Jak obróbka wpływa na właściwości olejów – frakcjonowanie, winteryzacja, estryfikacja

Oleje roślinne i zwierzęce stanowią istotny składnik wielu produktów spożywczych i kosmetycznych. W postaci surowej rzadko kiedy spełniają wymagania technologiczne i jakościowe, dlatego przed wykorzystaniem w produkcji muszą zostać poddane odpowiedniej obróbce.

Jak najpopularniejsze procesy obróbki olejów – frakcjonowanie, winteryzacja i estryfikacja – wpływają na ich właściwości fizykochemiczne?

Dlaczego stosuje się obróbkę olejów?

Oleje naturalne w stanie surowym to mieszanina triglicerydów, wolnych kwasów tłuszczowych, fosfolipidów, barwników, steroli i zanieczyszczeń. Skład ten nadaje im specyficzne właściwości sensoryczne i odżywcze, jednak równocześnie może ograniczać ich stabilność oksydacyjną, klarowność czy kompatybilność z innymi składnikami formulacji.

Obróbkę olejów naturalnych stosuje się między innymi w celu:

• Poprawy stabilności i trwałości – zmniejszenia podatności na jełczenie
• Modyfikacji konsystencji i temperatury topnienia
• Usunięcia składników mętnych lub ulegających krystalizacji
• Dostosowania składu chemicznego do określonych zastosowań
• Poprawy wartości sensorycznych (zapach, smak, barwa)

Do najczęściej stosowanych technik modyfikacji tłuszczów w olejach należą trzy procesy – frakcjonowanie, winteryzacja i estryfikacja.

Czym jest frakcjonowanie olejów

Frakcjonowanie polega na rozdzieleniu oleju na kilka frakcji, które różnią się pomiędzy sobą składem i właściwościami fizycznymi. Najczęściej wykorzystuje się w tym celu metody takie jak:

• sucha krystalizacja – powolne schładzanie oleju prowadzi do krystalizacji frakcji o wyższej temperaturze topnienia, następnie oddziela się powstałe kryształy poprzez filtrację lub dekantację
• frakcjonowanie rozpuszczalnikowe – rozdzielanie frakcji przeprowadza się za pomocą rozpuszczalników (np. acetonu), do których mają różne powinowactwo
• destylacja molekularna – metoda oparta na różnicach w lotności poszczególnych związków

Frakcjonowanie jest wykorzystywane między innymi w produkcji frakcjonowanego oleju palmowego – znajdującego zastosowanie w margarynach i wyrobach cukierniczych, czy frakcjonowanego oleju kokosowego – chętnie stosowanego w kosmetykach i suplementów diety ze względu na płynną postać w temperaturze pokojowej oraz wysoką zawartość średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych.

Oleje spożywcze i kosmetyczne

Naturalne oleje spożywcze i kosmetyczne to roślinne tłuszcze tłoczone z różnych części roślin – przede wszystkim z ich pestek, nasion, orzechów. Zazwyczaj charakteryzują się one wysoką zawartością korzystnych dla naszego zdrowia związków i witamin rozpuszczalnych w tłuszczach oraz kwasów tłuszczowych, w tym niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych. Oleje spożywcze i kosmetyczne nie tylko nadają produktom dodatkowych walorów aromatycznych i odpowiedniej konsystencji, ale także pozytywnie wpływają na skórę i układ sercowo-naczyniowy.

Kup teraz

Winteryzacja olejów – co to jest?

Winteryzacja to proces usuwania z oleju frakcji, które krystalizują w niskich temperaturach – przede wszystkim wosków i triglicerydów o wysokiej temperaturze topnienia. Przebieg tego procesu obejmuje zazwyczaj schłodzenie oleju do niskiej temperatury, w wyniku czego wytrącają się z niego kryształy wosków i innych nasyconych triglicerydów. Następnie frakcję krystalizującą oddziela się poprzez jej odfiltrowanie lub odwirowanie.

W wyniku procesu winteryzacji olej staje się bardziej klarowny i stabilny w niskich temperaturach. Usunięcie wosków poprawia także właściwości sensoryczne – olej jest łagodniejszy w smaku, nie mętnieje i łatwiej łączy się z innymi składnikami emulsji.

Na czym polega estryfikacja olejów?

Estryfikacja jest z kolei procesem chemicznym – opartym na rekacji kwasów tłuszczowych z alkoholami w celu uzyskania estrów o określonych właściwościach. Jako alkohole w procesie tym zazwyczaj wykorzystywane są glicerol, etanol oraz inne alkohole alifatyczne.

Estryfikacja pozwala na modyfikację lepkości i konsystencji, poprawę stabilności oksydacyjnej oraz w niektórych przypadkach funkcjonalności suplementacyjnej.

Przykładami estrów wykorzystywanych w kosmetyce i suplementach diety są:

• trójglicerydy średniołańcuchowe (olej MCT) – produkt estryfikacji kwasów kaprylowego i kaprynowego z glicerolem. Charakteryzuje się neutralnym smakiem, lekkością, stabilnością, dzięki czemu jest chętnie wykorzystywany jako emolient lub nośnik substancji aktywnych.
• estry etylowe kwasów tłuszczowych (EEFA) – stosowane w suplementach diety, np. koncentraty kwasów omega-3 w formie estrów etylowych
• estry izopropylowe (np. mirystynian izopropylu) – popularne w kosmetyce lekkie emolienty ułatwiające rozsmarowywanie i poprawiające odczucia sensoryczne kremów oraz olejków.

Podsumowanie

Frakcjonowanie, winteryzacja i estryfikacja to trzy różne, ale komplementarne metody obróbki olejów, które pozwalają dostosować je do wymogów przemysłu spożywczego, kosmetycznego i farmaceutycznego. To dzięki nim surowy olej naturalny staje się wyspecjalizowanym składnikiem funkcjonalnym o określonej temperaturze topnienia, konsystencji i właściwościach sensorycznych.

Frakcjonowanie pozwala na rozdział oleju na frakcje o określonej konsystencji i temperaturze topnienia, co jest szczególnie ważne przy oleju palmowym czy kokosowym, gdzie uzyskane frakcje znajdują zastosowanie zarówno w produkcji żywności, jak i kosmetyków. Winteryzacja odpowiada za usuwanie frakcji krystalizujących w niskich temperaturach, dzięki czemu oleje pozostają klarowne i stabilne, co podnosi ich wartość estetyczną i technologiczną. Estryfikacja natomiast umożliwia tworzenie związków o specyficznych, często całkowicie nowych właściwościach – od lekkich i stabilnych emolientów, po wysoko oczyszczone formy kwasów tłuszczowych stosowane w suplementach

To właśnie dzięki tym procesom producenci mogą oferować konsumentom oleje i ich pochodne, które są nie tylko trwalsze i wygodniejsze w użyciu, ale także lepiej odpowiadają na oczekiwania rynku w zakresie jakości, estetyki i funkcjonalności.

Literatura:

1. Gharby S. Refining Vegetable Oils: Chemical and Physical Refining. ScientificWorldJournal 2022; 6627013
2. Gotor AA, Rhazi L. Effects of refining process on sunflower oil minor components: a review. OCL Oils Fat Crop Li 2016; 23(2): D207.
3. Souta MJ, Simionatto EL, Scharf DR i wsp. Esterification, Distillation, and Chemical Characterization of Bio-Oil and Its Fractions. Energy Fuels 2019; 33(10): 9886–9894.