Влияние содержания влаги, температуры и времени на свободные жирные кислоты в хранящемся сыром пальмовом масле

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 9846 (2022 г.) Цитировать эту статью

2676 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Это обусловлено важностью сырого пальмового масла (CPO) для мировой пищевой промышленности и необходимостью обеспечения качества CPO. Разработана кинетическая модель, описывающая изменения содержания свободных жирных кислот (СЖК) в промышленно хранящемся ЦПО. CPO FFA является известным индикатором ухудшения состояния CPO. В данной работе было исследовано влияние исходной влажности, температуры и времени хранения на CPO FFA. В частности, статистические мультирегрессионные модели для изменений СЖК и содержания влаги (MC) были разработаны при значении P <0,05 или границе доверительного интервала 95%. Установлено, что CPO FFA увеличивается с увеличением влажности, температуры и времени как в линейном, так и в отношении уменьшения квадратичного члена, а также при взаимодействии влагосодержания и температуры. Также было обнаружено, что CPO MC уменьшается с увеличением температуры и времени и увеличением квадратичного члена температуры. Хотя модель CPO FFA, основанная на F-критерии Фишера: %}}(19.30)\), не показало несоответствия; модель CPO MC показала несоответствие, \({\mathrm{F}}_{\mathrm{model}}(13.67)\nless {\mathrm{F}}_{95\mathrm{\%}} (4.39)\). Кроме того, на основе выводов статистической модели были также разработаны их кинетические модели. Хотя кинетика CPO FFA оказалась кинетической моделью половинного порядка, а другие ее вспомогательные модели показали очень хорошее соответствие (R2 {0,9933–0,8614} и RMSE {0,0020–3,6716}); модель CPO MC представляла собой плохо подобранную кинетическую модель первого порядка (R2 {0,9885–0,3935} и RMSE {0,0605–17,8501}).

Пальмовое масло, наиболее производимое в мире растительное масло1, обычно используется в сыром или рафинированном виде в пищевой промышленности. Он вносит значительный вклад в валовой внутренний продукт (ВВП) Индонезии, Малайзии, Гватемалы, Нигерии и Бразилии2. В промышленных масштабах сырое пальмовое масло (CPO) обычно производят в больших количествах путем влажной (т.е. с добавлением воды) экстракции его плодов, отделенных от гроздей свежих фруктов (FFB)3. Например, компания Okomu, производящая пальмовое масло, перерабатывает 60 тонн FFB/час (т.е. примерно 13,2 тонны CPO в час, при этом эффективность экстракции4 с помощью этого метода составляет 22%). Это крупномасштабное производство необходимо для удовлетворения спроса на CPO. Кроме того, чтобы справиться с сезонными колебаниями урожая FFB, произведенный CPO хранится в резервуарах с фиксированной крышей6 с установленным влагоотделителем при умеренной температуре, чтобы поддерживать достаточно низкую вязкость 7. Обычно CPO подается с производственной линии при температуре около 90 ℃ в хранилище. резервуар, охлаждается естественным путем и поддерживается в теплообменнике в пределах 35–55 ℃. Условия процесса влажной экстракции (т.е. ~ 90–140 ℃ и содержание влаги (MC) >> 3%8) и температура хранения способствуют увеличению Свободные жирные кислоты CPO (FFA) в результате гидролиза различных молекул триглицеридов, диглицеридов и моноглицеридов. Эти молекулы построены из глицеринов, присоединенных примерно к 50% насыщенных жирных кислот (в основном ~ 44% пальмитиновой и 5% стеариновой кислоты), 40% мононенасыщенные жирные кислоты (в основном олеиновая кислота) и 10% полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая кислота)9. Гидролиз этих молекул триглицеридов в различной степени способствует увеличению FFA10. Однако низкое значение FFA (2–5 %) среди других стандартов (таких как содержание влаги и примесей (0,15–0,30 %), индекс отбеливаемости (2,1–2,8), цвет (оранжево-красный) и т. д.8,11, 12,13,14) является важным стандартом обеспечения качества для глобальных продаж CPO. Обычно содержание свободных жирных кислот, влаги и примесей является показателем других стандартов15. Поэтому, чтобы предотвратить ухудшение качества CPO сверх стандартного значения FFA, хранящийся CPO постоянно сушится с помощью туманоуловителя и быстро продается.

Сообщалось, что на образование СЖК влияют MC и температура хранящегося растительного масла и липидов16. Чжан и др.10 сообщили, что при повышении температуры процентная деградация триглицеридных компонентов CPO до FFA такова, что триглицерид с линолевой > стеариновой > олеиновой > пальмитиновой кислотой. Хотя следует отметить, что триглицеридов с пальмитиновыми цепями больше, чем других триглицеридных составляющих, и поэтому пальмитиновая кислота существенно влияет на CPO FFA. Алмейда и др.17 и Талури и др.18 также сообщили, что температура хранения влияет на СЖК CPO и оливкового масла соответственно. Кроме того, Лин и др.19 представили кинетическую модель образования СЖК в липидах, экстрагированных из хранящегося миндаля, с учетом влияния относительной влажности и температуры. Несмотря на то, что в литературе подчеркивается, что MC и температура хранящегося растительного масла увеличивают ценность FFA, однако нет сообщений о кинетической модели для прогнозирования изменений CPO FFA на основе этих двух выделенных факторов хранения. Эта модель, когда она будет разработана, облегчит моделирование, мониторинг и контроль FFA в промышленно хранящихся CPO. Динамику СЖК в растительном масле можно исследовать с помощью реагентов (т.е. реакции молекул глицерида и воды), уравнение. (1)20,21,22,23,24. Однако измерения в этом подходе требуют одновременного анализа глицеридов, воды и СЖК с использованием дорогостоящего и сложного оборудования, такого как газовая хроматография, жидкостная хроматография и ВЭЖХ25,26,27. Поэтому упрощенный подход, основанный на произведении (т.е. изменении CPO FFA, \(\mathrm{\%}\Delta \mathrm{FFA}\) с помощью метода титрования), уравнение. (2) рассматривается в данной работе. Кроме того, подход к разработке модели для уравнения. (1) наводит на мысль, что оно более сложное, чем уравнение. (2), поскольку оно может составлять несколько подуравнений процесса гидролиза20 и, как следствие, больше переменных. Где \({\mathrm{r}}_{\mathrm{FFA}}\) — кинетика реакции, \({\mathrm{y}}_{\mathrm{FFA}}=\mathrm{\%} \Delta \mathrm{FFA}\), \(\mathrm{k}\) — константа реакции, \(\mathrm{n}\) — порядок реакции, \(\mathrm{i}\) — удельный рассматриваемая молекула глицерида, \({\mathrm{x}}_{\mathrm{gly},\mathrm{i}}\) и \({\mathrm{x}}_{\mathrm{water}}\) являются композиции глицеридов и воды в CPO.