Vom
Rohöl zu Biodiesel - Fettverarbeitung
Nicht alle Öle, die im Lebensmittelgeschäft zu erhalten sind, lassen
sich unter schonenden Bedingungen kalt pressen. Im Gegenteil: Vom ersten Pressen
bis zum verzehrsgeeigneten Öl sind oft einige Schritte nötig, die erwünschte
aber auch unerwünschte Folgen haben. Da die Ernährungsindustrie sehr
interessiert an massgeschneiderten Fetten mit genau definierten Schmelzpunkten
ist, finden Verarbeitungsschritte wie die Fetthärtung und die Umesterung immer
häufiger Eingang in die Fettverarbeitung Wie die Verarbeitung eines Rohöls/-fettes
aussieht, soll hier erläutert werden.
Fett ist
(chemisch gesehen) ein Glycerinmolekül in der Form eines E´s mit 3 Fettsäureresten,
die an diesem E hängen. Diese Fettsäurereste sind lange Kohlenstoffketten, die
man im "gesättigte" und "ungesättigte" unterscheiden
kann.
Je nachdem,
wieviel der Kohlenstoffatome gesättigt oder ungesättigt sind, verändert sich
der Schmelzpunkt eines Fettes. Je gesättigter ein Fett ist, je höher schmilzt
es. Die Länge der Fettsäureketten beeinflusst die Schmelztemperatur
ebenfalls. Öle enthalten relativ viele ungesättigte Fettsäuren. Sie sind
daher flüssig. Wann man nun von Öl oder Fett spricht, ist von dem Zustand bei
Zimmertemperatur (20°C) abhängig. In flüssigem Zustand spricht man von einem
Öl, bei festem Zustand von Fett. Fette und Öle besitzen einige sogenannte
Begleitstoffe. Die wichtigsten sind die fettlöslichen Vitamine E,D,K,A.
Ausserdem
liefern besonders Pflanzenöle wichtige Fettsäuren. Diese kann der menschliche
Körper nicht selber herstellen, ist aber auf sie angewiesen. Deshalb müssen täglich
mit der Nahrung ca. 10 g dieser Fettsäuren aufgenommen werden. Vitamin E ist
darüber hinaus ein natürliches Antioxidanz, das das schnelle
"Ranzigwerden" eines Öls verhindert. All diese Stoffe sollen bei der
Raffination möglichst nicht zerstört werden, da sie hauptsächlich zur
Hochwertigkeit der einzelnen Öle beitragen. Eine möglichst schonende Prozessführung
ist also oberstes Ziel bei der Fettverarbeitung.
Die
Raffination
Um eine
nachteilige Beeinflussung der Öle (Autooxidation, Polymerisation) zu
verhindern, sind einige Kriterien bei der Raffination zu beachten:
-
Verhinderung
des Kontaktes von Rohöl mit Sauerstoff
-
Abwesenheit
von Schwermetallen
-
möglichst
kurze Prozessführung bei möglichst tiefen Temperaturen
Entlecithinierung
Die
Entlecithinierung wird nur vollzogen, wenn sich die Lecithingewinnung lohnt.
Dies ist z.B. bei Sojaöl und auch bei Rapsöl der Fall . Dem Rohöl wird ca.
2-5% Wasser zugegeben und das Gemisch auf ca. 90°C erhitzt. Es bilden sich
Phospholipide, die sich in der Grenzschicht zwischen Öl und Wasser anreichern.
Die Emulsion wird dann mittels Seperator getrennt. Das Lecithin fliesst dabei
mit ab und kann durch Eindampfen gewonnen werden.
Entschleimung
In diesem,
bei allen Ölen durchgeführten Arbeitsschritt wird dem Rohöl Phosphorsäure
zugesetzt und auf ca. 90°C erhitzt. Dabei fallen Eiweiss- und
Kohlenhydratverbindungen aus, die das Öl sonst trüben würden. Die
ausgeflockten Verbindungen können einfach abfiltriert werden.
Entsäuerung
Bei der
Entsäuerung werden freie und kurzkettige Fettsäuren entfernt, die, wenn sie im
Öl verblieben, den Geschmack beeinflussen und den Verderb beschleunigen
würden.
Die
Abtrennung erreicht man durch Zugabe von 15%iger Natronlauge und anschliessendem
Auswaschen des Öls.
Bleichung
Zur
Abtrennung von Farbstoffen, Hydroperoxiden, Schwermetallen wird (bei 90°C)
Bleicherde (Aluminiumsilikat) zugesetzt. Oft geschieht dies auch in Kombination
mit Aktivkohle.
Desodorierung
Bei der
Desodorierung werden die höchsten Temperaturen des Raffinationsprozesses
erreicht. Heute üblich sind Temperaturen um 240°C. Dabei kommt es zu einer
Abtrennung von unerwünschten Geruchs- und Geschmacksstoffen. Ebenso werden
flüchtige Verbindungen (PCP´s, Benzpyren, Nitrosamine) und Pestizide entfernt.
Die physikalische Raffination
Diese Form
der Raffination hat nur noch 2 Stufen:
eine
kombinierte Entschleimung und Vorbleichung;
die
kombinierte Entsäuerung und Desodorierung per Destillation.
In der
ersten Stufe wird nach der Trocknung (bei ca. 50 hPa und 80-90°C)
Phosphorsäure und Bleicherde zugegeben. Die ausfallenden Schleimstoffe und die
Bleicherde werden dann abfiltriert. In der zweiten Stufe wird bei 5 hPa auf
200-250°C erhitzt. Diese Methode hat bisher nur Bedeutung bei Kokos- und
Palmöl, sowie Palmkernfett. Das Verfahren ist besonders geeignet, wenn nur eine
Ölsorte verarbeitet wird, bspw. in Erzeugerländern der o.g. Ölsorten.
Das
Winterisieren
Mit dieser
Methode werden Öle kältebeständig gemacht. Verhindert wird dadurch z.B. die
Trübung der Öle im Kühlschrank. Jeder der schon einmal kaltgepresstes
Olivenöl im Kühlschrank aufbewahrt hat, weiss, was damit gemeint ist.
Damit Öle
kältebeständig werden, müssen die für die Trübung verantwortlichen
Triglyceride und Wachse, die einen hohen Schmelzpunkt haben, abgetrennt werden.
Um dies zu erreichen, wird das Öl "fraktioniert". D.h.: Es wird
heruntergekühlt und die ausfallenden Kristallisationsprodukte werden
abfiltriert.
Eine andere
Möglichkeit ist die der Zugabe von Mono- und Dialcylglyceriden. Durch dieses
Verfahren wird die Bildung der Kristallisationsprodukte gehemmt.
Die
Fetthärtung
Öle werden
hauptsächlich gehärtet um:
den
Schmelzpunkt flüssiger Öle zu erhöhen und damit feste Fette für die
Margarine- und
Backfettindustrie
zu erhalten;
eine
verbesserte Oxidations- und Geschmacksstabilität zu erhalten;
bei
Fischölen ein akzeptables essbares Öl zu bekommen.
Bei der
Fetthärtung werden die Doppelbindungen der Fettsäure durch Wasserstoff zum
Teil oder gänzlich abgesättigt. Dieser Hydrierungsprozess findet
typischerweise im Autoklaven bei Temperaturen von 150-200°C unter
Wasserstoffdruck von 1-5 bar in Anwesenheit eines Katalysators (Nickel,
Nickelsulfide) statt.
Chemisch
erfolgt dabei eine Anlagerung des eingeblasenen Wasserstoffes an die
Doppelbindungen des Öls, das dadurch zum Teil oder gänzlich abgesättigt wird.
Daraus ergibt sich eine Erhöhung des Schmelzpunktes und damit ein Übergang vom
flüssigen Öl zum streichfähigen Fett. So wird bei völliger
"Durchhärtung aus der Linolensäure die Stearinsäure:
Früher
wurden Öle oft vollständig zum gesättigten Fett durchgehärtet. Dies ist,
wegen der sich daraus ergebenden talgigen Konsistenz des Fettes, heute nicht
mehr üblich. Der Prozess wird in der Regel vorher abgebrochen, so dass noch
einige Doppelbindungen verbleiben. Gehärtete Fette finden sich typischerweise
in einigen Margarinen, vielen Back- und Plattenfetten, aber auch in vielen
Fertigprodukten, die mit gehärteten Fetten hergestellt worden sind. Dies sind
z.B.: Backofen Pommes-frites, Fertigsuppen und -saucen, Blätterteige,
Nuss-Noughat-Cremes, Kartoffelchips, Kekse, etc.
Trans-Fettsäuren
Ein
typisches Nebenprodukt der Fetthärtung sind die sogenannten trans-Fettsäuren.
Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Wasserstoffatome an einer
Doppelbindung gegenüberstehen. Bei den natürlich vorkommenden cis-Bindungen
befinden sie sich auf der gleichen Seite. Folgendes Bild macht die Konsequenzen
deutlich, die sich daraus ergeben:
Cis-Fettsäuren
erhalten durch diese geometrische Struktur einen Knick von ca. 40°, der die
Anordnung der Fettmoleküle im Kristallgitter stört. Trans-Fettsäuren tun
dies, bedingt durch ihre geradlinige Struktur nicht und haben dadurch einen
höheren Schmelzpunkt. Sie verhalten sich dadurch in etwa so, wie gesättigte
Fettsäuren, die ebenfalls lineare Fettsäurereste besitzen.
Da bei der
Fetthärtung die Erhöhung des Schmelzpunkte vorrangiges Ziel ist, sind die
entstehenden trans-Fettsäuren vom Hersteller oft gar nicht unerwünscht.
| 
