Біохімія та технологія оліє-жирової сировини - Навчальний посібник (Пешук Л. В., Носенко Т. Т.)

7.4. родина пальмових (аІІасасеае)

За останні роки об'єм виробництва рослинних олій із плодів родини пальмових (пальмова, пальмоядрова і кокосова олія) надзвичайно зріс і продовжує зростати швидкими темпами. Об'єм виробництва власне пальмової олії поступається лише соєвій олії у 2009 році становив 45 млн. т і посідає перше місце у світовому виробництві рослинних олій.

На чорноморському узбережжі України, куди пальми були завезені з Північної та Південної Америки, Канарських островів, Північної Африки, Японії, Китаю, їх вирощують як декоративні рослини. Всього на українському узбережжі зустрічається до 25 видів пальм.

Пальми належать до типу покритонасінних рослин, класу однодольних та однойменної родини пальмових чи Арекових (Раїтае), яка нараховує близько 210 родів та 2780 видів. Центрами видового різноманіття є Південно-Східна Азія, тропічна Південна Америка, особливо басейн ріки Амазонки, острови Малайського архіпелагу, Океанії.

У Європі дикорослою є лише один вид на південному заході -низькоросла пальма хамеропс (Сгіатаегорз гштіїиз).

Особливостями рослин родини Пальмових є високий вміст в оліємістких тканинах триацилгліцеринів, багатих насиченими жирними кислотами, і відносно низький вміст білку в знежирених тканинах плодів.

Найбільшого промислового значення отримали олійна і кокосова пальми. В середині недостиглих горіхів кокосової пальми міститься кокосове молоко - добре втамовуючий спрагу солодкий сік, з волокнистої оболонки зрілих горіхів - койри роблять мотузки, циновки, віники. З копри - висушеного ядра зрілих кокосових горіхів виготовляють кокосову олію. Койра та копра - основний продукт експорту багатьох приморських тропічних країн. Близьким родичем кокосової пальми є сейшельська пальма, яка росте тільки в долині одного невеликого острова Сейшельського архіпелагу в Індійському океані. її величезні, завбільшки з кавуна, подвійні горіхи з давніх-давен знаходили на берегах Індійського океану викинутих хвилями. Ці горіхи вважалися чудодійними, з них виготовляли різноманітний посуд. Незважаючи на те, що деревина пальмових стовбурів не особливо міцна (вона пориста і губчаста), вона використовується місцевим населенням як будівельний матеріал.

В ширину пальма росте в перші роки свого життя, а потім росте лише вгору, тож стовбур пальми навіть у найвищих по всій довжині, від початку до самого верху, приблизно однієї товщини. За формою листя пальми діляться на пірчасті та опахальні.

Якщо надрізати стебло суцвіття пальми, коли вона цвіте, з неї потече солодкий сік, з якого можна видобувати цукор, патоку чи вино. Такий солодкий сік добувають з багатьох пальм. У сагових пальм в середині стовбура є крохмальна маса. Якщо серцевину подрібнити й промити, можна отримати борошно, з якого виготовляють хлібці, кашу та саго. Мільйони людей в Індонезії харчуються за рахунок сагової пальми.

Олійна пальма (Elaeisguineesis)

Першу згадку про дерево, що нагадує олійну пальму, зроблено в 15 столітті венеціанцем Альвізе де Када-Мосто, який досліджував західне узбережжя Африки. Плоди цього дерева з Африки перекочували в інші країни разом з рабами, яких перевозили через Атлантичний океан.

Історія виникнення пальмової олії заходить далеко в минуле, в часи правління єгипетських фараонів. Археологами були виявлені рештки пальмової олії в посуді, які свідчать, що її використовували в їжу ще 5000 років тому.

Олійні пальми вирощують у вологих тропіках Африки, Латинській Америці та Південно-Східній Азії.

У Західній Африці пальмову олію частіше використовують у сирому вигляді, як невід'ємну частину національних страв, яка надає їм своєрідного характерного кольору та смаку. У Південній Азії олійна пальма вперше з'явилась у 1848 році і була завезена датчанами з Нігерії в Індонезію, де користувалась високим попитом як декоративна рослина. У Малайзію насіння олійної пальми завезли британці в 1870 році, але, на жаль, олійна пальма не привернула увагу власників плантацій, які займалися виробництвом каучуку.

Лише у 1909 році Департамент сільського господарства Малайзії розробив довгострокові програми по вирощуванню пальмових плантацій для отримання олії.

З 1 га землі пальма дає більше олії, ніж будь-яка інша культура. До того ж олійна пальма багаторічна рослина, що плодоносить протягом 25...ЗО років.

Важливим кроком у виробництві пальмової олії стало відкриття, зроблене в кінці 1970-х років, що олійна пальма запилюється головним чином комахами, а не вітром, як до цього часу вважалось (неврожаї пояснювались несприятливими кліматичними умовами). Комахи, які запилюють ці дерева, були завезені з Західної Африки в країни Південно-східної Азії.

Головними видами олійної пальми є африканська (Elaeis guineesis) і американська (Elaeis melanococca) чи чорноядерна.

Стовбур пальми висотою 20...ЗО м (у культурі 10...15 м), листя пірчасте, довжиною до 6...7 м, суцвіття складається з одностатевих квіток, зацвітає на 4-5 році життя (Рис.7.7).

У суцвіттях цих видів пальм міститься 1300...2300 плодів. Маса одного плоду 5,5...10,2 г, масаплодів у суцвітті від 8 до 24 кг (Рис.7.8).

Плід-яйцеподібнакістянкадовжиною4...6см, жовто-коричневого кольору (інколи від темно-червоного до чорно-фіолетового). Стиглий плід вкритий волокнистим навколоплідником, під яким знаходиться губчаста тканина - перикарп. У перикарпі у вигляді крапельних включень міститься пальмова олія (до 49 \%). Під губчастою оліє-місткою м'якоттю знаходиться насіння, вкрите міцною оболонкою, в середині якої знаходиться ядро, покрите коричневою плівкою з сітчастим малюнком, що щільно зрослось з ендоспермом. Ендосперм дуже щільний, білий чи рожевий, інколи блакитний, заповнює майже все насіння, зародок насіння не великий. Довжина ядер 1.5...2 см, товщина 0,6..Л см, ширина 1...2 см, абсолютна маса 1000 штук ядер 1000...2000 г. Олійність ядра до 50 \%. Із нього добувають пальмоядро-ву олію. Хімічний склад і властивості пальмової і пальмоядрової олії суттєво відрізняються.

 

 

Найбільшим виробником плодів олійної пальми і пальмової олії в наш час є Малайзія. Площа під посівами олійної пальми в Малайзії становить 4,6 млн. га. В Малайзії вирощують гібрид олійної пальми іепега, який дає до 4 тон пальмової та 0,5 тон пальмоядрової олії із 1 га.

Плоди олійної пальми відразу надходять на переробні заводи, розташовані поблизу плантації, де з м'якоті перикарпу видобувають олію. Процес одержання пальмової олії з м'якоті включає стерилізацію китиць водяною парою, відокремлення плодів від китиць, відділення м'якоті від горіхів у котлах з киплячою водою при перемішуванні. Олію з м'якоті одержують пресуванням та наступним центрифугуванням. Потім із знежиреного залишку виділяють горіхи, обрушують їх і відокремлюють від оболонки ядро, вкрите тонкою коричневою плівкою. Співвідношення м'якоті і ядра піддаються великим коливанням: м'якоть — від 23 до 70 \%, ядра — від 10до30\% від маси плоду.

Таким чином, під час переробки плодів олійної пальми отримують пальмову олію та пальмові ядра (пальмісту). З пальмісти отримують пальмоядрову олію. Хімічний склад окремих тканин плодів олійної пальми наведено в Таблиці 7.22.

Таблиця 7.22.

Хімічний склад окремих тканин плодів олійної пальми, \%

 

Показники

М'якоть плоду (перикарп)

Оболонка насіння

Ядро насіння (пальміста)

Волога

5,3...6,9

10,1...11,2

6Д.Д5

Ліпіди

46,0...66,5

1,5...2,2

45,4...53,6

Білок

-

2Д.Д7

7Д.Д8

Целюлоза

-

67,9...75,3

5,4...6,5

Сира зола

-

1,2...2,6

1Д..1,9

Пальмові ядра (пальміста) як олійна сировина повинні мати олійність не менше 49 \%, містити не менше 90 \% цілих ядер, не більше 9,7 \% подрібнених та не більше 0,3 \% сторонніх домішок.

Пальмова та пальмоядрова олія суттєво відрізняються за фізико-хімічними властивостями, що зумовлено їх жирнокислотним складом (Таблиця 7.23). В жирнокислотному складі пальмової олії серед насичених кислот переважаючою є пальмітинова кислота, а серед не-насичених - олеїнова кислота.

Таблиця 7.23.

Вміст основних жирних кислот в пальмових оліях, \% від загального

вмісту кислот

 

Жирні кислоти

Пальмова олія

Пальмоядрова олія

Кокосова олія

Олія бабасу

Каприлова

 

2,4...6,2

3,4...15

2,6...7,3

Капринова

 

2,5...7,0

3,2...15

1,2...7,6

Лауринова

 

41...55

41...56

40...55

Міристинова

 

14...20

13...23

11...27

Пальмітинова

40...46

6Д..11

4Д..12

5,2...И

Стеаринова

5

1Д.Д5

1,0...4,7

1,8...7,4

Олеїнова

40

10...23

3,4...12

9Д..20

Пальмоядрова олія відноситься до лауринових жирів, основну масу насичених кислот складають лауринова (50...55 \%), міристинова (12...16 \%) та пальмітинова кислоти. Серед ненасичених кислот переважає олеїнова кислота, лінолевої кислоти не більше 6 \%. Пальмоядрова олія характеризується значним вмістом летких кислот (капронової, каприлової та капринової) - до 8...10 \%.

Фізико-хімічні властивості пальмової і пальмоядрової олії наведені в Таблиці 7.24.

Таблиця 7.24.

Фізико-хімічні властивості пальмової і пальмоядрової олії

 

Показник

Олія м'якоті (пери-карп)

Олія ядра (пальміс-ти)

Температура плавлення, °С

33...39

25...30

Температура застигання, °С

40...41

19...24

Число омилення, мг КОН/г

196...210

250...260

Йодне число, г І2/100г

50...55

12...18

Густина, кг/м3

892...893 (за температури 50°С)

925...935 (за температури 15°С)

Показник заломлення за температури 40°С

1,454..1,476

1,449^1,452

Вміст жирних кислот в олії, \%:

 

 

Насичених

до 50

до 80

Ненасичених

до 50

до20

Обидві свіже-отримані олії за своєю консистенцією нагадують пряжене вершкове масло жовтого кольору, з приємним горіховим запахом і смаком. Під час зберігання швидко зростає кислотність, внаслідок чого з'являється різкий смак.

Пальмову олію використовують у виробництві морозива, маргарину, кулінарних жирів, а також мила та косметики. Вона є сировиною для виробництва фармацевтичної продукції, пральних порошків, свічок, біодизельного палива тощо.З пальмоядрової олії виготовляють маргарин, різноманітні кондитерські вироби.

В наш час широко використовують технологію фракціонування пальмової олії та одержання її фракцій - пальмового стеарину та пальмового олеїну. Суть фракціонування полягає в кристалізації олії при певній температурі та наступному розділенні фракцій фільтруванням:

Інколи використовують повторне фракціонування олеїнової фракції та одержують суперолеїн та стеарин 2. При однократному фракціонуванні одержують приблизно 25 \% стеарину та 75 \% олеїну. Одержані фракції відрізняються як за хімічним складом, так і за фізичними властивостями. Основні показники фракцій пальмової олії наведені в Таблиці 7.25.

Таблиця 7.25.

Деякі показники пальмової олії та її фракцій

 

Показник

Пальмова олія

Пальмовий стеарин

Пальмовий олеїн

Температура плавлення, °С

33...39

47...54

19...24

Йодне число, \%]2

50...55

28...45

56...5Э

Кокосова пальма (Cocos Nucifera)

Кокосова пальма - одна з найпоширеніших у світі пальм. Назву їй дали матроси експедиції Васко да Гами, які помітили в її волокнистих та лахматих плодах щось схоже на обличчя мавпи (з португальської мови слова «мавпа» та «опудало» звучать як «коко»).

Людина використовує майже всі частини кокосової пальми, нестиглий кокос втамовує спрагу кислуватою освіжаючою рідиною, а стиглий дає густе молоко, з якого можна приготувати різноманітні страви. З ядра горіхів варять варення, а молоденькі бруньки використовують на салат. Із свіжого соку роблять досить п'янке пальмове вино, а з прокислого - оцет. М'якоть (затверділий ендосперм) насіння їдять свіжим або висушують, отримуючи так звану копру, з якої добувають кокосову олію (з 1 га плантації видобувають 800 кг), що йде на виготовлення мила, свічок та маргарину, а також застосовується у кулінарії та кондитерській промисловості. З пальмового листя виготовляють одяг, та папір. Стовбури дерев є будівельним матеріалом, сировиною для меблів. З волокон, якими вкриті горіхи (койра), майстри плетуть скатертини та різноманітні ковдри, з шкар-лупи виготовляють міцний гігієнічний посуд, музичні інструменти та чудові прикраси. Навіть пальмова тирса не пропадає - з неї виробляють чорнило.

Висота пальми 15...ЗО м. Мохнатий стовбур з широкою основою діаметром до 0,5 м злегка зігнутий дугою, бокових гілок не утворює

 

 

(Рис.7.9). Квіти дрібні, жовтого кольору, зібрані в колоски, які в свою чергу утворюють суцвіття - складну китицю, що звисає з вершини дерев. Для нормального розвитку цим деревам необхідна морська вода, висока вологість повітря та значна кількість опадів. Там, де кокос вирощують далеко від моря, наприклад, в Бразилії, його спеціально підживлюють сіллю.

Кокосова пальма починає цвісти у віці 6...12 років і давати плоди протягом 50 років. Плід - волокнисті кістянки яйцеподібної форми довжиною до ЗО см, вагою 1,5...2 кг, від жовто-зеленого до помаранчевого кольору, а перед опаданням з пальм набувають темного коричневого забарвлення (Рис.7.10).

Тривалість дозрівання плодів 10...12 місяців. В нестиглих горіхах міститься 0,5 л прозорої рідини (кокосове молоко), багатої цукром та

 

 

вітамінами, що дуже добре втамовує спрагу, в ній міститься до 95 \% води, 0,13 - протеїну, 0,4 - глюкози та 0,129 \% ліпідів.

Зовні горіх вкритий тонкою (менше 1 мм) коричневою оболонкою з восковим напиленням. Під зовнішньою оболонкою розташований мезокарп - шар кокосового волокна товщиною від 20 до 150 мм. Під шаром кокосового волокна знаходиться тверда шкаралупа - ен-докарп, що складається із закам'янілих клітин. В середині шкаралупи недозрілого горіха знаходиться рідкий ендосперм - кокосове молоко. Із дозріванням горіха шар ендосперму, що прилягає до стінок шкаралупи, твердіє і перетворюється у м'якоть молочного кольору, що нагадує зварений білок яйця. Товщина твердого ендосперму від 8 до 20 мм(Рис.7.11).

Під час збирання врожаю здирають товсту волокнисту частину плоду, розколюють шкаралупу горіхів, частинки горіха підсушують. Підсушену м'якоть зрілого горіха відділяють від шкаралупи вручну і досушують різними методами до вологості не вищої 6 \%. Такий продукт одержав назву копра.

Співвідношення маси тканин плоду кокосової пальми, \%: зовнішня оболонка та кокосове волокно - 57,3; м'якоть (ядро) - 18,5; дерев'яниста оболонка - 11,6; кокосове молоко - 12,6.

 

 

Хімічний склад копри наведено в Таблиці 7.26.

Хімічний склад копри, \%

Олія, одержана із копри, відноситься до лауринових жирів - у жирнокислотному складі переважає лауринова кислота (до 50 \%). Вміст міристинової кислоти - до 20 \%, олеїнової - 2...10 \%.

З одного горіха отримують 230...250 г копри, з одного дерева -11,5...12,5 кг.азі га плантації кокосових пальм - 1600...1800 кг копри.

Якість копри як олійної сировини залежить від умов сушіння. При сушінні в природних умовах якість копри висока, поверхня розлому окремих шматків сніжно-біла. При несприятливих погодних умовах, копру сушать над слабким полум'ям, спалюючи при цьому оболонку горіха. Копра після сушки над полум'ям стає темною, вміст вологи у ній більший. При висушуванні на сонці або підігрітим повітрям, одержують копру високої якості, з якої добувають олію для кондитерських виробів. Зберігається копра при відносній вологості повітря не вищій 60 \%.

Вологість копри може швидко зростати внаслідок високої гігроскопічності при контакті з вологим повітрям, при цьому копра пліснявіє та інтенсивно руйнується комахами-шкідниками, що супроводжується підвищенням кислотності олії, накопиченням продуктів життєдіяльності мікрофлори та комах.

Як олійна сировина копра має ряд специфічних особливостей: по-перше, вона неоднорідна за розмірами. Внаслідок псування копри личинками комах-шкідників утворюється олійний пил (6...10 \% маси копри). По-друге, копра сильно засмічується різними домішками при збиранні та обробці плодів пальми і копри вручну. З мінеральних домішок найчастіше в копрі міститься пісок і пил, що попадають при висушуванні на землі. Мінеральні домішки зосереджені в олійному пилі, який практично не відділяється від неї при звичайних способах очищення. По-третє, копра легко руйнується комахами-шкідниками, оскільки немає захисних покровів. Для попередження розвитку плісняви та ураження різними комахами копру окурюють сірчистим газом чи консервують в результаті чого повністю припиняються процеси її псування при зберіганні.

Копру зберігають у джгутових мішках, складених штабелями по 15...20 мішків у висоту і 12...15 - в ширину. Між штабелями залишають прохід до 2 м. Тривалість зберігання копри у сховищах шатрового типу з природньою вентиляцією не перевищує 1...2 місяці, при сприятливих умовах з вентиляцією копру можна зберігати до 6 місяців. Вимоги до якості кокосової копри наведені в Таблиці 7.27.

Таблиця 7.27.

Базисні норми

Обмежувальні норми

4,5

Не більше 6,0

Два рівня якості на заготівлю індонезійської копри

Показники

Вологість, \%

Фізико-хімічні властивості кокосової олії наведені в Таблиці 7.28.

Таблиця 7.28.

Фізико-хімічні властивості кокосової олії

 

Показник

Значення

Густина за температури 15°С, кг/м3

925...Э26

Показник заломлення за температури 40°С

1,448^1,450

Температура плавлення, °С

від 20 до 28

Кінематична в'язкість за температури 50°С, м2/с

251...264х10-6

 

ПРЯДИЛЬНО-ОЛІЙНІ КУЛЬТУРИ