Рафинация растительных масел

Рафинация растительных масел — это совокупность технологических процессов очистки растительных масел от сопутствующих примесей, нежелательных компонентов и загрязнений, с целью улучшения органолептических свойств, увеличения срока хранения, повышения температуры дымления и придания продукту товарного вида. В результате рафинации масло становится прозрачным, лишённым запаха и вкуса (дезодорированное), а также освобождается от веществ, способных образовывать канцерогены при жарке. Рафинация является обязательным этапом для большинства растительных масел, предназначенных для промышленной переработки и розничной продажи, за исключением специализированных нерафинированных сортов (например, оливкового Extra Virgin, подсолнечного нерафинированного холодного отжима).

История

Первые попытки очистки растительных масел относятся к XIX веку, когда в Европе начали использовать механическую фильтрацию для удаления взвешенных частиц. С развитием химической промышленности в конце XIX — начале XX века появились методы щелочной нейтрализации свободных жирных кислот. В 1930-х годах в США и Германии были разработаны технологии отбеливания с использованием адсорбентов (активированные глины, уголь). Широкое внедрение дезодорации — процесса удаления летучих ароматических веществ — произошло в 1950-х годах с появлением высоковакуумных дистилляционных колонн. В СССР массовое производство рафинированных масел началось в 1960-е годы, когда были построены крупные масложировые комбинаты. Современные технологии рафинации (физическая рафинация, мембранная фильтрация) активно развиваются с 1990-х годов, ориентируясь на снижение энергозатрат и сохранение биологически активных компонентов.

Классификация методов рафинации

В зависимости от способа воздействия на масло различают физические, химические и комбинированные методы рафинации. По степени очистки выделяют неполную (частичную) и полную (глубокую) рафинацию.

Физические методы

Физическая рафинация основана на удалении примесей без изменения химической структуры масла. К ней относятся:

• Отстаивание — гравитационное осаждение взвешенных частиц (механических примесей, воды) при естественном или ускоренном (центрифугирование) отстаивании. Эффективность низкая, используется как предварительный этап.
• Фильтрация — пропускание масла через пористые перегородки (ткань, бумага, металлические сетки) для удаления твёрдых частиц. Применяется для осветления масел после отжима.
• Центрифугирование — разделение фаз (масло, вода, осадок) под действием центробежной силы. Используется в современных маслоэкстракционных заводах.
• Гидратация — обработка масла горячей водой (70–80 °C) для удаления фосфолипидов (фосфатидов), которые в воде набухают и выпадают в осадок. Гидратированное масло становится прозрачным, но сохраняет запах и вкус.
• Адсорбционная очистка (отбеливание) — пропускание масла через слой адсорбентов (активированные глины, бентониты, силикагели, активированный уголь). Удаляет пигменты (хлорофилл, каротиноиды), продукты окисления, остатки мыла. Температура процесса — 90–110 °C.
• Дезодорация — отгонка летучих ароматических веществ (альдегиды, кетоны, свободные жирные кислоты) под вакуумом (остаточное давление 1–5 мм рт. ст.) при температуре 200–240 °C с подачей водяного пара. В результате масло теряет запах и вкус, становится нейтральным.

Химические методы

Химическая рафинация предполагает введение реагентов, вступающих в реакцию с примесями:

• Щелочная нейтрализация — обработка масла раствором щёлочи (гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH) для нейтрализации свободных жирных кислот. Образующиеся мыла (соли жирных кислот) удаляются при промывке водой и сепарировании. Процесс ведётся при 60–90 °C.
• Сульфатация — обработка серной кислотой для удаления белковых веществ, слизистых соединений и некоторых пигментов. Применяется редко из-за агрессивности реагента и необходимости последующей нейтрализации.
• Фосфатирование — добавление ортофосфорной кислоты для связывания ионов металлов (железо, медь), катализирующих окисление, и удаления фосфолипидов.

Комбинированные методы

Наиболее распространённым является полный цикл рафинации, включающий последовательно: гидратацию, щелочную нейтрализацию, отбеливание и дезодорацию. Этот метод обеспечивает максимальную степень очистки, но приводит к потере до 30–40% полезных веществ (токоферолов, фитостеринов, фосфолипидов). Альтернативой является физическая рафинация (без щелочной обработки), при которой свободные жирные кислоты удаляются на стадии дезодорации. Физическая рафинация позволяет сохранить больше биологически активных компонентов, но требует более высокого качества исходного сырья.

Технологическая схема

Типовая схема полной рафинации растительных масел включает следующие этапы:

1. Предварительная очистка — удаление механических примесей (жмых, частицы семян) фильтрацией или центрифугированием.
2. Гидратация — обработка горячей водой (70–80 °C) для удаления фосфолипидов. Получаемый гидратированный осадок (фосфатидный концентрат) используется в пищевой и косметической промышленности.
3. Нейтрализация — обработка раствором щёлочи (NaOH) при 80–90 °C. Нейтрализованное масло промывается горячей водой (2–3 раза) для удаления остатков мыла.
4. Сушка — удаление остаточной влаги (до 0,1–0,2%) под вакуумом при 90–100 °C.
5. Отбеливание — смешивание масла с адсорбентом (активированная глина, 0,5–2% от массы масла) при 90–110 °C в течение 20–40 минут, затем фильтрация.
6. Дезодорация — нагрев масла до 200–240 °C под вакуумом (1–5 мм рт. ст.) с подачей перегретого водяного пара. Процесс длится 2–6 часов. Летучие компоненты отгоняются и конденсируются.
7. Охлаждение и фасовка — масло охлаждается до 40–60 °C и разливается в герметичную тару в атмосфере азота для предотвращения окисления.

Применение

Рафинированные растительные масла широко используются:

• В пищевой промышленности — для жарки, фритюра, выпечки, производства майонезов, соусов, маргаринов, кондитерских жиров. Благодаря высокой температуре дымления (220–240 °C) и отсутствию привкуса они пригодны для многократного использования.
• В косметологии и фармацевтике — как основа для кремов, мазей, эмульсий, инъекционных растворов (например, масло для парентерального питания).
• В технических целях — для производства биодизеля, смазочных материалов, олифы, лаков, красок.
• В производстве кормов — как добавка в комбикорма для животных.

Критика и влияние на здоровье

Рафинация, особенно полная (дезодорированная), подвергается критике за потерю биологически активных веществ. В процессе дезодорации при высоких температурах (200–240 °C) разрушаются токоферолы (витамин E), фитостерины, полифенолы, а также могут образовываться транс-изомеры жирных кислот (трансжиры) — до 2–3% от общего содержания жирных кислот. При многократном использовании масла для фритюра в нём накапливаются альдегиды и акролеин, обладающие токсичностью. С другой стороны, нерафинированные масла содержат фосфолипиды, которые при жарке образуют осадок и могут дымить, а также свободные жирные кислоты, снижающие температуру дымления. Выбор между рафинированным и нерафинированным маслом зависит от способа приготовления: для салатов и холодных блюд предпочтительны нерафинированные масла, для жарки — рафинированные.

Интересные факты

• В России основным сырьём для производства рафинированного масла является подсолнечник (более 80% рынка). Второе место занимает соевое масло, третье — рапсовое.
• Дезодорированное масло практически не имеет вкуса и запаха, что позволяет использовать его в рецептурах, где требуется нейтральный жир.
• В процессе рафинации из масла удаляются не только вредные, но и полезные компоненты: например, фосфолипиды (лецитин) — ценные эмульгаторы, которые затем выделяют и продают отдельно.
• Современные технологии физической рафинации позволяют снизить потери витамина E до 10–15% против 30–40% при химической рафинации.
• В 2020-х годах в мире активно развивается мембранная рафинация, которая позволяет проводить очистку при низких температурах (30–50 °C), сохраняя максимальное количество полезных веществ.

Источники

• Руководство по технологии переработки жиров. — М.: Пищевая промышленность, 1975.
• О’Брайен Р. Жиры и масла. Производство, состав и свойства, применение. — СПб.: Профессия, 2007.
• Технология производства растительных масел / под ред. В.М. Копейковского. — М.: Агропромиздат, 1986.
• ГОСТ 1129-2013 «Масло подсолнечное. Технические условия».
• Федеральный закон «О качестве и безопасности пищевых продуктов» № 29-ФЗ от 02.01.2000.