míchání automatických míchadlem. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky, kde po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) oddělíme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (cca 130 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 60 °C po dobu 120 minut za stálého míchání automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku asi na 40 °C přidáme 5% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs dále zahříváme. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. Výsledný produkt byl brán jako rafinovaný řepkový olej tohoto technologického procesu. Technologický postup rafinace devátého vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 150 ml 2% roztoku chloridu sodného. Tuto směs zahříváme na teplotu 80 °C po dobu 120 minut za neustálého míchání automatických míchadlem. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky, kde po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) oddělíme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (140 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 60 °C po dobu 120 minut, neustálé mícháme automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku na cca 40 °C přidáme 7% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs nadále zahříváme. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. V následujícím kroku provedeme destilaci vodní parou pro odstranění nežádoucích pachových látek. Olej z filtrace (cca 130 ml) naředíme v poměru 1:1 s vodou, přidáme skleněné kuličky a zapojíme destilační aparaturu. Proces destilace vodní parou ponecháme běžet po dobu 120 minut. Následně vzorek mírně ochladíme a nalijeme do děličky, necháme ustát do následujícího dne. Pak odstraníme spodní vodní fázi a tuková fáze nám zůstane jako výsledný rafinovaný řepkový olej tohoto technologického procesu. 49
Technologický postup rafinace desátého vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 150 ml 3% roztoku chloridu sodného, přidáme skleněné kuličky a zapojíme destilační aparaturu. Proces destilace vodní parou ponecháme běžet po dobu 120 minut. Následně vzorek mírně ochladíme a nalijeme do děličky, necháme ustát do následujícího dne, kde po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) oddělíme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (140 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 60 °C po dobu 120 minut za stálého míchání automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku na cca 40 °C přidáme 5% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs zahříváme dále. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. V následujícím kroku provedeme znovu destilaci vodní parou pro odstranění nežádoucích pachových látek. Olej z filtrace (asi 130 ml) naředíme v poměru 1:1 s vodou, přidáme skleněné kuličky a zapojíme destilační aparaturu. Proces destilace vodní parou ponecháme běžet po dobu 120 minut. Následně vzorek mírně ochladíme a nalijeme do děličky, necháme ustát do následujícího dne. Pak odstraníme spodní vodní fázi a tuková fáze nám zůstane jako výsledný rafinovaný řepkový olej tohoto technologického procesu. Technologický postup rafinace jedenáctého vzorku – 150 ml surového řepkového oleje smícháme se 75 ml 3% roztoku chloridu sodného. Tuto směs zahříváme na teplotu 80 °C po dobu 120 minut za neustálého míchání automatických míchadlem. Po uplynutí doby vzorek přelijeme do děličky, kde po odstátí vznikne spodní vodní vrstva a vrchní tuková vrstva. Po odstranění spodní vodné vrstvy dojde zároveň k podstatnému snížení gum, slizů a fosfolipidů. Při tvorbě pěny (lecitinu) oddělíme i tuto část. Zbylou tukovou vrstvu (140 ml) dáme opět do kádinky k zahřívání na maximálně 50 °C po dobu 120 minut, neustále mícháme automatickým míchadlem. Po zahřátí vzorku na cca 40 °C přidáme 5% Tonsil (bělící hlinka) a celou směs nadále zahříváme. Tímto procesem dojde k odstranění nežádoucích barviv. Po usazení Tonsilu (přibližně 30 minut) je olej ještě za tepla zfiltrován za pomocí podtlaku přes filtrační papír. V následujícím kroku provedeme destilaci vodní parou pro odstranění nežádoucích pachových látek. Olej z filtrace (přibližně 130 ml) naředíme v poměru 1:1 s vodou, přidáme skleněné kuličky a zapojíme destilační aparaturu. Proces destilace vodní parou ponecháme běžet po dobu 120 minut. Následně vzorek mírně ochladíme a nalijeme do děličky, necháme ustát do následujícího dne. Pak odstraníme spodní vodní fázi a tuková fáze nám zůstane jako výsledný rafinovaný řepkový olej tohoto technologického procesu.
50
4.5 Senzorické hodnocení vzorků •
Použitý materiál: pět vzorků rafinovaného řepkového oleje, vyrobených v laboratorních podmínkách.
•
Použité pomůcky: běžné laboratorní sklo a materiál. Senzorická analýza se prováděla v laboratorních podmínkách, vyrobené vzorky
rafinovaného řepkového oleje byly předkládány v menších plastových kelímcích, které však byly průhledné, aby se dala dobře zhodnotit především barva a celkový vzhled. Mezi posuzované senzorické znaky patřil celkový vzhled, barva, vůně, chuť a intenzita dílčích chutí. Jako neutralizátor měli hodnotitelé k dispozici destilát. Hodnotilo celkem šest posuzovatelů, kteří vše zapisovali do předem vyhotovených protokolů, který pro ukázku přikládám v příloze I.
4.6 Stanovení tukových charakteristik U pěti vzorků (rafinovaného řepkového oleje) vyrobených v laboratorních podmínkách vyhovujících svou kvalitou na první pohled se vyhodnocovaly základní tukové charakteristiky pro posouzení jakosti. Provádělo se stanovení čísla kyselosti, zmýdelnění, esterového, jodového a peroxidového. Metody tukových čísel byly navrhovány na základě dostupné literatury cizojazyčné i české. Základní publikací pro stanovení technologických kroků metody byla: Food Analysis (NIELSEN, 1998), další informace byly čerpány z brožury Organická chemie – cvičení (ABSOLÍNOVÁ, 2006). 4.6.1 Číslo kyselosti •
Použitý
materiál:
pět
vzorků
(rafinovaného
řepkového
oleje)
vyrobených
v laboratorních podmínkách. •
Použité chemikálie: 96% líh, 1% roztok fenolftaleinu (FF), odměrný roztok hydroxidu
draselného (KOH, c = 0,05 mol.l–1) v lihu. •
Použité pomůcky: běžné laboratorní sklo a laboratorní materiál, byreta. Stanovení čísla kyselosti provedeme 3×. Nejdříve navážíme do menších kádinek vzorek
tuku o hmotnosti cca 5 g, navážky kvantitativně převedeme za pomocí 10,0 ml lihu do titračních baněk. Vše krouživým pohybem dostatečně promícháme, přidáme pár kapek fenolftaleinu a titrujeme odměrným roztokem hydroxidu draselného do růžového zbarvení, které je stálé po dobu 30 sekund. Výpočet: k=
× × ହ,ଵଵ
51
k….. číslo kyselosti [mg KOH/g tuku] c ….. koncentrace odměrného roztoku KOH [mol/l] V….. spotřeba odměrného roztoku KOH 0,1 mol/l při titraci vzorku [ml] n….. navážka vzorku [g] 4.6.2 Číslo zmýdelnění •
Použitý
materiál:
pět
vzorků
(rafinovaného
řepkového
oleje)
vyrobených
v laboratorních podmínkách. •
Použité chemikálie: roztok hydroxidu draselného (KOH, c = 0,5 mol.l–1), odměrný
roztok kyseliny chlorovodíkové (HCl, c = 0,5 mol.l–1), 1% roztok fenolftaleinu (FF). •
Použité pomůcky: běžné laboratorní sklo a laboratorní materiál, byreta, topné hnízdo,
zpětný chladič. Stanovení čísla zmýdelnění provedeme 3×. Do zábrusové baňky navážíme 1,5 – 2 g tuku, k navážce odpipetujeme 25,0 ml roztoku hydroxidu draselného. Přidáme skleněné kuličky a 30 minut zmýdelňujeme pod zpětným chladičem. Vzorek přitom zahříváme topným hnízdem. Po zmýdelnění nám vznikne v baňce čirý roztok, který mírně ochladíme, přidáme pár kapek fenolftaleinu a titrujeme kyselinou chlorovodíkovou do odbarvení indikátoru (do vymizení červeného zabarvení). Současně provedeme i slepý pokus úplně stejným způsobem jen bez vzorku tuku. Výpočet: z=
ሺ ି ሻ × ଶ଼,ହ
z ….. číslo zmýdelnění [mg KOH/g tuku] b ….. spotřeba odměrného roztoku HCl 0,5 mol/l při slepém pokusu [ml] a ….. spotřeba odměrného roztoku HCl 0,5 mol/l při titraci vzorku [ml] n ….. navážka vzorku [g] 4.6.3 Esterové číslo Pro stanovení esterového čísla nebyly potřebné žádné chemikálie ani pomůcky, protože se pouze vypočítá. Výpočet: e=z–k e ….. esterové číslo [mg KOH/g tuku] z ….. číslo zmýdelnění [mg KOH/g tuku] k….. číslo kyselosti [mg KOH/g tuku] 52
4.6.4 Jodové číslo •
Použitý
materiál:
pět
vzorků
(rafinovaného
řepkového
oleje)
vyrobeného
v laboratorních podmínkách. •
Použité chemikálie: chloroform, odměrný roztok thiosíranu sodného (Na2S2O3, c = 0,1
mol.l–1), 10% roztok jodidu draselného (KI), škrobový maz, roztok jódu (12,7 g jódu se rozpustí ve 100 ml ledové kyseliny octové (CH3COOH), třepáním se vše dokonale rozpustí, roztok se doplní na 1000 ml ledovou kyselinou octovou + ultrazvuk). •
Použité pomůcky: běžné laboratorní sklo a laboratorní materiál, byreta. Stanovení jodového čísla provedeme 3×. Do menších kádinek navážíme vzorek tuku
(přibližně 2 g), navážky kvantitativně převedeme do titračních baněk za pomocí 20,0 ml chloroformu. Vzorek tuku je nutné důkladně rozpustit, čehož jednodušeji dosáhneme mírným záhřevem). Dále přidáme 3,0 ml roztoku jódu, poté obsah baněk promícháme krouživými pohyby po dobu přibližně dvou minut, pak necháme stát jednu hodinu v temnu při pokojové teplotě. Po odstátí titrujeme 0,1M roztokem thiosíranu sodného do světle žlutého zbarvení. Po dosažení požadovaného zabarvení se přidá 3 – 5 ml škrobového roztoku a titrujeme do bezbarvosti vodné vrstvy a do nažloutlé až nahnědlé barvy chloroformové vrstvy (nikoliv fialové nebo narůžovělé). Pokud je chloroformová vrstva nafialovělá, tak obsah baňky protřepeme a dotitrujeme 0,1M roztokem thiosíranu sodného. Obdobným způsobem provedeme i slepý pokus, jen bez navážky tuku. Výpočet: j=
ሺ ି ሻ × ସ × ଵଶ,ଽ
j ….. jodové číslo [g I2/100 g tuku] b ….. spotřeba odměrného roztoku Na2S2O3 0,1 mol/l při slepém pokusu [ml] a ….. spotřeba odměrného roztoku Na2S2O3 0,1 mol/l při titraci vzorku [ml] c ….. koncentrace odměrného roztoku Na2S2O3 [mol/l] n ….. navážka vzorku [g] 4.6.5 Peroxidové číslo •
Použitý
materiál:
pět
vzorků
(rafinovaného
řepkového)
oleje
vyrobeného
v laboratorních podmínkách. •
Použité chemikálie pro peroxidové číslo: aceton (CH3COCH3), čerstvě připravený 10%
roztok jodidu draselného (KI), škrobový maz, odměrný roztok thiosíranu sodného (Na2S2O3, c = 0,01 mol.l–1).
53
•
Použité pomůcky: běžné laboratorní sklo a laboratorní materiál, byreta. Stanovení peroxidového čísla provedeme 3×. Do menších kádinek navážíme vzorek
tuku přibližně o hmotnosti 5 g, navážky kvantitativně převedeme za pomocí 10 ml acetonu do titračních baněk, krouživými pohyby důkladně promícháme, přidáme 5,0 ml kyseliny octové a 5 ml 10% roztoku jodidu draselného, poté obsah baněk znovu důkladně promícháme, necháme stát asi 10 minut v temnu při pokojové teplotě. Po odstátí titrujeme odměrným roztokem 0,01M thiosíranu sodného do světle žlutého zbarvení, pak přidáme 3 – 5 ml škrobového mazu a znovu titrujeme stejným odměrným roztokem 0,01M thiosíranem sodným do odbarvení. Pokud je barva roztoku nafialovělá, tak protřepeme a dotitrujeme. Obdobným způsobem provedeme i slepý pokus, jen bez navážky tuku. Výpočet: p=
ଵ × × ሺ ି ሻ
p ….. peroxidové číslo [miliekvivalenty aktivního kyslíku] c ….. koncentrace odměrného roztoku Na2S2O3 [mol/l] a ….. spotřeba odměrného roztoku Na2S2O3 0,01 mol/l při titraci vzorku [ml] b ….. spotřeba odměrného roztoku Na2S2O3 0,01 mol/l při slepém pokusu [ml] n ….. navážka vzorku [g]
4.7 Chromatografické stanovení mastných kyselin •
Použitý
materiál:
pět
vzorků
(rafinovaného
řepkového
oleje)
vyrobených
v laboratorních podmínkách. •
Použité chemikálie: izooktan (C8H18), metanolát sodný (CH3ONa), 14% fluorid boritý
(BF3) v metanolu (CH3OH), nasycený roztok chloridu sodného (NaCl). •
Použité pomůcky: běžné laboratorní sklo a materiál, zkumavky, zpětný chladič, vodní
lázeň, mikropipeta, plynový chromatogram FISONS 8000 series s plamenově ionizačním detektorem (FID) a s kapilární kolonou o rozměrech (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm) typu Capital Analytical RH-1ms+. Před samotnou chromatografickou analýzou je nutné vzorek upravit – zderivatizovat, tím se převedou málo těkavé mastné kyseliny na těkavé estery (jsou používány methylstery FAME, k jejichž derivatizaci slouží bazická reesterifikace, při které nereagují volné kyseliny). Při tomto měření byla chromatografická analýza situovaná pouze na mastné kyseliny s počtem uhlíku C 16 a více. Postup derivatizace spočívá v navážení vzorku oleje v množství 0,05 g, které rozpustíme ve 3 ml izooktanu. Následně přidáme (pipetou) 3 ml metanolátu 54
sodného. Po přídavku dojde k vytvoření alkalického prostředí a tím i solí mastných kyselin, při kombinaci s alkoholem pak vznikají estery mastných kyselin. Takto připravenou směs dáme na vodní lázeň (60 °C), zahříváme pod zpětným chladičem po dobu 5 minut. Po této době přes zpětný chladič nepipetujeme 3 ml 14% roztoku fluoridu boritého v metanolu. Pak směs zahříváme ještě dalších 5 minut. Vznikne kyselé prostředí a zároveň se esterifikuje organická část. Až uplyne 5 minut, tak baňky z vodní lázně vyjmeme, ke směsi přidáme 2 ml isooktanu, důkladně protřepeme a poté necháme asi 1 minutu odstát. Následně pipetou přidáme 5 ml nasyceného roztoku chloridu sodného, 15 sekund protřepeme. Dojde k procesu – tzv. vysolování, při kterém proběhne vysrážení a vznikne sůl. Zbývající organickou část převedeme do zkumavky, kde máme předem naváženo 0,5 g bezvodého síranu sodného. Zkumavku důkladně protřepeme, aby se roztok vyčeřil. Dále necháme bezvodý síran sodný usednout na dno zkumavky. Čirý roztok přelijeme do čisté zkumavky, kterou vložíme do chromatogramu, kde pomocí injektoru je automaticky odpipetován přibližně 1µl roztoku na chromatografickou kolonu. Velmi důležité je nastavení základních parametrů chromatogramu. Analýza má začátek při 140 °C po dobu 5 minut, dále nastává teplotní gradient 4 °C za minutu na teplotu 240 °C, při které analýza trvá také 5 minut. Se stejným gradientem 4 °C za minutu necháme teplotu zvýšit na 300 °C a tuto teplotu ponecháme po dobu dvou minut. Teplotu detektoru a injektoru nastavíme na 260 °C. Vyhodnocení provedeme pomocí počítače. Pro stanovení jsme použili plyny (SIAD): dusík (o čistotě 5; pracovním tlaku 150 kPa), vodík (o čistotě 4,5; pracovním tlaku 50 kPa) a AIR (o čistotě 4,5; pracovním tlaku 150 kPa). Kolona měla délku 30 m a průměr 0,25 mm, teplotní limit 60 °C – 360/370 °C. Nosným plynem byl dusík, jehož průtok byl 9 ml/minutu. Poměr vodíku se vzduchem byl 1:3, díky tomu byl poměr tlaku 50 kPa ku 150 kPa.
4.8 Statistické stanovení Statistika byla provedena pomocí programu Statistika 9.0 za použití Duncanova testu (jedná se o metodu, kterou lze používat pro vyvážené modely). Porovnávali jsme jednotlivé výsledky získané stanovením tukových charakteristik (čísla kyselosti, zmýdelnění, esterového, jodového a peroxidového), za účelem zjištění, zda jsou tyto hodnoty statisticky průkazné.
55
5
VÝSLEDKY A DISKUSE DISKUS
5.1 Vlhkost řepkového epkového semene a výlisk výlisků Výsledná vlhkost vstupní suroviny (řepkového ( epkového semene odrůdy Pronto), která se používala pro výrobu surového i rafinovaného řepkového epkového oleje, a výlisků výlisk větší či menší velikosti (velikost je dána použitou hlavicí při p lisování), které zůstaly staly jako odpad z lisování, je shrnuta v následující tabulce. Tab. 10 Průměrná vlhkost řepkových epkových semen a výlisků Vlhkost v % Vlhkost v % z prvního stanovení z druhého stanovení 6,776 6,699 Řepkové semeno 10,198 10,403 Výlisky větší velikosti 8,993 9,056 Výlisky menší velikosti
Průměrná vlhkost v %* 6,74 10,30 9,02
* hodnoty jsou zaokrouhlené na dvě dv desetinná místa
Z uvedeného grafu „Vyhodnocení „ vlhkosti semen řepky epky olejné a výlisků“ výlisk je možné usuzovat přesnost esnost provedení metody. Od každého vzorku (semen řepky epky olejné odrůdy Pronto, výlisků větší tší velikosti a výlisků výlisk menší velikosti) kosti) byly provedeny dvě dv stejná stanovení, ze kterých se výsledky vlhkostí mají lišit co nejméně (výsledky jsou odlišné max. o 0,205 %). %) Graf nám dokazuje přesnost řesnost měření, m neboť je z něj patrné, že výsledné hodnoty stejného stanovení se navzájem prakticky neliší. Můžeme žeme tedy tvrdit, že metoda byla provedená s dostatečnou přesností.
12 10 8 6 4 2
2. stanovení
0 Vlhkost semen řepky
1. stanovení Vlhkost výlisků větších
Vlhkost výlisků menších
Graf 5 Vyhodnocení vlhkosti semen řepky epky olejné a výlisků výlisk Vlhkost řepkových epkových semen sem po sklizni se řadí spíše k nižším. Při ři hledání hledá informací jsem zjistila, že olejniny jsou tzv. suchá semena. Vlhkost Vl se pohybuje v rozmezí 10 až 13 % (ŠROLLER a kol., 1997).. Z tohoto důvodu můžeme říci, íci, že se dají uskladnit na delší dobu, 56
avšak díky významnému obsahu oleje se doporučuje semena upotřebit od sklizně co nejdříve, ale zase ne hned (BARANYK, 2010). Českomoravské sdružení organizací zemědělského zásobování a nákupu společně s kolektivem autorů uvádí, že u olejnatých materiálů má posklizňová úprava zajistit, aby jejich konečná vlhkost byla maximálně 8 % (KOLOMAZNÍK a kol., 2006). Tržní požadavky na kvalitu řepky olejné jsou zahrnuty v každé kupní smlouvě při obchodování a všeobecně jsou shrnuty do ČN 462300 – 2, kde je taktéž uvedena hodnota, že vlhkost řepkového semene má být do 8 %. Při překročení vlhkosti nad 8 % roste obsah volných mastných kyselin (AGROWEB.CZ). V případě zkoumaného semene řepky olejné odrůdy Pronto byly splněny požadavky na obsah vody (průměrná vlhkost stanovená na 6,74 %). Čili můžeme tvrdit, že byla k dispozici vyhovující a vhodná výchozí surovina pro výrobu rostlinného oleje. Poněkud zajímavé jsou výsledné vlhkosti u výlisků ať už větších či menších (u výlisků větší velikosti vyšla vlhkost v průměru na 10,30 % a u výlisků menší velikosti v průměru na 9,02 %). Je nutné se zamyslet, proč je průměrná vlhkost výlisků (obou velikostí) vyšší než u semen řepky. Tuto skutečnost bych si dovolila vysvětlit tím, že výlisky jsou velice hydroskopický materiál (to znamená, že snadno pohlcují vzdušnou vlhkost), a proto v nich důsledkem skladování pro laboratorní rozbory mohlo dojít ke zvýšení obsahu vody.
5.2 Výsledky extrakce Výsledný obsah oleje vstupní suroviny (řepkového semene odrůdy Pronto), která se používala pro výrobu surového i rafinovaného řepkového oleje, a výlisků větší či menší velikosti (velikost je dána použitou hlavicí při lisování), které zůstaly jako odpad z lisování, je shrnut v následující tabulce. Tab. 11 Průměrný obsah tuku v řepkových semenech a ve výliscích Obsah tuku v % Obsah tuku v % Průměrný obsah z prvního stanovení z druhého stanovení tuku v %* 38,293 38,429 38,36 Řepkové semeno Výlisky větší velikosti 20,977 20,671 20,82 Výlisky menší velikosti 21,701 21,792 21,75 * hodnoty jsou zaokrouhlené na dvě desetinná místa
Z uvedeného grafu „Vyhodnocení obsahu tuku semen řepky olejné a výlisků“ je možné usuzovat přesnost provedení metody. Od každého vzorku (semen řepky odrůdy Pronto, výlisků větší velikosti a výlisků menší velikosti) byly provedeny dvě stejná stanovení, ze kterých se výsledky vlhkostí mají lišit co nejméně (výsledky jsou odlišné max. o 0,306 %). Graf nám dokazuje přesnost měření, neboť je z něj patrné, že výsledné hodnoty stejného
57
stanovení se navzájem prakticky neliší. Můžeme M žeme tedy tvrdit, že metoda byla provedená prov s dostatečnou přesností.
40 35 30 25 20 15 10 5
2. stanovení
0 1. stanovení Obsah oleje v semenech řepky Obsah oleje ve výliscích větší velikosti Obsah oleje ve výliscích menší velikosti
epky olejné a výlisků výlisk Graf 6 Vyhodnocení obsahu tuku semen řepky Olejnatost řepkového epkového semene má být rozhodující tržní ukazatel. Podává významnou informaci o dané odrůdě – kolik je schopná vyprodukovat oleje z hektaru. ektaru. V České republice je skutečnost ost jiná. Nákupní organizace příliš p olejnatost nezohledňují. ňují. Pěstitelé P nejen řepky olejné, ale i jiných olejnatých materiálů, materiál pak nemají žádnou motivaci k výběru vhodnějších odrůd. Zatímco většina tšina zemí Evropské unie obsah oleje pečlivěě sleduje a pěstitelům za nadprůměrné rné hodnoty připlácí. př Dalším rozdílem je, že v ČR R se za základ považuje 42 % oleje v semenech řepky, epky, zatímco jiné země zem Evropské unie požadují 40 % (BARANYK, 2010). V odborném článku lánku Kvalita řepky v roce 2009 je uvedeno,, že obsah oleje v řepkovém semeni běžně pěstovaných stovaných odrůd odr v dnešní době se má pohybovat kolem 42 %, čehož je však velmi obtížné tížné dosáhnout (spíše jen ve výjimečných výji ročnících),, (ZUKALOVÁ a kol., 2009). 2009) Jiná publikace říká, íká, že obsah tuku v řepce olejné má být v rozmezí od 38 do 45 % (VELÍŠEK, 2009). Přii našich podmínkách stanovení vyšel obsah tuku v semenech řepky v průměru na 38,36 %, což patří spíše k nižším hodnotám. hodnotám V dostupné literatuřee je popisováno, co všechno může ovlivňovat ovat olejnatost semen. Konkrétně Konkrét na obsah oleje v semenech řepky olejné může mít vliv samotná odrůda da (1 – 4 %), dále pěstitelská oblast (1 – 3 %), posklizňová poskliz úprava a zacházení (0,5 – 1 %), komplex agrotechnických vlivů vliv a klimatických podmínek (0,5 %), (BEČKA, KA, 2007). Všechny uváděné uvád faktory mohly způsobit snížení obsahu obsah oleje v semenech řepky olejné odrůdy Pronto, ronto, u které byl obsah oleje pro účely ely této diplomové práce zjišťován. zjiš 58
Některé studie také poukazují, že obsah oleje se dá poměrně snadno ovlivnit hnojením. Uvádí, že obsah oleje v olejnatých semenech klesá v závislosti vysokých dávek dusíku. Naopak na zvýšení obsahu oleje v olejnatých semenech působí přídavek síry (stačí jen malá koncentrace) či draslíku, pomocí kterého se dosáhne vzrůstu olejnatosti až o 1,5 % (ORLOVIUS, 2003). Při vyrábění řepkového oleje pro účely této diplomové práce byla podstatná část tuku ze semen řepky získaná lisováním, tudíž by mělo dojít ke snížení obsahu oleje ve výliscích na 17 – 20 %, tento zbytkový olej se pak získává extrakcí (VELÍŠEK, 2009). V našem případě obsah oleje vyšel v průměru na 20,82 % ve výliscích větší velikosti a 21,75 % ve výliscích menší velikosti, což je nepatrně vyšší než maximální hranice požadovaného rozmezí. Vyšší obsah oleje ve výliscích při tomto pokusu můžeme odůvodnit tím, že byl pro lisování řepkových semen použit lis slabšího výkonu. V této souvislosti bych chtěla upozornit, že při výběru vhodného lisu pro získávání oleje z olejnatých materiálů, je nutná pečlivost.
5.3 Rafinace V počáteční fázi provádění pokusů o rafinaci vyrobeného surového řepkového oleje lisováním vznikaly vzorky s nevyhovující kvalitou, proto by u nich bylo zbytečné provádět další analýzy posuzující jakost. Na základě postupně získávaných postřehů, byly rafinační kroky upravovány tak, abychom dosáhli vyhovující kvality jednotlivých vzorků (posouzené jen na první pohled), která by se mohla dále sledovat za pomocí senzorické analýzy, tukových charakteristik či chromatografie. Z
celkových
jedenácti
technologických
rafinačních
pokusů
prováděných
v laboratorních podmínkách jsme získali šest vzorků (po provedení rafinace) nevyhovujících z hlediska jakosti již na první pohled. Jednalo se o jakostní odchylky např. z hlediska barvy (místo požadované světle žluté bylo zjevné příliš tmavé zabarvení, dále barva vzorku nebyla jasná, průhledná či čirá, ale vyskytoval se zákal a usazenina, která se nepodařila nijak odstranit). U těchto vzorků nebyla vyhovující ani vůně a chuť (výskyt nepříjemných chutí jako např. připálené, zatuchlé, příliš výrazně řepkové aj.). Kvůli těmto okolnostem nebyly u prvních šesti vzorků, jejichž zkrácené technologické procesy rafinace uvádím v následující tabulce, prováděny další analýzy posuzující jakost a kvalitu rostlinných olejů. Jednalo se o vzorky, u kterých byly rafinační postupy založeny kromě fyzikálně mechanických pochodů také na použití chemikálií, jako je kyselina citronová, chlorid vápenatý a chlorid sodný. Nejlepších výsledků bylo dosaženo použitím chloridu sodného, čehož bylo následně využito při dalších experimentech rafinace. Pro proces bělení se u všech jedenácti vzorků používala bělící hlinka Tonsil. 59
Vzorek č. 2
Vzorek č. 3
Vzorek č. 4
Vzorek č. 5
Vzorek č. 6
Krok 1
150 ml oleje + 75 ml 2% chloridu vápenatého
150 ml oleje + 75 ml H2O
150 ml oleje + 50 ml H2O
200 ml oleje + 75 ml 1% NaCl
150 ml oleje + 75 ml 2% NaCl
Krok 2
Míchání 120 minut při 60 °C
Míchání 120 minut při 80 °C
Míchání 120 minut při 80 °C
Míchání 120 minut při 60 °C
Míchání 120 minut při 90 °C
Míchání 120 minut při 90 °C
Krok 3
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Do směsi se přidá 30 ml 10 % roztoku NaCl
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Krok 4
Zbytek oleje (cca 130 ml) + 5% Tonsil
Zbytek oleje (cca 140 ml) + 5% Tonsil
Odstátí v děličce do druhého dne
Zbytek oleje (cca 145 ml) + 1% NaCl
Zbytek oleje (190 ml) + 3% Tonsil
Zbytek oleje (140 ml) + 3% Tonsil
Krok 5
Míchání 120 minut při teplotě max. 60 °C
Míchání 120 minut při teplotě max. 60 °C
Zbytek oleje (cca 140 ml) + 5% Tonsil
Míchání 60 minut při teplotě 60 °C
Míchání 120 minut při teplotě max. 70 °C
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Krok 6
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Míchání 120 minut při teplotě max. 60 °C
Odstátí v děličce do druhého dne
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Zbytek oleje (cca 130 ml) + 3% Tonsil
Krok 7
Skladování v lednici
Zbytek oleje (130 ml) + H20 v poměru 1:1
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Zbytek oleje (cca 130 ml) + 1% Tonsil
Skladování v lednici
Míchání 90 minut při teplotě max. 60 °C
-
Destilace vodní parou po dobu 120 minut
Skladování v lednici
Míchání 120 minut při teplotě max. 60 °C
-
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Krok 9
-
Odstátí v děličce do druhého dne
-
Po odstání (30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
-
Zbytek oleje (130 ml) + H20 v poměru 1:1
-
Skladování v lednici
-
Skladování v lednici
-
Destilace vodní parou po dobu 60 minut
-
Odstátí v děličce do druhého dne, pak skladování v lednici
Krok 11
Krok 8
Vzorek č. 1 150 ml oleje + 75 ml 2% kyseliny citronové
Krok 10
Tab. 12 Zjednodušený popis technologických kroků rafinace nevyhovujících vzorků
-
-
-
-
Zbývajících pět vzorků z jedenácti rafinačních procesů prováděných v laboratorních podmínkách vyhovovalo svou jakostí, která byla posuzována jen na první pohled. Upřesnění kvality a jakostních požadavků bylo stanoveno za pomoci tukových charakteristik, senzorické analýzy a plynové chromatografie. Technologické kroky prováděné rafinace uvádí následující tabulka, kde jsou stručně vystiženy základní operace. Při rafinaci jsem používala z chemických látek chlorid sodný, u kterého byly na základě předešlých šesti vzorků prokázány nejlepší účinky, bělící hlinku Tonsil a destilovanou vodu. 60
Vzorek č. 8
Vzorek č. 9
Vzorek č. 10
Vzorek č. 11
Krok 1
150 ml oleje + 150 ml 2% NaCl
150 ml oleje + 150 ml H2O
150 ml oleje + 2% NaCl v poměru 1:1
150 ml oleje + 3% NaCl v poměru 1:1
150 ml oleje + 3% NaCl v poměru 2:1
Krok 2
Destilace vodní parou po dobu 120 minut
Destilace vodní parou po dobu 120 minut
Míchání 120 minut při teplotě 80 °C
Destilace vodní parou po dobu 120 minut
Míchání 120 minut při teplotě 80 °C
Krok 3
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Krok 4
Zbytek oleje (140 ml) + 2% NaCl (v poměru 2:1)
Zbytek oleje (140 ml) + 3% NaCl (v poměru 2:1)
Zbytek oleje (140 ml) + 7% Tonsil
Zbytek oleje (140 ml) + 5% Tonsil
Zbytek oleje (140 ml) + 5% Tonsil
Krok 5
Míchání 120 minut při teplotě 80 – 90 °C
Míchání 120 minut při teplotě 80 – 90 °C
Míchání 120 minut při teplotě max. 60 °C
Míchání 120 minut při teplotě max. 60 °C
Míchání 120 minut při teplotě max. 60 °C
Krok 6
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Krok 7
Zbytek oleje (130 ml) + 5% Tonsil
Zbytek oleje (130 ml) + 5% Tonsil
Zbytek oleje (130 ml) + H20 v poměru 1:1
Zbytek oleje (130 ml) + H20 v poměru 1:1
Zbytek oleje (130 ml) + H20 v poměru 1:1
Krok 8
Míchání 120 minut při teplotě max. 60°C
Míchání 120 minut při teplotě max. 60°C
Destilace vodní parou po dobu 120 minut
Destilace vodní parou po dobu 120 minut
Destilace vodní parou po dobu 120 minut
Krok 9
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Po odstání (cca 30 minut) filtrace za podtlaku přes filtrační papír
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Odstátí v děličce do druhého dne
Krok 10
Tab. 13 Zjednodušené technologické kroky rafinace vyhovujících vzorků Vzorek č. 7
Skladování v lednici
Skladování v lednici
Skladování v lednici
Skladování v lednici
Skladování v lednici
Metoda rafinace řepkového oleje v laboratorních podmínkách pro účely této diplomové práce měla být jednoduchá a snadno proveditelná v běžně vybavené laboratoři. Dovoluji si tvrdit, že tento cíl byl splněn. Vzhledem k jednoduchosti metody a vybavenosti laboratoře bylo nutné počítat s časovou náročností. Výroba jednoho vzorku rafinovaného řepkového oleje (vyhovujícího kvalitou) trvala v průměru 7 hodin (navíc bylo potřeba odstátí meziproduktu v dělící nálevce do druhého dne). Při průmyslových podmínkách se využívají daleko složitější postupy. V literatuře je rafinace popsána v pěti základních technologických 61
operacích – hydratace (působení vody a roztoku elektrolytů), alkalická rafinace (neutralizace volných mastných kyselin za pomocí roztoku NaOH v koncentraci 3 – 20 % při teplotě 50 až 90 °C), fyzikální rafinace (oddestilování mastných kyselin při teplotách 220 – 240 °C a tlaku 0,5 kPa za vstřiku nasycené vodní páry), bělení (odstranění barviv za pomocí 1,5 % hmotnosti bělící hlinitosilikátové hlinky, při teplotě od 70 do 90 °C po dobu 20 – 30 minut), deodorace (destilace vodní párou při teplotě od180 do 240 °C a tlaku 0,5 – 1,5 MPa po dobu 1 – 6 hodin). Před samotným balením olejů se přidá kyselina citronová (0,02 – 0,04 % hmotnosti), která má vliv na zvýšení oxidační stability a zajišťuje maskování železa i dalších kovů (RUŽBARSKÝ a kol., 2005). Všeobecné postupy rafinace v průmyslových podmínkách jsou pochopitelné z následujícího obrázku. RAFINAČNÍ KROKY:
ODSTRANĚNÍ:
Hydratace
bělení
fyzikální rafinace
- fosfolipidů
alkalická rafinace
mýdlový kal (soapstock)
odkyselený olej
další zpracování
bělení
bělící hlinka
polorafinovaný olej
ztužování
deodorace
dezodorační kondenzát
rafinovaný olej
- volných mastných kyselin
- barviv a těžkých kovů
- pachů, volných mastných kyselin, tokoferolů a sterolů
další zpracování
Obr. 15 Postup rafinace v průmyslových podmínkách (RUŽBARSKÝ a kol., 2005)
5.4 Výtěžnost 5.4.1 Výtěžnost surového řepkového oleje z lisování Teoretická výtěžnost – na základě zjištěných výsledků množství oleje v řepkových semenech a výliscích odrůdy Pronto můžeme určit, jaká má být výtěžnost surového oleje získaného lisováním. Nejsou však zohledňovány žádné možné ztráty. 1000 g řepkových semen odrůdy Pronto 383,6 g surového řepkového oleje
616,4 g řepkových pokrutin
130,9 g oleje
485,5 g šrotu
62
Skutečná výtěžnost – je ovlivňovaná zvolenou technikou lisování (lisování za studena, lisování za tepla, lisování s extrudéry atd.), kvalitou výchozí suroviny a také výkonností použitého lisu. Je nutné pamatovat i na možné ztráty. 1000 g řepkových semen odrůdy Pronto 280 g surového řepkového oleje
720 g řepkových pokrutin
162 g oleje
558 g šrotu
Při zvolených podmínkách metody jsme získali lisováním 1000 g řepkových semen 280 g surového řepkového oleje, což je o 103,6 g méně ve srovnání s teoretickou výtěžnosti. Dovoluji si tuto skutečnost odůvodnit tím, že byl použit lis nižší výkonnosti. Pro vyšší výtěžnost bych na základě informací v dostupné literatuře navrhovala zvolit místo lisování za studena tzv. lisování za tepla, kdy se nejdříve daný olejnatý materiál předehřeje. Tento proces sice zaručuje vyšší výtěžnost oleje, ale na druhou stranu vykazuje vyšší energetickou náročnost (WARD a kol. 1985). 5.4.2 Výtěžnost řepkového oleje po rafinačním procesu Tab. 14 Výtěžnost rafinovaného řepkového oleje Technologický postup rafinace Objem surového oleje Objem rafinovaného oleje [ml] [ml] 1. vzorek 150 125 2. vzorek 150 120 3. vzorek 150 135 4. vzorek 150 120 5. vzorek 200 185 6. vzorek 150 120 7. vzorek 150 125 8. vzorek 150 125 9. vzorek 150 120 10. vzorek 150 120 11. vzorek 150 120 Jako vstupní množství bylo zvoleno 150 nebo 200 ml surového oleje, postačující bylo množství 150 ml. Zjistila jsem, že ztráty oleje během technologických postupů související s rafinací (prováděné v laboratorních podmínkách) se pohybovaly od 15 – 30 ml. Vznikaly především kvůli ulpívání oleje na stěnách nádob při manipulaci a přelévání. Jiné nádoby se používaly při každém technologickém kroku (ať už při destilaci, filtraci, oddělování tukové vrstvy, při míchání oleje s vodou či chemikálií atd.), tudíž ztráty byly postřehnutelné. 63
K dalšímu úbytku množství oleje docházelo při procesu odstraňování vodné vrstvy, která vznikala společně s tukovou vrstvou v dělící nálevce. Bylo nutné zbavit se vzniklých kalů a sraženin, nežádoucích látek (jako jsou fosfolipidy, těžké kovy, volné mastné kyseliny aj.) což je spojeno zároveň i s odstraněním menšího množství tukové vrstvy. Při prostudování informací jsem zjistila, že v průmyslových podmínkách jsou ztráty oleje rafinačním pochodem minimální. Dochází však k významným ztrátám vitamínu E (při rafinaci destruuje až 70 %). Z tohoto důvodu se setkáváme s obohacováním rostlinných olejů o tento významný antioxidant (CAMPBELL-PLATT, 2009).
5.5 Výsledky ze senzorické analýzy Senzorickou analýzu jsme provedli u pěti vzorků (na základě rafinace nesou označení vzorek č. 7, 8, 9, 10 a 11), technologické procesy rafinace u těchto vzorků jsou stručně popsány v tab. 13. Dovoluji si tvrdit, že u jednotlivých vzorků byly stanoveny nejdůležitější senzorické znaky. Literatura uvádí, že je nutné senzorickou analýzou rostlinných olejů zhodnotit především celkový vzhled, barvu, vůni a chuť (KAVINA, 1996). Tab. 15 Souhrn senzorické analýzy od jednotlivých hodnotitelů Hodnocení celkového vzhledu Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
97,85 % 97,85 % 97,85 % 91,40 % 94,62 %
94,62 % 91,40 % 91,40 % 83,87 % 89,25 %
96,77 % 94,62 % 94,62 % 89,25 % 89,25 %
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
91,40 % 94,62 % 94,62 % 94,62 % 96,77 %
89,25 % 83,87 % 87,10 % 83,87 % 91,40 %
Hodnotitel 1
94,62 % 89,25 % 83,87 % 91,40 % 78,49 %
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
89,25 % 89,25 % 91,40 % 80,65 % 87,10 %
97,85 % 97,85 % 91,40 % 91,40 % 89,25 %
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
97,85 % 94,62 % 91,40 % 89,25 % 91,40 %
98,92 % 91,40 % 89,25 % 89,25 % 89,25 %
97,85 % 97,85 % 97,85 % 94,62 % 94,62 %
89,25 % 89,25 % 87,10 % 87,10 % 83,87 %
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
91,40 % 91,40 % 94,62 % 87,10 % 80,65 %
96,77 % 87,10 % 80,65 % 76,34 % 67,74 %
94,62 % 91,40 % 94,62 % 78,49 % 87,10 %
89,25 % 83,87 % 87,10 % 89,25 % 80,65 %
94,62 % 94,62 % 89,25 % 87,10 % 84,95 %
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
96,77 % 91,40 % 94,62 % 89,25 % 83,87 %
83,87 % 83,87 % 80,65 % 80,65 % 74,19 %
91,40 % 83,87 % 91,40 % 83,87 % 83,87 %
87,10 % 89,25 % 84,95 % 87,10 % 46,24 %
94,62 % 91,40 % 84,95 % 76,34 % 67,74 %
83,87 % 86,02 % 78,49 % 78,49 % 69,89 %
100 % 100 % 100 % 96,77 % 100 %
Průměr 96,06 % 95,16 % 94,45 % 88,89 % 91,58 %
Hodnocení barvy Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Průměr 94,09 % 91,94 % 91,22 % 89,79 % 91,22 %
Hodnocení vůně Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Průměr 93,55 % 89,61 % 88,35 % 84,95 % 79,93 %
Hodnocení chuti Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Průměr 89,61 % 87,64 % 85,84 % 82,62 % 70,97 %
64
Hodnocení barvy
Hodnocení celkového Vzorek č. 7 vzhledu 96,06%
Vzorek č. 7 94,09%
Vzorek č. 11 91,58%
Vzorek č. 10 88,89%
Vzorek č. 11 91,22%
Vzorek č. 8 95,16%
Vzorek č. 10 89,79%
Vzorek č. 9 94,45%
Graf 7 Hodnocení celkového vzhledu všech vzorků Hodnocení vůně
Vzorek č. 11
Vzorek č. 8 89,61%
79,93%
Vzorek č. 10 84,95%
Vzorek č. 9 88,35%
Graf 9 Hodnocení vůně všech vzorků
Vzorek č. 9 91,22%
Graf 8 Hodnocení barvy všech vzorků
Hodnocení chuti
Vzorek č. 7 93,55%
Vzorek č. 8 91,94%
Vzorek č. 11 70,97%
Vzorek č. 10 82,62%
Vzorek č. 7 89,61%
Vzorek č. 8 87,64%
Vzorek č. 9 85,84%
Graf 10 Hodnocení chuti všech vzorků
Výše uvedené grafy vyhodnocují senzorickou analýzu jednotlivých znaků. Dle protokolu pro určení senzorického profilu rostlinných olejů, který byl použit hodnotiteli pro posuzování senzorických znaků (viz příloha I), je za nejméně vyhovující hodnotu považováno 0 % a za nejlepší hodnocení daného znaku 100 %. Při pohledu na výše uvedené grafy můžeme tvrdit, že při hodnocení celkového vzhledu, barvy, vůně i chuti byl nejlépe ohodnocený vzorek č. 7. Dále je jednoznačně určitelné, že druhým nejlépe vyhovujícím vzorkem byl vzorek č. 8. Kompletní pořadí vzorků od nejlépe vyhovujícího k nejméně vyhovujícímu na základě zprůměrovaných hodnot od všech šesti hodnotitelů je patrné z následující tabulky. Tab. 16 Pořadí vzorků ze senzorické analýzy od nelepšího po nejméně vyhovující Sledované Pořadí hodnocených vzorků senzorickou analýzou od nejlepšího deskriptory po nejméně vyhovující Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 11 Vzorek č. 10 Celkový vzhled Vzorek č. 9 Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 10 – Barva Vzorek č. 11 Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11 Vůně Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11 Chuť 65
Kromě posouzení základních senzorických znaků (celkový vzhled, barva, vůně a chuť) rostlinných olejů jsme určili i intenzitu dílčích chutí (olejovité, žluklé, kovové, mýdlovité, máselné a trávové). Olejovitá chuť je daná obsahem kyseliny olejové (pro rostlinné oleje je typická). Žluklá chuť (nežádoucí), je charakteristická pro žluknoucí oleje (způsobené např. ponecháním oleje na vzduchu, působením vysokých teplot, přímého slunečního záření atd.). Nežádoucí je i kovová chuť, postřehnutelná u olejů, které byly dlouhou dobu ve styku s kovovými předměty. Mýdlovitá chuť (také nežádoucí) vzniká např. v důsledku přítomnosti plísní. Máselná a trávová souvisí s obsahem chlorofylu (KALÁČ, 1999). Tab. 17 Souhrn intenzit dílčích chutí od jednotlivých hodnotitelů Intenzita olejovité chuti Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
43,00 % 55,90 % 25,81 % 36,56 % 22,58 %
13,98 % 15,05 % 8,60 % 22,58 % 10,75 %
8,60 % 2,15 % 5,38 % 2,15 % 5,38 %
34,41 % 30,11 % 22,58 % 26,88 % 16,13 %
23,65 % 15,05 % 25,81 % 16,13 % 15,05 %
36,56 % 49,46 % 38,71% 22,58 % 25,81 %
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
0% 0% 0% 1,08 % 2,15 %
1,08 % 1,08 % 3,23 % 2,15 % 3,23 %
3,23 % 5,38 % 10,70 % 4,30 % 12,90 %
6,45 % 2,15 % 4,30% 3,23 % 2,15 %
2,15 % 2,15 % 3,23 % 12,90 % 10,70 %
2,15 % 3,23% 4,30 % 1,08 % 5,38 %
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
3,20 % 5,81 % 3,49 % 1,40 % 2,87 %
2,40 % 2,62 % 1,34 % 3,10 % 3,65 %
1,10 % 4,65 % 3,34 % 4,65 % 5,10 %
1,40 % 1,40 % 1,40 % 3,25 % 2,62 %
2.75 % 2,87 % 3,45 % 2,25 % 3,07 %
2,95 % 3,62 % 5,25 % 3,95 % 4,10 %
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
5,37 % 5,37 % 3,22 % 5,37 % 8,60 %
5,37 % 3,22 % 10,75 % 8,60 % 12,90 %
2,15 % 2,15 % 2,15 % 4,30 % 4,30 %
3,22 % 4,65 % 3,34 % 2,62 % 3,25 %
2,15 % 3,10 % 6,09 % 10,70 % 12,90 %
1,08 % 5,38 % 10,75 % 4,29 % 16,13 %
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
12,90 % 16,13 % 8,60 % 12,90 % 10,07 %
23,66 % 10,75% 12,90 % 16,13 % 12,90 %
8,60 % 5,37 % 6,09 % 5,37 % 4,65 %
34,41 % 38,71 % 10,75 % 16,13 % 8,60 %
10,75 % 5,37 % 10,75 % 4,65 % 4,65 %
25,81 % 23,66 % 23,66 % 16,13 % 23,66 %
Hodnotitel 1
Hodnotitel 2
Hodnotitel 3
Hodnotitel 4
Hodnotitel 5
Hodnotitel 6
1,08 % 1,08 % 2,15 % 2,15 % 1,08 %
0% 0% 0% 0% 0%
2,15 % 2,15 % 2,15 % 4,30 % 4,30 %
1,08 % 1,08 % 2,15 % 1,08 % 1,08 %
0% 0% 0% 0% 0%
1,08 % 1,08 % 1,08 % 1,08 % 1,08 %
Průměr 26,70 % 27,95 % 21,15 % 21,15 % 15,95 %
Intenzita žluklé chuti Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Průměr 2,51 % 2,33 % 4,29 % 4,12 % 6,09 %
Intenzita kovové chuti Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Průměr 2,30 % 3,50 % 3,05 % 3,10 % 3,57 %
Intenzita mýdlovité chuti Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Průměr 3,22 % 3,98 % 6,05 % 5,98 % 9,68 %
Intenzita máselné chuti Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Průměr 19,36 % 16,66 % 12,13 % 11,89 % 10,76 %
Intenzita trávové chuti Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11
Průměr 0,90 % 0,90 % 1,26 % 1,44 % 1,26 % 66
Intenzita dílčích chutí vzroku č. 7
Intenzita dílčích chutí vzroku č. 8
olejovitá 26,7 %
olejovitá 27,95 %
trávová 0,9 %
žluklá 2,51 %
trávová 0,9 %
žluklá 2,33 %
máselná 19,36 %
kovová 2,3 %
máselná 16,66 %
kovová 3,5 %
mýdlovitá 3,98 %
mýdlovitá 3,22 %
Graf 11 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 7 Intenzita dílčích chutí vzroku č. 9
Intenzita dílčích chutí vzroku č. 10
olejovitá 21,15 %
trávová 1,26 %
žluklá 4,29 %
máselná 12,13 %
kovová 3,05 %
olejovitá 21,15 %
trávová 1,44 %
žluklá 4,12 %
máselná 11,89 %
kovová 3,1 %
mýdlovitá 5,98 %
mýdlovitá 6,05 %
Graf 13 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 9 Intenzita dílčích chutí vzroku č. 11
Graf 12 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 8
Graf 14 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 10
olejovitá 10,92 %
trávová 1,26 %
žluklá 6,09 %
máselná 10,76 %
kovová 3,57 %
mýdlovitá 15,95 %
Graf 15 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 11 67
Výše uvedené grafy vyhodnocují intenzity dílčích chutí (olejovité, žluklé, kovové, mýdlovité, máselné a trávové) u jednotlivých vzorků. Dle protokolu pro určení senzorického profilu rostlinných olejů, který byl použit hodnotiteli pro posuzování jednotlivých senzorických znaků (viz příloha I), je za nejnižší intenzitu dané chuti braná hodnota 0 % a za nejvyšší intenzitu 100 %. Při pohledu na výše uvedené grafy můžeme tvrdit, že u vzorků č. 7, 8, 9 a 10 je nejintenzivnější olejovitá chuť, zatímco u vzorku č. 11 nejvíce převažuje mýdlovitá chuť (je nežádoucí). V následující tabulce je k dispozici kompletní přehled vzorků, které jsou seřazeny na základě dílčích chutí od nejvyšší intenzity po nejnižší dle zprůměrovaných hodnot od všech šesti hodnotitelů. Posuzované dílčí chutě Olejovitá Žluklá Kovová Mýdlovitá Máselná Trávová
Tab. 18 Pořadí vzorků dle intenzit dílčích chutí Přehled vzorků hodnocených senzorickou analýzou seřazených od nejvyšší intenzity dané chuti po nejnižší Vzorek č. 9 Vzorek č. 8 Vzorek č. 7 Vzorek č. 11 – Vzorek č. 10 Vzorek č. 11 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 11 Vzorek č. 8 Vzorek č. 10 Vzorek č. 9 Vzorek č. 7 Vzorek č. 11 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 8 Vzorek č. 7 Vzorek č. 8 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 Vzorek č. 11 Vzorek č. 7 Vzorek č. 7 Vzorek č. 9 Vzorek č. 10 – – Vzorek č. 10 Vzorek č. 8
Provedením senzorické analýzy jsem zjistila, že nejlépe hodnoceným vzorkem se stal vzorek č. 7. Dle intenzity dílčích chutí lze určit, že se jedná o rafinovaný řepkový olej s intenzivní olejovitou a máselnou chutí. Naopak za nejméně přijatelný vzorek byl brán vzorek č. 11, který na základě srovnání všech vzorků (7, 8, 9, 10 a 11) nejméně vyhovoval barvou, vůní i chutí, jen celkový vzhled měl hůře ohodnocen vzorek č. 10. Na základě posouzení intenzity dílčích chutí byl nejhůře hodnocený vzorek č. 11 charakteristický mýdlovitou chutí, což není příliš pozitivní (může se jednat o kontaminaci plísněmi). Zbývající vzorky (8, 9, 10) měly přijatelně hodnocený celkový vzhled, barvu vůni i chuť, z dílčích chutí u všech těchto vzorků byla nejintenzivnější olejovitá chuť, která není na závadu, naopak je pro rostlinné oleje typická.
5.6 Tukové konstanty 5.6.1 Číslo kyselosti Číslo kyselosti bylo stanovované u pěti vzorků (na základě rafinace nesou označení vzorek č. 7, 8, 9, 10 a 11), technologické procesy rafinace u těchto vzorků jsou stručně popsány v tab. 13.
68
Tab. 19 Souhrn čísel č kyselosti jednotlivých vzorků (v mg KOH/g KOH/ oleje) Vzorek č. 7 Číslo kyselosti Hmotnost oleje [g] Objem KOH [ml] m = 5,0837 2,2 1,2141 1. stanovení m = 5,2268 2,3 1,2345 2. stanovení m = 5,0378 2,2 1,2252 3. stanovení – – 1,2246 Průměr Vzorek č. 8 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 5,0511 m = 5,0300 m = 5,0532 –
Objem KOH [ml] 2,6 2,6 2,4 –
Číslo kyselosti 1,4441 1,4502 1,3325 1,4089
Vzorek č. 9 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 4,9989 m = 5,0027 m = 5,0301 –
Objem KOH [ml] 2,2 2,2 2,2 –
Číslo kyselosti 1,2345 1,2338 1,2270 1,2318
Vzorek č. 10 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 5,0837 m = 5,2268 m = 5,0378 –
Objem KOH [ml] 2,6 2,8 2,6 –
Číslo kyselosti 1,4348 1,5029 1,4479 1,4619
Vzorek č. 11 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 5,0023 m = 5,0501 m = 5,0298 –
Objem KOH [ml] 2,6 2,5 2,5 –
Číslo kyselosti 1,4582 1,3888 1,3944 1,4138
Z následujícího grafu jde přehledně p vidět, jak se čísla ísla kyselosti jednotlivých vzorků vzork navzájem liší. 1,6 1,4 1,2
1. stanovení
1
2. stanovení
0,8
3. stanovení
0,6
Průměr
0,4 0,2 0 Vzorek č. 7
Vzorek č. 8
Vzorek č. 9
Vzorek č. 10
Vzorek č. 11
Graf 16 Vyhodnocení čísel kyselosti (v mg KOH/gg oleje) 69
Číslo kyselosti vypovídá o obsahu volných mastných kyselin v oleji (ale i v jakémkoliv jiném tuku). Všeobecně platí, že pokud se v tuku vyskytují volné mastné kyseliny ve vyšším množství, tak pak je vyšší i číslo kyselosti. Můžeme také říci, že číslo kyselosti je přímo úměrné k zastoupení porostlých a poškozených semen. Zvyšuje se při kontaminaci olejnin semeny některých plevelů (převážně těch, kteří mají vyšší obsah volných mastných kyselin), dále v případě povodní či větších dešťů, kdy dochází k nárůstu vlhkosti, následně ke zvýšení zaplísnění semen a množení skladištních škůdců. Tím pak nastává zvýšená produkce mykotoxinů. Díky všem výše zmiňovaným faktorům vzniká olejnatý materiál nevhodný pro výrobu rostlinných olejů. Při zjišťování informací jsem se dozvěděla, že číslo kyselosti čerstvých rostlinných olejů nemá být vyšší než 2,5 mg KOH/g tuku (BEČKA, 2007). Při stanovených podmínkách metody nevyšlo ani u jednoho z pěti vzorků číslo kyselosti vyšší než již zmíněná hodnota, tudíž můžeme konstatovat přijatelný výskyt volných mastných kyselin ve vyrobeném rostlinném oleji a zároveň dobrou účinnost rafinačního procesu, který má být schopný odstranit podstatné množství volných mastných kyselin. 5.6.2 Číslo zmýdelnění Číslo zmýdelnění bylo stanovované u pěti vzorků (na základě rafinace nesou označení vzorek č. 7, 8, 9, 10 a 11), technologické procesy rafinace u těchto vzorků jsou stručně popsány v tab. 13. Pro všechny vzorky jsem stanovila společný slepý pokus, u kterého spotřeba odměrného roztoku HCl o koncentraci 0,5 mol/l činila 21,7 ml. Tuto hodnotu jsem brala do výpočtu pro zjištění čísla zmýdelnění. Tab. 20 Souhrn čísel zmýdelnění jednotlivých vzorků (v mg KOH/ g oleje) Vzorek č. 7 Číslo zmýdelnění Hmotnost oleje [g] Objem KOH [ml] m = 1,5655 11,4 184,5513 1. stanovení m = 1,7544 11,2 167,8779 2. stanovení m = 1,6999 11,4 169,9600 3. stanovení – – 174,1297 Průměr Vzorek č. 8 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 1,5801 m = 1,5654 m = 1,5885 –
Objem KOH [ml] 12,2 11,9 12,3 –
Číslo zmýdelnění 168,6444 175,6037 170,0783 171,4421
Vzorek č. 9 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 1,5925 m = 1,6344 m = 1,5734 –
Objem KOH [ml] 11,8 11,7 12,1 –
Číslo zmýdelnění 174,3768 171,6226 171,1453 172,3816 70
Vzorek č. 10 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 1,6625 m = 1,6245 m = 1,5955 –
Objem KOH [ml] 10,9 11,2 11,3 –
Číslo zmýdelnění 182,2195 181,3019 182,8392 182,1202
Vzorek č. 11 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 1,6013 m = 1,6004 m = 1,6752 –
Objem KOH [ml] 11,3 11,4 11,2 –
Číslo zmýdelnění 182,1770 180,5267 175,8148 179,5062
Z následujícího grafu jde přehledně vidět, jak se čísla zmýdelnění ění jednotlivých vzorků navzájem liší. 190 185 1. stanovení
180
2. stanovení
175
3. stanovení 170 Průměr 165 160
155 Vzorek č. 7
Vzorek č. 8
Vzorek č. 9
Vzorek č. 10
Vzorek č. 11
Graf 17 Vyhodnocení čísel zmýdelnění (v mg KOH/gg oleje) Číslo zmýdelnění ní udává obsah všech mastných kyselin obsažených v oleji. Odvíjí se od molekulové hmotnosti mastných kyselin. Čím ím vyšší bude molekulová hmotnost mastných kyselin, tím nižší bude číslo zmýdelnění zmýdeln a naopak přii nižší molekulové hmotnosti hmotnos mastných kyselin bude číslo íslo zmýdelnění zmýdeln vyšší.. Vysokých hodnot dosahují tuky s vysokým obsahem mastných kyselin s nízkou molekulovou hmotností, to je např. sádlo či kokosový tuk. V případě čerstvých rostlinných olejů by se hodnota čísla ísla zmýdelnění zmýdeln měla pohybovat kolem 200 mg KOH, potřebného k neutralizaci mastných kyselin (volných volných i vázaných), které jsou přítomny v 1 g tuku (KOMAN, 1989). U všech pěti zkoumaných vzorků rafinovaného řepkového epkového oleje (vyrobených v laboratorních podmínkách) se číslo íslo zmýdelnění zmýdeln pohybuje přibližně od 171 do 182 mg KOH, což jsou hodnoty blížící se požadavkům. požadavk Můžeme tedy výsledné hodnoty čísel ísel zmýdelnění zmýdeln považovat za přijatelné.
71
5.6.3 Esterové číslo Esterové číslo bylo stanovované u pěti vzorků (na základě rafinace nesou označení vzorek č. 7, 8, 9, 10 a 11), technologické procesy rafinace u těchto vzorků jsou stručně popsány v tab. 13. Výsledné hodnoty esterového čísla jsem vypočítala odečtením čísla kyselosti od čísla zmýdelnění. Za pomocí hodnoty esterového čísla lze vypočítat obsah vázaného glycerolu v tuku. Pro výpočet obsahu volného glycerolu v mg/g tuku se použije výpočet: 0,547 × hodnota esterového čísla Obsah volného glycerolu by pro účely této diplomové práce neměl význam, proto nebyl stanoven a zaměřila jsem se pouze na výpočet esterových čísel. Tab. 21 Souhrn esterových čísel jednotlivých vzorků (v mg KOH/g oleje) Vzorek č. 7 Číslo zmýdelnění Číslo kyselosti Esterové číslo 184,5513 1,2141 183,3372 1. stanovení 167,8779 1,2345 166,6434 2. stanovení 169,9600 1,2252 168,7348 3. stanovení 174,1297 1,2246 172,9051 Průměr Vzorek č. 8 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Číslo zmýdelnění 168,6444 175,6037 170,0783 171,4421
Číslo kyselosti 1,4441 1,4502 1,3325 1,4089
Esterové číslo 167,2003 174,1535 168,7458 170,0332
Vzorek č. 9 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Číslo zmýdelnění 174,3768 171,6226 171,1453 172,3816
Číslo kyselosti 1,2345 1,2338 1,2270 1,2318
Esterové číslo 173,1423 170,3888 169,9183 171,1498
Vzorek č. 10 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Číslo zmýdelnění 182,2195 181,3019 182,8392 182,1202
Číslo kyselosti 1,4348 1,5029 1,4479 1,4619
Esterové číslo 180,7847 179,7990 181,3913 180,6583
Vzorek č. 11 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Číslo zmýdelnění 182,1770 180,5267 175,8148 179,5062
Číslo kyselosti 1,4582 1,3888 1,3944 1,4138
Esterové číslo 180,7188 179,1379 174,4204 178,0924
Z následujícího grafu jde přehledně vidět, jak se esterová čísla jednotlivých vzorků navzájem liší.
72
185
180 1. stanovení 175 2. stanovení 3. stanovení
170
Průměr 165
160
155 Vzorek č. 7
Vzorek č. 8
Vzorek č. 9
Vzorek č. 10
Vzorek č. 11
Graf 18 Vyhodnocení esterových čísel (v g I2/100gg oleje) Esterové číslo íslo je ukazatelem esterově esterov vázaných mastných kyselin. kyselin Výsledky kopírují číslo zmýdelnění, ní, liší se od něj n hodnotou čísla kyselosti. 5.6.4 Jodové číslo Jodové číslo íslo bylo stanovované u pěti p vzorků (na základě rafinace nesou označení ozna vzorek č. 7, 8, 9, 10 a 11), technologické procesy rafinace u těchto t vzorků jsou stručně stru popsány v tab. 13.. Pro všechny vzorky jsem stanovila společný ný slepý pokus, u kterého spotřeba spot odměrného roztoku Na2S2O3 o koncentraci 0,1 mol/l činila 5,9 ml. Tuto hodnotu jsem brala do výpočtu pro zjištění jodového čísla. Tab. 22 Souhrn jodových čísel jednotlivých vzorků (v g I2/100 g oleje) Vzorek č. 7 Jodové číslo Hmotnost oleje [g] Objem KOH [ml] m = 1,9970 2,5 86,4216 1. stanovení m = 1,8970 2,4 93,6531 2. stanovení m = 2,0051 2,6 83,5409 3. stanovení – – 87,8719 Průměr Vzorek č. 8 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 2,0920 m = 2,0005 m = 2,0998 –
Objem KOH [ml] 2,5 2,5 2,3 –
Jodové číslo 82,4971 86,2704 87,0254 85,2643
Vzorek č. 9 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 2,1302 m = 2,0921 m = 1,8999 –
Objem KOH [ml] 2,4 2,4 2,6 –
Jodové číslo 83,4006 84,9195 88,1667 85,4956
73
Vzorek č. 10 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 2,0740 m = 2,0143 m = 2,1575 –
Objem KOH [ml] 2,6 2,6 2,5 –
Jodové číslo 80,7657 83,1594 79,9926 81,3059
Vzorek č. 11 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 2,0872 m = 2,0119 m = 2,0525 –
Objem KOH [ml] 2,4 2,6 2,4 –
Jodové číslo 85,1188 83,2586 86,5579 84,9784
Z následujícího grafu jde přehledně p vidět, jak se jodová čísla jednotlivých vzorků vzork navzájem liší. 95
90
1. stanovení 2. stanovení
85
3. stanovení 80
Průměr
75
70 Vzorek č. 7
Vzorek č. 8
Vzorek č. 9
Vzorek č. 10
Vzorek č. 11
Graf 19 Vyhodnocení jodových čísel (v g I2/100 g oleje) oleje Jodové číslo íslo je znakem, dle kterého lze usuzovat nenasycenost oleje (tzn. obsah dvojných vazeb). Jodové odové číslo č u řepkového oleje se má pohybovat od 90 – 140 g I2/100 g oleje (KROSCHWITZ A WINOKUR, 1990). U jednotlivých vzorkůů se výsledné jodové číslo pohybuje v rozmezí od 81 8 – 89 g I2/100 g oleje, čili hodnoty ty jsou blížící se k nižší požadované hranici. Z výsledků výsledk můžeme usoudit, že obsah nenasycených mastných kyselin ve vzorcích bude nižší, což není příliš p prospěšné, šné, protože výskyt nenasycených mastných kyselin v rostlinných olejích (hlavně ( polynenasycených) patří k pozitivním vlastnostem. vlastnostem 5.6.5 Peroxidové číslo Peroxidové číslo íslo bylo stanovované u pěti p vzorků (na základěě rafinace nesou označení ozna vzorek č.. 7, 8, 9, 10 a 11), technologické procesy rafinace u těchto ěchto vzorků vzork jsou stručně popsány v tab. 13. Pro všechny vzorky jsem stanovila společný ný slepý pokus, u kterého spotřeba odměrného rného roztoku Na2S2O3 o koncentraci 0,01 mol/l činila nila 0,1 ml. Tuto hodnotu jsem použila do výpočtuu pro zjištění zjišt peroxidového čísla. 74
Tab. 23 Souhrn peroxidových čísel jednotlivých vzorků (v miliekvivalentech O2) Vzorek č. 7 Peroxidové číslo Hmotnost oleje [g] Objem Na2S2O3 [ml] m = 5,0804 0,6 9,8417 1. stanovení m = 5,0020 0,6 9,9960 2. stanovení m = 4,9998 0,7 12,0005 3. stanovení – – 10,6127 Průměr Vzorek č. 8 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 5,7623 m = 5,0901 m = 5,1020 –
Objem Na2S2O3 [ml] 0,8 0,8 0,8 –
Peroxidové číslo 12,1479 13,7522 13,7201 13,2067
Vzorek č. 9 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 5,5748 m = 5,4708 m = 5,6010 –
Objem Na2S2O3 [ml] 0,8 0,6 0,7 –
Peroxidové číslo 12,5565 9,1394 10,7124 10,8028
Vzorek č. 10 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] Hmo m = 5,5662 m = 5,5113 m = 5,1082 –
Objem Na2S2O3 [ml] 1,0 1,0 0,8 –
Peroxidové číslo 16,1690 16,3301 13,7035 15,4009
Vzorek č. 11 1. stanovení 2. stanovení 3. stanovení Průměr
Hmotnost oleje [g] m = 4,9550 m = 5,0120 m = 5,1082 –
Objem Na2S2O3 [ml] 0,8 0,9 0,8 –
Peroxidové číslo 14,1271 15,9617 13,7035 14,5974
Z následujícího grafu jde přehledně p vidět, jak se peroxidová čísla jednotlivých vzorků vzork navzájem liší. 18 16 14 1. stanovení
12
2. stanovení
10 8
3. stanovení
6
Průměr
4 2 0 Vzorek č. 7
Vzorek č. 8
Vzorek č. 9
Vzorek č. 10
Vzorek č. 11
peroxido čísel (v miliekvivalentech O2) Graf 20 Vyhodnocení peroxidových 75
Peroxidové číslo udává množství peroxidů v tuku, na základě výsledné hodnoty se dá usuzovat počátek žluknutí. Čím je vyšší hodnota peroxidového čísla, tím je vyšší i obsah peroxidů v olejích (jedná se o binární sloučeniny kyslíku, které jsou náchylné k radikálovému štěpení), což je nežádoucí. Peroxidové číslo udává obsah pouze primárních produktů oxidace tuků (pro určení obsahu sekundárních produktů oxidace slouží tzv. p-anisidinové číslo), (MCMURRY, 2007). Při hledání informací jsem zjistila, že peroxidové číslo čerstvých olejů se má pohybovat v rozmezí od 8 do 40 (v miliekvivalentech O2). Pokud je hodnota peroxidového čísla vyšší, tak se může jednat např. o žluklé tuky, tuky po smažení, silně oxidované tuky aj. (KROSCHWITZ A WINOKUR, 1990). U jednotlivých vzorků se výsledné peroxidové číslo pohybuje v průměru v rozmezí od 10,6 do 15,4 (v miliekvivalentech O2). Na základě zjištěných informací si dovoluji podat závěr, že peroxidové číslo u všech vzorků splňuje požadavek a že u žádného vzorku není patrný proces oxidace či žluknutí tuků.
5.7 Výsledky chromatografie Jelikož se chromatogramy jednotlivých vzorků příliš neliší, tak kvůli přehlednosti uvádím k nahlédnutí pouze chromatogram vzorku č. 7.
Obr. 16 Výsledný chromatogram vzorku č. 7 Následující tabulka zobrazuje počítačové vyhodnocení chromatografického stanovení mastných kyselin u vzorku s číslem 7. Můžeme z ní vyčíst, že nejvíc zastoupená je kyselina olejová (52,8 %), která se řadí mezi mononenasycené mastné kyseliny. V menším množství se 76
vyskytují polynenasycené mastné kyseliny – linolová (27,0 %) a linolenová (11,4 %), nejméně zastoupené jsou nasycené mastné kyseliny – palmitová (6,2 %) a stearová (2,5 %). Tab. 24 Vyhodnocení chromatogramu vzorku č. 7
Tab. 25 Obsah mastných kyselin dle plynové chromatografie všech vzorků Kyselina Kyselina Kyselina Kyselina Kyselina palmitová linolová linolenová olejová stearová [%] [%] [%] [%] [%] 6,2 27 11,4 52,8 2,5 Vzorek č. 7 6,6 27,6 11,0 51,9 2,3 Vzorek č. 8 5,9 26,9 10,6 53,5 2,8 Vzorek č. 9 6,4 27,3 11,9 52,8 2,5 Vzorek č. 10 6,0 27,6 11,0 53,2 2,0 Vzorek č. 11 Co se týká mastných kyselin, tak v řepkovém oleji má být nejvíce mononenasycených, o něco méně polynenasycených a nejnižší obsah mají zaujímat nasycené mastné kyseliny. Při vyhledávání informací jsem zjistila, že literatura neuvádí jednotné hodnoty procentuálního zastoupení mastných kyselin v řepkových olejích. Nejčastěji jsem se setkala s údaji, že obsah mononenasycených mastných kyselin se má pohybovat přibližně od 53 do 58 %, polynenasycených mastných kyselin od 30 do 35 % a nasycených od 10 do 15 % (VELÍŠEK, 1999). Z tabulky uvedené výše (Obsah mastných kyselin dle plynové chromatografie všech vzorků) je vidět, že zastoupení mastných kyselin jednotlivých vzorků je téměř stejné, tudíž můžeme tvrdit, že různý technologický proces výroby vzorků rafinovaného řepkového oleje neměl vliv na složení mastných kyselin. Všechny vzorky mají nejvyšší obsah kyseliny olejové (od 51,9 do 53,5 %). Dále obsahují významné množství kyseliny linolové (od 26,9 – 27,6 %) a linolenové (od 10,6 do 11,9 %). V nejmenší míře jsou zastoupené nasycené mastné kyseliny (palmitová a stearová). Obsah kyseliny palmitové se pohybuje od 5,9 do 6,6 % a stearové od 2,0 do 2,8 %. Že se obsah kyselin jednotlivých vzorků příliš neliší, jde přehledně vidět v uvedeném grafu, který je souhrnem vyhodnocení plynové chromatografie všech vzorků.
77
obsah mastných kyselin v %
60 50 40 30 20
Vzorek č. 11 Vzorek č. 10 Vzorek č. 9
10 0
Vzorek č. 8 olejová
linolová
Vzorek č. 7 linolenová
palmitová
stearová
Graf 21 Srovnání mastných kyselin jednotlivých vzorků vzork dle plynové chromatografie
5.8 Statistické vyhodnocení Statistické vyhodnocení bylo by provedeno dle Duncanova testu,, jako proměnné prom jsme zvolili výsledné hodnoty čísel čís kyselosti, zmýdelnění, ní, esterových, jodových a peroxidových. Statistika se stanovila u vzorku č.. 7, 8, 9, 10 a 11. Souhrnné výsledky jsou uvedené v následujících tabulkách. Tab. 26 Statistika čísel kyselosti
Tab. 27 Statistika čísel zmýdelnění
78
Tab. 28 Statistika esterových čísel
Tab. 29 Statistika jodových čísel
Tab. 30 Statistika peroxidových čísel
Pokud se jedná o hodnoty menší než 0,05, tak jsou průkazné či průkazně odlišně (v tabulkách vyznačeny červeně). U hodnot menších než 0,01 platí, že jsou vysoce průkazné (v tabulkách také vyznačeny červeně). Na základě statistického vyhodnocení čísel kyselosti můžeme tvrdit, že různá technologie výroby rafinovaného řepkového oleje má vliv na výsledné číslo kyselosti (díky uvolňování volných mastných kyselin) i na peroxidové číslo (jelikož dochází k oxidaci) jednotlivých vzorků. Dále jsme zjistili, že různá technologie výroby rafinovaného řepkového oleje naopak nemá významný vliv na výsledné číslo zmýdelnění, esterové i na jodové (čili nasycenost olejů).
79
6
ZÁVĚR Zkoumáním odborné literatury a postupným zpracováváním jednotlivých cílů této
diplomové práce jsem se dozvěděla spoustu nových a podnětných informací. Zjistila jsem, že rostlinné oleje se stávají stále častěji oblíbenými pomocníky v kuchyni. Pozitivní význam mají převážně z nutričního hlediska. Je důležité mít neustále na paměti, že i rostlinné oleje se řadí k vysoce energetickým potravinám, tudíž je nutné dbát při jejich konzumaci určité opatrnosti. Jelikož jsou spotřebitelé čím dál tím více nároční v požadavcích na kvalitu a jakost, tak musí být vyvíjeny nové technologie v procesu výroby. Na výrobu řepkového oleje pro potravinářské účely se dnes pěstují výhradně odrůdy „00“ (s minimálním obsahem kyseliny erukové a se sníženým obsahem glukosinolátů). Řepkový olej je vhodný ke konzumaci především díky nízkému obsahu nasycených mastných kyselin (6 – 8 %), bohatému obsahu nenasycené kyseliny olejové (50 – 60 %), dostatečnému obsahu kyseliny linolové (přibližně 20 %), α-linolenové (přibližně 10 %) a přijatelnému poměru vitamínu E a tokoferolů. Hlavním cílem této diplomové práce bylo zavést vhodnou metodiku pro rafinaci surového řepkového oleje v laboratorních podmínkách s ohledem na jednoduchost a dostupnost metody. Nejdříve jsem zjišťovala kvalitu (vlhkost a obsah oleje) vstupní suroviny (řepkového semene odrůdy Pronto), ze které se získal surový řepkový olej lisováním. Výsledné hodnoty průměrné vlhkosti (6,74 %) odpovídaly hodnotám uvedených v literatuře. Obsah oleje v semenech (38,36 %) byl mírně nižší, než je všeobecně požadováno (40 – 42 %). Nižší olejnatost mohla být ovlivněna mnoha faktory (např. pěstitelskou oblastí, klimatickými podmínkami, sklizní, skladováním atd.). I přes mírně nižší obsah oleje můžeme usuzovat, že byla k dispozici vhodná surovina pro výrobu řepkového oleje. Na získaném surovém řepkovém oleji jsem prováděla pokusy rafinace. Jednotlivé kroky rafinačních pochodů byly uzpůsobeny možnostem a vybavení laboratoře v budově N na Ústavu technologie potravin Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. Zaměřila jsem se také na to, aby při jednotlivých krocích zušlechťování surového řepkového oleje bylo využíváno co nejméně chemických látek. Při pokusech o rafinaci jsem využívala roztoku chloridu sodného, bělící hlinky Tonsil, destilované vody a dále fyzikálně – mechanických pochodů. Účinnost rafinačního procesu a následnou jakost rafinovaného oleje jsem posuzovala na základě stanovení tukových charakteristik (čísla
80
kyselosti, zmýdelnění, esterového, jodového a peroxidového), senzorické analýzy a zastoupení mastných kyselin (pomocí plynové chromatografie). Dle získaných výsledků se jeví jako nejvhodnější ta rafinace, která byla použita u vzorku č. 7. Naopak za nejméně vyhovující postup se jeví rafinační proces, který byl realizován u vzorku č. 11. Shrnutím výsledků jsem zjistila, že stanovením tukových charakteristik nemohlo dojít k odlišení kvality jednotlivých vzorků. Ani u jednoho vzorku nevyšly provedením metody dle definovaných podmínek nevyhovující výsledky. Na základě senzorické analýzy již byly zaznamenatelné rozdíly. Za celkově nejlépe ohodnocený byl hodnotiteli určen vzorek č. 7 (vyhovující vzhled, barva, vůně i chuť, z dílčích chutí nejvíce patrná typická olejovitá chuť). Z výsledků chromatografického stanovení mastných kyselin jsem mohla určit zastoupení jednotlivých mastných kyselin. U všech sledovaných vzorků převažoval obsah kyseliny olejové (od 51,9 do 53,5 %), dále významné množství kyseliny linolové (od 26,9 do 27,6 %) a linolenové (od 10,6 do 11,9 %). V nejmenší míře byly zastoupeny nasycené mastné kyseliny (palmitová od 5,9 do 6,6 % a stearová od 2,0 do 2,8 %). Porovnáním statistických údajů jsem dospěla k závěru, že různá technologie výroby rafinovaného řepkového oleje má vliv na výsledné číslo kyselosti (díky uvolňování volných mastných kyselin) i na výsledné peroxidové číslo (dochází k oxidaci) jednotlivých vzorků. Na druhé straně nemá významný vliv na číslo zmýdelnění, esterové, jodové a na zastoupení mastných kyselin. Dovolím si vyslovit ještě jeden postřeh. Řepka olejná je velmi zajímavou rostlinou a právem ceněnou surovinou pro výrobu rostlinného oleje. Nechť si každý člověk určí sám přednosti konzumace rostlinných olejů. Množství odborných studií dokazujících pozitiva je nespočetné. Každý sám si také musí určit pohled na procesy zušlechťování rostlinných olejů, ale tato diplomová práce dokazuje, že rafinace (neboli zušlechtění) lze dosáhnout i šetrnými pochody.
81
7
POUŽITÉ ZDROJE
ABSOLÍNOVÁ, Helena. Organická chemie (cvičení). 2. nezměněné vyd. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2006, 46 s. ISBN 978-80-7375-374-0 [brož.]. Str. 37, 38 Agromanuál: Profesionální ochrana rostlin. České Budějovice: Kurent, 2010, roč. 5. ISSN 1801– 7673. AKOH, Casimir C; MIN, David B. Food lipids : chemistry, nutrition, and biochemistry. 2nd ed. /. New York: Marcel Dekker, c2002. 1005 s. ISBN 08–247–0749–4. Str. 245 – 262 BARANYK, Petr; FÁBRY, Andrej. Řepka: pěstování, využití, ekonomika. 1. vyd. Praha: Profi Press, 2007. 208 s. ISBN 978–808–6726–267. Str. 11, 19, 31, 32, 57 BARANYK, Petr. Olejniny. Praha: Profi Press, 2010. 206 s. ISBN 978–808–6726–380. Str. 10, 35, 36, 39, 42 BEČKA, David. Řepka ozimá: pěstitelský rádce. Vyd. 1. České Budějovice: Kurent, 2007, 56 s. ISBN 97880-87111-05-5. Str. 41, 42, 43 BELITZ, Hans-Dieter; GROSCH, Werner; SCHIEBERLE, Peter. Food chemistry. 4th ed. New York: Springer, 2008. 1070 s. ISBN 978–354–0699–330. Str. 159 – 163 BLAHOVÁ, Kateřina. Olivový olej a další oleje. 1. vyd. Praha: Sun, 2011. 87 s. ISBN 978–807– 3713–515. Str. 19, 22 Botanika wendys [online]. 2010 [cit. 2011–12–01]. Corylus avellana. Dostupné z WWW:
. BOTANY [online]. 2011 [cit. .
2011–12–03].
Prunus
dulcis.
Dostupné
z
WWW:
BRIMER, Leon. Chemical food safety. Nosworthy Way, Wallingford, Oxfordshire, UK: CABI, c2011. 287 s. ISBN 978–1–84593–676–1. Str. 244 – 247 BUŇKA, František; HRABĚ, Jan; VOSPĚL, Bohumír. Senzorická analýza potravin I. Vyd. 1. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2008. 145 s. ISBN 978–807–3186–289. Str. 57 CAMPBELL-PLATT, Geoffrey. Food science and technology. Chichester, West Sussex, UK: Wiley– Blackwell, 2009. 508 s. ISBN 978–0–632–06421–2 (HARDBACK). Str. 22 – 24 ČESKOMORAVSKÉ SDRUŽENÍ ORGANIZACÍ ZEMĚDĚLSKÉHO ZÁSOBOVÁNÍ A NÁKUPU, KOLOMAZNÍK, Jiří a kol. Správná výrobní praxe pro skladování zrnin a olejnin. Praha: Ministerstvo zemědělství ČR, 2006. ISBN 80-7084-561-9. Dostupné z: www.cmsozzn.cz/web_cmsozzn/file_download.php?fileId=192 ČR. Vyhláška Ministerstva zemědělství 328/1997 Sb. In: Sbírka zákonů. 11. 12. 1997, 110. ČR. Vyhláška Ministerstva zemědělství 329/1997 Sb. In Sbírka zákonů, Česká republika. 11. 12. 1997, 110. ČR. Vyhláška Ministerstva zemědělství 77/2003 Sb. In Sbírka zákonů, Česká republika. 6. 3. 2003, 32. DAVÍDEK, Jiří; JANÍČEK, Gustav; POKORNÝ, Jan. Chemie potravin: učebnice pro vys. školy chemickotechnologické. 1. vyd. Praha: SNTL, 1983. 629 s. Str. 85 – 86 82
DAVIDSON, Alan; JAINE, Tom. The Oxford companion to food. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 2006. 907 s. ISBN 01–928–0681–5. Str. 526, 527, 653 DUDÁŠ, František; PELIKÁN, Miloš. Využití produktů rostlinné výroby: (návody do cvičení). 1. vyd. Brno: Vysoká škola zemědělská, 1987. 174 s. ISBN 80–715–7009–5. Str. 91 – 93 DOBEŠ, M., HEJLOVA, Š. Hygiena a technologie tuků a potravinářských polotovarů. Brno: Vysoká škola veterinární v Brně, 1988. Str. 175 – 177 DRDÁK, Milan. Základy potravinárskych technológií : spracovanie rastlinných a živočišných surovín. Cereálne a fermentačné technológie. Uchovávanie, hygiena a ekológia potravín. 1.vyd. Bratislava: Malé Centrum, 1996. 511 s. ISBN 80–967–0641–1. Str. 364 – 368 FÁBRY, Andrej. Pestovanie rastlín IV – Olejniny. Bratislava: ČSAZV, 1957. 332 s. Str. 179 – 186 FÁBRY, Andrej. Řepka, hořčice, mák a slunečnice. 1. vyd. Praha: SZN, 1975. Str. 149 – 152 FAOSTAT : Food and agriculture organization of the United nations [online]. 2012 [cit. 2012–02–05]. Dostupný z WWW: . FREJ, David. Zdravé tuky omega: chrání před nemocemi srdce, rakovinou, cukrovkou a podporují hubnutí. Praha: EB, 2004. 166 s. ISBN 80–903–2341–3. Str. 20 – 59 FROHN, Birgit. Olivový olej a přírodní léčba. Olomouc: FONTÁNA, 2002. 164 s. ISBN 80–7336– 016–0. Str. 125 – 132 GRAMAN, Josef. Šlechtění zemědělských plodin : (olejniny, technické plodiny, okopaniny). Vyd. 1. České Budějovice: Jihočeská univerzita, Zemědělská fakulta, 1995. 125 s. ISBN 80–704–0153–2. Str. 5 – 49 HILL, Albert F. Economic botany. Delhi: McGraw–Hill Book Company, 1992. 318 s. ISBN 0–07– 099351–3. Str. 198, 199, 428 HOSNEDL, Václav; VAŠÁK, Jan; MEČIAR, Ladislav. Rostlinná výroba – II : (Luskoviny, olejniny). 1.vyd. Praha: ČZU, 1998. 135 s. ISBN 80–213–0153–8. Str. 58 – 165 HOZA, Ignác; KRAMÁŘOVÁ, Daniela. Potravinářská biochemie I. 1. vyd. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2008. 169 s. ISBN 80–7318–295–5. Str. 53 – 57 How cooking oil is made. How Products Are Made: Cooking Oil [online]. 2012 [cit. 2012–02–12]. Dostupné z: http://www.madehow.com/Volume-1/Cooking-Oil.html CHLOUPEK, Oldřich; PROCHÁZKOVÁ, Blanka; HRUDOVÁ, Eva. Pěstování a kvalita rostlin. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 178 s. ISBN 80–715–7897–5. Str. 111 – 116 IBURG, Anne. Lexikon octů a olejů: původ, chuť, použití, recepty. 1. vyd. Dobřejovice: Rebo Productions, 2004. 299 s. ISBN 80–723–4382–3. Str. 138 – 291 INGR, Ivo; POKORNÝ, Jan; VALENTOVÁ, Helena. Senzorická analýza potravin. 2. vyd. Brno: MZLU v Brně, 2007. 101 s. ISBN 978–807–3750–329. Str. 43 – 53 JANČÁŘOVÁ, Irena; JANČÁŘ, Luděk. Analytická chemie. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2003. 195 s. ISBN 80–715–7647–6. Str. 151 – 155 83
KADLEC, Pavel; MELZOCH, Karel; VOLDŘICH, Michal. Co byste měli vědět o výrobě potravin? : technologie potravin. Vyd. 1. Ostrava: Key Publishing, 2009. 536 s. Str. 295 – 309 KALAČ, Pavel. Chemie potravin pro obchodně podnikatelský obor. 1. vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita, Zemědělská fakulta, 1999. 106 s. ISBN 80–704–0343–8. Str. 37 – 42 KALÁČ, Pavel. Funkční potraviny. 1. vyd. České Budějovice: DONA, 2003. 130 s. ISBN 80–7322– 029–6. Str. 62 – 70 KAVINA, Josef. Zbožíznalství potravinářského zboží: pro 2. ročník středních odborných učilišť a integrovaných středních škol. 1.vyd. Praha: IQ 147, 1996, 261 s. Str. 224, 225 KLOUDA, Pavel. Moderní analytické metody. 2., upr. a dopl. vyd. Ostrava: Pavel Klouda, 2003. 132 s. ISBN 80–863–6907–2. Str. 10 – 15 KOMAN, V.: Chémia a technológia tukov, Bratislava: Edicné stredisko SVŠTv Bratislave, 1989, 150 s. ISBN 80-227-0108-4. Str. 68 – 80 KOMPRDA, Tomáš. Základy výživy člověka. 1.vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2003. 162 s. ISBN 80–715–7655–7. Str. 52 KOMPRDA, Tomáš. Výživou ke zdraví. 1. Vyd. Velké Bílovice: TeMi CZ, 2009. 110 s. ISBN 978– 80–87156–41–4. Str. 17 – 19 KROSCHWITZ, Jacqueline; WINOKUR, Melvin. Chemistry general, organic, biological. 2th Ed. New York: McGraw–Hill, 1990. 916 s. ISBN 00–703–5546–0. Str. 569, 576, 577 KUČEROVÁ, Jindřiška; PELIKÁN, Miloš; HŘIVNA, Luděk. Zpracování a zbožíznalství rostlinných produktů. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2007. 122 s. ISBN 978– 807–3750–886. Str. 48 – 51 Kvalita řepky, šrotů a pokrutin. KULDOVANÁ, Eliška. Agroweb: Internetový zemědělský portál [online]. 21. 6. 2001 [cit. 2012-03-10]. Dostupné z: http://www.agroweb.cz/Kvalita-repky,-srotu-apokrutin.__s44x9825.html LOBB, Richard L. Encyclopedia of Food and Culture [online]. 2003 [cit. 2012–02–10]. Dostupný z WWW: http://www.encyclopedia.com/topic/oils.aspx#2 MALEŘ, Josef; KROUPA, Pavel. Technologie výroby potravin. 1.vyd. Jinočany: H&H, 1992. 345 s. ISBN 80–213–0146–5. Str. 238 MCMURRY, John. Organická chemie. Vyd. 1. Brno: VUTIUM, c2007. 1 176 s. ISBN 978–802– 1432–918. Str. 1029 – 1030 MICHAL, Jan. Chromatografie v anorganické analýze: Určeno [také] pro studenty stř. i vys. škol chem.. 1. vyd. Praha: SNTL, 1970. Str. 14 – 16 MINKEVIČ, Ivan Aleksejevič; BORKOVSKIJ, V. Olejniny. 1. vyd. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1953. 393 s. Str. 41 Mustard oil. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001– 2012 [cit. 2012–02–12]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Mustard_oil NIELSEN, Suzanne. Food Analysis. 2nd ed. Gaithersburg : Aspen Publication, 1998. 11630 s. ISBN 08–342–1203–X. Str. 224 –227
84
ORLOVIUS, K. Fertilizing for High Yield and Quality Oilseed Rape. International Potash Institute [online]. [cit. 2012-03-30], č. 16, 2003 s. 125. Dostupné z: http://www.ipipotash.org/udocs/No%2016%20Oilseed%20rape.pdf PAVLIŠ, Jindřich. KOBLÍŽEK, Jaroslav. JELÍNEK, Petr. Užitkové rostliny tropů a subtropů. Brno: Mendelova univerzita, 2002. 122 s. 1946. ISBN 80-7157-627-1. PELIKÁN, Miloš. Zpracování obilovin a olejnin. Vyd. 2. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2001. 152 s. ISBN 80–7157–525–9 Str. 124–147 PEŠEK, Milan. Potravinářské zbožíznalství. 1.vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita, 2000. 175 s. ISBN 80–704–0399–3. Str. 162 – 164 PIPEK, Petr. Návody pro laboratorní cvičení z technologie neúdržných potravin. 2.vyd. Praha: VŠCHT, 1991, 155 s. ISBN 80-7080-104-2. Str. 57 -164 PRUGAR, Jaroslav. Kvalita rostlinných produktů na prahu 3. tisíciletí. Praha: Výzkumný ústav pivovarský a sladařský ve spolupráci s Komisí jakosti rostlinných produktů ČAZV, 2008. 327 s. ISBN 978–80–86576–28–2 Str.175–176, 189 Přednášky z předmětu Základy analýzy potravin. KOPLÍK, Richard. VSCHT [online]. [cit. 2012-0301]. Dostupné z: http://web.vscht.cz/koplikr/Lipidy2.pdf RUŽBARSKÝ, Juraj a Bořivoj GRODA. Potravinárska technika. 1. vyd. Prešov: Fakulta výrobných technológií so sídlom v Prešove, 2005, 564 s. ISBN 80-8073-410-0. Str. 421, 425, 426 RYBÁČEK a kol. Rostlinná výroba 3: praktikum.Vyd.1, Praha: SZN, 1965. 545 s. Str. 394 – 396 Řepka a produkce komodity olejniny. Agroweb: Internetový zemědělský portál [online]. 3.6.2011 [cit. 2012–02–12]. Dostupné z: http://www.krmivarstvi.cz/Repka–a–produkce–komodity– olejniny__s1594x56409.html SCHMIDT, Ronald H; RODRICK, Gary Eugene. Food safety handbook. Hoboken: Wiley– Interscience, c2003. 850 s. ISBN 04–712–1064–1. Str. 240 – 241 SCHNEIDEROVÁ, D. - ZELENKA, J. - MRKVICOVÁ, E. Poultry meat production as a functional food with a voluntary n–6 and n–3 polyunsaturated fatty acids ratio. Czech journal of animal science. 2007. sv. 52, č. 7, s. 203–213. ISSN 1212–1819. SKLÁDANKA, Jiří. Web2.mendelu [online]. 2006 [cit. 2011–12–01]. Výukové texty. Dostupné z WWW: . STRATIL, Pavel. Přehled názvosloví organických sloučenin, 2008. 75s. Str. 100 ŠROLLER, Josef. Speciální fytotechnika: Rostlinná výroba. 1.vyd. Praha: ČZU, 1997, 205 s. ISBN 80-86119-04-1. Str. 68 – 72 TICHÁ, Markéta; VYZÍNOVÁ, Petra. Multimediální skriptum Polní plodiny [online]. 2006 [cit. 2011–10–28]. Kukuřice. Dostupné z WWW: . TICHÁ, Markéta; VYZÍNOVÁ, Petra. Multimediální skriptum Polní plodiny [online]. 2006 [cit. 2011–12–03]. Pšenice. Dostupné z WWW: .
85
TURČÁNY, Ján. Olejniny. Bratislava: Státní půdohospodářské nakladatelství, 1955. 213 s. Str. 111 – 124 VALÍČEK, Pavel a kol. Užitkové rostliny tropů a subtropů. Praha: Academia, 2002. 486 s. ISBN 80– 200–0939–6 Str. 119 – 130 VAŠÁK, Jan. Řepka. Praha: Agrospoj, 2000. 321 s. Str. 232 – 238 VELÍŠEK, Jan; HAJŠLOVÁ, Jana. Chemie potravin 1. Rozš. a přeprac. 3. vyd. Tábor: OSSIS, 2009. 580 s. ISBN 978–808–6659–176. Str. 87 – 124. WARD, J; BASFORD, W; HAWKINS, J et al. Oilseed rape. Ipswich : Farming Press, 1985. 298 s. ISBN 08–523–6155–6. Str. 269 – 274 Wisegeek [online]. 2011 [cit. 2011–11–08]. What is Mustard Oil?. Dostupné z WWW: . Zemědělské komodity [online]. 2011 [cit. 2011–11–09]. Kukuřice (Zea). Dostupné z WWW: . Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o. AGROKROM [online]. 2010 [cit. 2011–12–03]. Agrokrom expertní a informační systém. Dostupné z WWW: . ŽÁČEK, Zdeněk. Plody dalekých krajů. Praha: Merkur, 1981. 197s. Str. 121, 122 ZAJÍC, Jiří. Principy potravinářských technologií a vody. 2.vyd. /. Praha: VŠ chemickotechnologická, 1988. 169 s. Str. 51, 53 Zemědělec: Speciální příloha k pěstování, sklizni a zpracování řepky. Praha: ALEKO, 1993. ISSN 1211–3816. Zemědělský týdeník. Praha: Vydavatelství ZK, 2010, roč. 13 (č. 21). ISSN 1212–2246. ZUKALOVÁ, Helena, David BEČKA a Jan VAŠÁK. Kvalita řepky v roce 2009. [online]. [cit. 201203-21]. Dostupné z: http://konference.agrobiologie.cz/konference/2009-12-10/12-zukalova-beckavasak_kvalita_repky_v_roce_2009.pdf
86
8
SEZNAM ORÁZKŮ, TABULEK A GRAFŮ
Seznam obrázků: Obr. 1 Květ a semena řepky olejné ………………………………………………………... 15 (http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/repka.htm) Obr. 2 Rostlina a semena kukuřice seté ………………………………………………….... 15 http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/kukurice.htm Obr. 3 Klas a semena pšenice obecné ……………………………………………………... 16 http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/psenice.htm Obr. 4 Rostlina a semena sóji luštinaté ……………………………………………………. 16 http://botany.cz/cs/glycine-max/ http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/soja.htm Obr. 5 Květ a semena slunečnice roční ……………………………………………………. 16 http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/slunecnice.htm Obr. 6 Květ a plod olivovníku evropského ………………………………………………… 17 http://fotogalerie.atlasrostlin.cz/olivovnik-evropsky Obr. 7 Květ a plod mandloně obecné ……………………………………………………… 17 http://fotogalerie.atlasrostlin.cz/mandlon-obecna Obr. 8 Květ a semínka lnu olejnatého ……………………………………………………... 18 http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/len.htm Obr. 9 Květy a plody lísky obecné …………………………………………………………. 18 http://ovoce-zelenina.atlasrostlin.cz/liska Obr. 10 Květ a semena světlice barvířské …………………………………………………. 18 http://www.vupt.cz/svetlice-barvirska http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/saflor.htm Obr. 11 Květ a semena hořčice bílé ……………………………………………………….. 19 http://www.biolib.cz/cz/taxon/id39229/ http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/horcice.htm Obr. 12 Makovice a semínka máku setého ………………………………………………… 19 http://vfu-www.vfu.cz/vegetabilie/plodiny/czech/mak.htm Obr. 13 Typy extraktorů …………………………………………………………………… 33 http://web.vscht.cz/koplikr/Lipidy2.pdf Obr. 14 Schéma technologického procesu výroby rostlinných olejů ……………………… 39 (KADLEC, 2009) Obr. 15 Postup rafinace v průmyslových podmínkách ……………………………………. 62 (RUŽBARSKÝ a kol., 2005) Obr. 16 Výsledný chromatogram vzorku č. 7 ……………………………………………… 76 Seznam tabulek: Tab. 1 Chemické složení řepkového semene ………………………………………………. 13 (ŠROLLER a kol., 1997) 87
Tab. 2 Nejběžnější nasycené mastné kyseliny ……………………………………………... 22 (KALÁČ, 1999) Tab. 3 Nejběžnější mononenasycené mastné kyseliny …………………………………….. 22 (KALÁČ, 1999) Tab. 4 Nejběžnější polynenasycené mastné kyseliny ……………………………………… 22 (KALÁČ, 1999) Tab. 5 Body tání u některých mastných kyselin …………………………………………… 24 (McMURRY, 2007; PELIKÁN, 2001) Tab. 6 Požadavky na složení mastných kyselin řepkového oleje ………………………….. 27 (Vyhláška Ministerstva zemědělství 328/1997 Sb.) Tab. 7 Obsah tuku ve vybraných olejích …………………………………………………... 32 (VELÍŠEK, 2009) Tab. 8 Požadavky na jakost rostlinných olejů obecně …………………………………….. 36 (Vyhláška Ministerstva zemědělství 328/1997 Sb.) Tab. 9 Požadavky na jakost některých jednodruhových olejů …………………………….. 36 (Vyhláška Ministerstva zemědělství 328/1997 Sb.) Tab. 10 Průměrná vlhkost řepkových semen a výlisků ……………………………………. 56 Tab. 11 Průměrný obsah tuku v řepkových semenech a ve výliscích ……………………... 57 Tab. 12 Zjednodušený popis technologických kroků rafinace nevyhovujících vzorků ……. 60 Tab. 13 Zjednodušené technologické kroky rafinace vyhovujících vzorků ……………….. 61 Tab. 14 Výtěžnost rafinovaného řepkového oleje ………………………………………… 63 Tab. 15 Souhrn senzorické analýzy od jednotlivých hodnotitelů ………………………….. 64 Tab. 16 Pořadí vzorků ze senzorické analýzy od nelepšího po nejméně vyhovující ………. 65 Tab. 17 Souhrn intenzit dílčích chutí od jednotlivých hodnotitelů ………………………... 66 Tab. 18 Pořadí vzorků dle intenzit dílčích chutí …………………………………………... 68 Tab. 19 Souhrn čísel kyselosti jednotlivých vzorků (v mg KOH/g oleje) ………………….. 69 Tab. 20 Souhrn čísel zmýdelnění jednotlivých vzorků (v mg KOH/g oleje) ……………... 70 Tab. 21 Souhrn esterových čísel jednotlivých vzorků (v mg KOH/g oleje) ………………...72 Tab. 22 Souhrn jodových čísel jednotlivých vzorků (v g I2/100 g oleje) …………………... 73 Tab. 23 Souhrn peroxidových čísel jednotlivých vzorků (v miliekvivalentech O2) ………... 75 Tab. 24 Vyhodnocení chromatogramu vzorku č. 7 ………………………………………... 77 Tab. 25 Obsah mastných kyselin dle plynové chromatografie všech vzorků ……………… 77 Tab. 26 Statistika čísel kyselosti …………………………………………………………... 78 Tab. 27 Statistika čísel zmýdelnění ………………………………………………………... 78 Tab. 28 Statistika esterových čísel ……………………………………………………….... 79 Tab. 29 Statistika jodových čísel …………………………………………………………... 79 Tab. 30 Statistika peroxidových čísel ……………………………………………………… 79
88
Seznam grafů: Graf 1 Produkce nejvýznamnějších olejnatých semen v ČR (v tunách) …………………… 12 http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx Graf 2 Světová produkce nejvýznamnějších plodin pro výrobu rostlinných olejů (z roku 2010, v tunách) …………………………………………………………………………………… 12 http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx Graf 3 Produkce rostlinných olejů v ČR (v tunách) ……………………………………….. 25 http://faostat.fao.org/site/636/default.aspx#ancor Graf 4 Světová produkce nejvýznamnějších rostlinných olejů (z roku 2010, v tunách) ……25 http://faostat.fao.org/site/636/default.aspx#ancor Graf 5 Vyhodnocení vlhkosti semen řepky olejné a výlisků ……………………………….. 56 Graf 6 Vyhodnocení obsahu tuku semen řepky olejné a výlisků …………………………... 58 Graf 7 Hodnocení celkového vzhledu všech vzorků ……………………………………….. 65 Graf 8 Hodnocení barvy všech vzorků …………………………………………………….. 65 Graf 9 Hodnocení vůně všech vzorků ……………………………………………………… 65 Graf 10 Hodnocení chuti všech vzorků ……………………………………………………. 65 Graf 11 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 7 ………………………………………………… 67 Graf 12 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 8 ……………………………………………….... 67 Graf 13 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 9 ………………………………………………… 67 Graf 14 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 10 ……………………………………………….. 67 Graf 15 Intenzita dílčích chutí vzorku č. 11 ……………………………………………….. 67 Graf 16 Vyhodnocení čísel kyselosti (v mg KOH/g oleje) …………………………………. 69 Graf 17 Vyhodnocení čísel zmýdelnění (v mg KOH/g oleje)………………………………. 71 Graf 18 Vyhodnocení esterových čísel (v mg KOH/g oleje) ………………………………. 73 Graf 19 Vyhodnocení jodových čísel (v g I2/100g oleje) …………………………………... 74 Graf 20 Vyhodnocení peroxidových čísel (v miliekvivalentech O2) ……………………….. 75 Graf 21 Srovnání mastných kyselin jednotlivých vzorků dle plynové chromatografie ……. 78
89
9
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK
ČR – Česká republika EU – Evropská unie FF – Fenolftalein GC – Plynová chromatografie HTS – Hmotnost tisíce semen MK – Mastná kyselina MEŘO – Methylester řepkového oleje MUFA – Monounsaturated fatty acid (mononenasycené mastné kyseliny) PUFA – Polyunsaturated fatty acid (polynenasycené mastné kyseliny) SFA – Saturated fatty acid (nasycené mastné kyseliny)
90
10
PŘÍLOHY
Příloha I: Senzorický profil hodnocení rafinovaného řepkového oleje Hodnotitel: ………………………………………….…..… Datum a čas: ……………….……………….……...
ÚKOL: U předložených vzorků řepkového rafinovaného oleje zhodnoťte celkový vzhled. K posouzení použijte následující grafické stupnice a křížkem znázorněte vaše hodnocení.
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I
I I I I I
NEVYHOVUJÍCÍ PATRNÝ ZÁKAL; 0 %
I I I I I VELMI DOBRÝ, BEZ ZÁKALU; 100 %
ÚKOL: U předložených vzorků řepkového rafinovaného oleje zhodnoťte barvu. Postupujte tak, že vzorek umístěte na bílý podklad. K posouzení použijte následující grafické stupnice, křížkem znázorněte vaše hodnocení.
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I
I I I I I
PŘÍLIŠ TMAVĚ ŽLUTÁ; 0 %
I I I I I JEMNĚ ŽLUTÁ; 100 %;
ÚKOL: U předložených vzorků řepkového rafinovaného oleje zhodnoťte vůni. Postupujte tak, že vzorek ve skleničce prohřejte v dlani a pak zhluboka přičichněte. K posouzení použijte následující grafické stupnice, křížkem znázorněte vaše hodnocení.
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I
I I I I I
SILNÝ CIZÍ PACH, NEČISTÁ; 0 %
I I I I I BEZ CIZÍCH PACHŮ, TYPICKÁ;100 %
ÚKOL: U předložených vzorků řepkového rafinovaného oleje zhodnoťte příjemnost chuti. Postupujte tak, že vzorek promíchejte jazykem se slinami, chvíli nechte v ústech, pak pomalu spolkněte. K posouzení použijte následující grafické stupnice, křížkem zaznamenejte vaše hodnocení.
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I NEPŘÍJEMNÁ, NEČISTÁ NETYPICKÁ; 0 %
I I I I I
I I I I I PŘÍJEMNÁ, ČISTÁ, NETYPICKÁ; 100 %
91
Intenzita dílčích chutí: vzorek 1 I vzorek 2 I vzorek 3 I vzorek 4 I vzorek 5 I
I
I
I I I I
I I I I
OLEJOVITÁ CHUŤ NEPŘÍTOMNA; 0 %
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I
OLEJOVITÁ CHUŤ VELMI SILNÁ, 100 %
I I I I I
ŽLUKLÁ CHUŤ NEPŘÍTOMNA; 0 %
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I
ŽLUKLÁ CHUŤ VELMI SILNÁ; 100 %
I I I I I
KOVOVÁ CHUŤ NEPŘÍTOMNA; 0 %
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I
I I I I I
I I I I I
I I I I I TRÁVOVÁ CHUŤ NEPŘÍTOMNA; 0 %
I I I I I MÝDLOVITÁ CHUŤ VELMI SILNÁ; 100 %
I I I I I
MÁSELNÁ CHUŤ NEPŘÍTOMNA; 0 %
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I KOVOVÁ CHUŤ VELMI SILNÁ; 100 %
MÝDLOVITÁ CHUŤ NEPŘÍTOMNA; 0 %
vzorek 1 vzorek 2 vzorek 3 vzorek 4 vzorek 5
I I I I I
I I I I I MÁSELNÁ CHUŤ VELMI SILNÁ; 100 %
I I I I I
I I I I I TRÁVOVÁ CHUŤ VELMI SILNÁ; 100 %
Přítomnost jiných dílčích chutí než výše uvedených (případně napiš) Vzorek1: …………………………………………………………………………………. vzorek 2: …………………………………………………………………………………. vzorek3: ………………………………………………………………………………….. vzorek4: ………………………………………………………………………………….. vzorek5: ………………………………………………………………………………….. 92
Příloha II: Fotografie surového řepkového oleje získaného lisováním
Příloha III: Fotografie výsledných vzorků řepkového oleje po rafinaci
93
