スクリュー プレスから出てくる油が-暗く濁っていて、種子由来の強烈な匂いがするのを見たことがある人なら、それがスーパーマーケットの棚に並ぶ透明で中性の味の瓶と同じ物質だとは決して思わないでしょう。-この変換は、石油精製の仕事です。これは、石油の価値を高めるトリグリセリドを維持しながら、粗植物油に自然に存在する不純物を除去する多段階のプロセスです。-単に油をきれいに見せるだけではありません - 各ステップは、風味、安定性、保存期間、さらには安全性に影響を与える特定の化合物を対象としています。
原油には実際に何が含まれているのか
原油 - 精製前の圧搾または溶媒抽出から直接のオイル - は、ほとんどがトリグリセリド (私たちが求める中性のオイル) ですが、望ましくない化合物の混合物も含んでいます。リン脂質（ガム）によりオイルが濁り、加熱すると泡が発生します。遊離脂肪酸 (FFA) はオイルにシャープで悪臭を与え、煙点を下げます。クロロフィルやカロチノイドなどの色素はオイルに暗い色を与え、酸化を促進する可能性があります。種子の品質や抽出方法によっては、微量金属、農薬、環境汚染物質も存在する可能性があります。また、揮発性化合物 - アルデヒド、ケトン、酸化生成物 - は、原油に強く、しばしば不快な臭いを与える原因となります。
精製の目的は、中性オイルの損失をできるだけ少なくしながら、これらの不純物を除去することです。適切に運営されている製油所では、石油の品質と精製方法に応じて、副産物やプロセス損失として原油重量の 3～8% が失われる可能性があります。-運営が適切でないと、損失が大幅に増加する可能性があり、収益性に直接影響します。
ステップ 1: 脱ガム
脱ガムは精製の最初のステップであり、その仕事は、原油を濁らせ不安定にするゴム状化合物であるリン脂質 - を除去することです。リン脂質はそれ自体価値がありますが（市販のレシチンの原料です）、油中に残ると問題が発生します。揚げ物中に泡立ち、高温で分解し、下流の精製ステップを妨げます。
最も一般的な方法は水による脱ガムです。熱水 (約 80 ～ 85 度) を原油と混合し、リン脂質を水和させます - リン脂質は水を吸収して膨潤し、油に不溶になります。水和したガムは別の重相を形成し、遠心分離によって除去されます。分離されたガムは乾燥させて粗レシチンとして販売したり、動物の飼料として使用したり、さらに食品グレードのレシチンに加工したりできます。-
非水和性リン脂質（水だけでは反応しない）を多く含む油の場合は、酸による脱ガムが使用されます。{0}少量のリン酸またはクエン酸を水の前に添加すると、非水和性リン脂質が水和性形態に変換され、水と遠心分離で除去できます。-新しい方法である酵素的脱ガムでは、ホスホリパーゼ酵素を使用してリン脂質構造を分解し、油の損失を少なくしながら残留リンレベルをさらに低く抑えます。最新の連続脱ガムシステムはリン脂質の 95% 以上を除去することができ、冷蔵下でもオイルの透明度を確保します。
ステップ 2: 脱酸 (中和)
脱酸により、悪臭や保存期間の短縮の主な原因となる遊離脂肪酸が除去されます。化学的精製と物理的精製という 2 つの根本的に異なるアプローチがあります。
化学精製（アルカリ精製または中和とも呼ばれます）は伝統的な方法です。水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）の希薄溶液が、脱ガムされた油と混合されます。 NaOH は遊離脂肪酸と反応して石鹸 (脂肪酸のナトリウム塩) を形成します。これは油に不溶で、石鹸滓と呼ばれる重相として分離します。遠心分離によって石鹸滓を除去し、次に油を熱湯で洗浄して残留石鹸を除去し、真空下で乾燥させます。化学精製はどの FFA レベルでも効果的で、非常にきれいな油を生成しますが、欠点もあります。石鹸滓には 1 ～ 3% の中性油が含まれており (経済的損失)、処理が必要な廃水が発生します。
物理的精製 (蒸気精製または蒸留脱酸とも呼ばれる) はより現代的なアプローチであり、ほとんどの植物油で主流の方法となっています。 FFA を化学的に反応させる代わりに、物理的精製により蒸留によって FFA が除去されます。油は深真空 (通常 3 mbar または 600 Pa 未満) で 240 ～ 260 度に加熱され、生蒸気がそれに吹き込まれます。遊離脂肪酸はトリグリセリドよりも沸点がはるかに低いため、蒸発して蒸気によって運び去られ、次に凝縮して脂肪酸留出物と呼ばれる副産物として収集されます（これは石鹸製造、動物飼料、またはバイオディーゼルに使用するために販売できます）。物理的精製は脱酸と脱臭を 1 つのステップで組み合わせ、化学物質を使用せず、石鹸滓や廃水を生成せず、中性油の損失が少なくなります。主な制限は、低から中程度の FFA 含有量 (3 ～ 5% 未満) のオイルに最適であり、高温で使用すると残留リン脂質が劣化してオイルが黒ずむため、最初に非常に効果的な脱ガムが必要であることです。
化学精製と物理精製のどちらを選択するかは、オイルの種類、FFA レベル、および目的の製品によって異なります。パーム油、パーム核油、ココナッツ油、およびほとんどの高 FFA 油は通常、物理的に精製されます。-大豆油、菜種油、ひまわり油はどちらでも使用できますが、物理的精製がますます好まれています。綿実油や一部の特殊油では、特定の不純物プロファイルにより化学精製が依然として使用される場合があります。
ステップ 3: 漂白
漂白では、残留石鹸、リン脂質、酸化生成物、微量汚染物質とともに、色素 -、主にクロロフィル (緑色) とカロテノイド (黄色、オレンジ、赤色) - を除去します。名前にもかかわらず、これは化学的な漂白プロセスではありません。これは、漂白土 (活性白土) と場合によっては活性炭を使用する吸着プロセスです。
プロセスは簡単です。脱ガムして脱酸した油を真空下 (通常は約 50 mbar) で 90 ～ 110 度に加熱し、0.5 ～ 2% の漂白土を混ぜます。活性白土は大きな表面積を持ち、顔料分子、残留石鹸、その他の極性不純物をその表面に吸着します。 15～30 分間の接触時間の後、油-土の混合物は圧力リーフフィルターまたはフィルタープレスで濾過され、使用済みの漂白土が除去され、透明で淡い色の油が残ります。-色素沈着の激しい油の場合、または多環芳香族炭化水素 (PAH) やその他の微量汚染物質を除去する場合は、活性炭を 0.1 ～ 0.5% 添加することがあります。
真空が重要なのは、使用する高温での油の酸化を防ぐためです。-空気中の酸素が熱い油と反応して、異臭や酸化生成物が生成される可能性があります。-使用済み漂白土には20～40％の油分が含まれており、副産物として動物の飼料、レンガ製造、埋め立てに使用されることがあるが、油分が含まれているため、適切に扱わないと火災の危険性がある。
ステップ4：消臭
脱臭は最後の主要な精製ステップであり、精製油に自然な味と匂いを与えるのです。目標は、揮発性化合物-、遊離脂肪酸（物理精製中）、アルデヒド、ケトン、アルコール、その他の臭気-、風味-活性化合物-を、残留農薬や軽質多環芳香族炭化水素とともに除去することです。
脱臭は本質的に、高温および深真空で実行される水蒸気蒸留プロセスです。油は、従来の脱臭（化学精製後）の場合は 180 ～ 220 度に加熱され、物理的精製（脱酸と脱臭が同時に行われる場合）の場合は 240 ～ 260 度に加熱されます。圧力は 2 ～ 6 mbar (非常に低く、真空に近い) に保たれ、生蒸気がオイル中に散布されます。蒸気は揮発性化合物を取り除き、次に凝縮して収集します。滞留時間は、油の種類と希望する消臭レベルによって異なりますが、通常 30 ～ 90 分です。
揮発性化合物の蒸気圧が低く、蒸発するには熱が必要なため、高温が必要ですが、プロセスの中で最もデリケートな部分でもあります。熱が高すぎたり、滞留時間が長すぎると、オイルの熱劣化 - トランス脂肪酸の形成、色の戻り、トコフェロールなどの天然の抗酸化物質の損失が発生する可能性があります。最新の消臭剤は、構造化パッキング（蒸気-油との接触効率を高める）を使用し、最高温度での滞留時間を短縮することで、熱への曝露を最小限に抑えるように設計されています。脱臭後、油は真空下で急速に冷却され、微量金属を結合して酸化安定性を向上させるキレート剤として少量のクエン酸 (50 ～ 200 ppm) が添加されることがよくあります。
オプションのステップ: 脱ワックス (防寒)
一部の油 - ひまわり油、コーン油、米ぬか油、および一部のグレープシード油および綿実油 - には、室温で固体のワックス エステルが含まれています。これらのワックスがオイル中に残っていると、オイルが冷えたとき (冷蔵庫などで) 曇りの原因となり、ボトルの底に沈殿物として沈殿する可能性があります。透明なテーブルグレード製品として販売されているオイルの場合は、脱蝋ステップが必要です。-
脱蝋 (脱ろう処理とも呼ばれる) は、単純な結晶化と濾過のプロセスです。漂白または完全に精製されたオイルは、ゆっくりと 5 ～ 15 度 (オイルの種類に応じて) に冷却され、その温度で数時間保持され、ワックス エステルが固体粒子に結晶化します。次にオイルをフィルタープレスまたはメンブランフィルターで濾過し、ワックスの結晶を除去すると、冷蔵温度でも透明なままの透明なオイルが残ります。濾過されたワックスは少量の副産物であり、工業用途や動物の飼料に使用されることもあります。
副産物と収量
精製は不純物を除去するだけではなく、-プロセスの経済性に貢献する貴重な副産物も生成します。脱ガム後、分離されたガムは、広く使用されている食品乳化剤であるレシチンに加工したり、動物の飼料として販売したりできます。化学精製から石鹸滓を酸性化して、石鹸、バイオディーゼル、または動物飼料に使用する遊離脂肪酸を回収できます。物理的精製により得られる脂肪酸留出物は、同様の用途に使用される販売可能な製品です。漂白後の使用済み土の価値は限られていますが、場合によっては、同伴油を回収するために処理することができます。
全体の精製収率 - 精製食用油になる原油の割合 - は、原油の品質 (FFA 含有量、リンレベル、不純物負荷) と精製方法に応じて、通常 92% ～ 97% の範囲です。 FFA が低く、脱ガムが良好な高品質の原油は、収率が 97% 以上になります。 FFA が高く不純物レベルが高い低品質の原油では、収率が 90% にとどまる可能性があります。-毎月数千トンを処理する製油所の場合、収量の 1% の違いでも大きな収益につながるため、プロセスの最適化と制御が非常に重要視されています。
結論
食用油精製は、慎重に制御された一連の物理的および化学的プロセスを通じて、粗く濃い風味の油を、消費者が期待する透明で中性の安定した製品に変換します。脱ガムでは、水、酸、または酵素を使用してリン脂質を除去します。脱酸では、苛性ソーダとの化学反応（化学精製、石鹸滓の生成）または高温真空水蒸気蒸留（物理精製、脂肪酸留出物の生成）によって遊離脂肪酸が除去されます。-漂白では、活性白土と炭素を使用して顔料と残留不純物を吸着します。脱臭では、深真空下で高温の蒸気を使用して揮発性の風味と臭気の化合物を取り除き、最終的にニュートラルな味のオイルを生成します。-オプションの脱ロウでは、低温でも透明を保つ必要があるオイルのワックス エステルを除去します。
業界のトレンドは物理精製-化学物質の削減、廃棄物の削減、収率の向上、脱酸と脱臭を 1 つのステップで組み合わせる--という方向にありますが、特定の油や高 FFA 原油については化学精製が依然として重要な役割を果たしています。-変わらないのは、油を貴重な食品成分にする中性トリグリセリドを維持しながら、油を不安定にしたり、異臭を与えたり、安全でなくしたりする不純物を除去するという基本原則です。-
