Tuky jsou přírodní látky nazývané též lipidy odvozené (z řeckého slova lipos, což znamená mastný). Do skupiny lipidů patří tuky, oleje a vosky.
Tuky jsou estery vyšších (tzv. mastných) karboxylových kyselin a glycerolu. Vznik tuků esterifikací: glycerol + karboxylové kyseliny tuk + voda
Rozdělení tuků
- rostlinné - vznikají v rostlinách přeměnou sacharidů a ukládají se zejména v semenech a plodech,
(olivový olej, slunečnicový olej, řepkový olej, sójový olej, lněný olej, konopný olej, ostropestřcový olej). - živočišné - organismus živočichů vytváří vlastní tuky ze sacharidů, ale i z tuků a bílkovin přijímaných v potravě
(sádlo, hovězí lůj, rybí tuk, lanolín (tuk vylučovaný kůží ovcí).
Tuky následně dělíme podle skupenství:
- pevné - estery karboxylových kyselin s jednoduchými vazbami (palmitová, stearová),
např. máslo, sádlo, lůj, kokosový tuk. - kapalné - estery karboxylových kyselin s dvojnou vazbou (olejová), např. rostlinné oleje, rybí tuk.
Vlastnosti tuků
- nízká teplota tání
- jsou nerozpustné ve vodě, ale rozpustné v organických rozpouštědlech (líh, benzín)
- snadno se rozkládají na vzduchu - tzv. žluknutí tuků, mění se na nepoživatelné
- páchnoucí látky
Získávání rostlinných a živočišných olejů
Nejvíce tuků se získává ze semen olejnin - lisováním z plodů nebo semen rostlin za vysokého tlaku. Semena se nejprve rozdrtí, navlhčí a zahřejí, tím se rozloží na lipoproteiny,
následně se lisují ve šnekových kontinuálních lisech. Při této technologii se olej zahřívá na 80 °C. Takzvané za studena lisované oleje, panenské oleje se lisují, bez předchozího zahřátí.
Tento způsob výroby je typický pro olivový olej. Za studena lisované oleje se liší především obsahem volných kyselin. Extra Virgin obsahuje méně než 0,8 % volných kyselin, Fine Virgin obsahuje méně než 1,5 % kyselin.
- extrakcí za pomocí rozpouštědel.
Co je to vlastně extrakce
Jedná se o proces rozpouštění oleje v olejnatém materiálu vhodným rozpouštědlem nejčastěji hexanem = získáním oleje z roztoku odpařením rozpouštědla. Nejčastěji se používá při získávání sojového oleje, protože obsah oleje v semenech sóje je poměrně nízký, jen kolem 20 %, takže použití lisování a extrakce by bylo zbytečně nákladné. Kombinace obou způsobů lis i extrakce se používá po prvním lisování oleje. Zbytky po lisování tzv. šroty, obsahují ještě 15 - 20 % oleje. Extrahují se v kontinuálních extraktorech, ze kterých se získá se roztok obsahující 20 - 30 % oleje v hexanu. Následně se rozpouštědlo oddestiluje a zbytky se odstraní destilací s vodní parou.
Získávání živočišných tuků
Nejstarší způsob získání živočišných tuků je škavaření. Po omytí vodou se surovina rozřeže na řezačce na malé kousky. Dříve se používaly otevřené kotle vyhřívané přímým ohněm. Dnes se používají uzavřené kotle vyhřívané vodní parou nebo horkou vodou. Tento způsob podstatně snižuje nebezpečí přehřátí materiálu a zajišťuje lepší výtěžnost a jakost tuku.
Kostní tuk, se získává z očištěných a rozemletých kostí. Kostní moučka se smísí se studenou vodou a na suspenzi se působí ultrazvukem a tím dochází k uvolnění tuku.
Tuk z mořských savců se získávají zahřátím jejich tukovou tkání, masa a kostí. Kotle jsou vytápěny tlakovou přehřátou parou. Zahřívání musí být krátké a nesmí být přítomen vzduch, protože zejména velrybí tuk je mnohem citlivější na oxidační změny než většina rostlinných a živočišných tuků.
Rybí tuky se získávají hlavně ze sleďovitých ryb. Ryby se rozemelou a vystavují se v autoklávech při teplotě 110 °C, kde dochází k denaturaci bílkovin. Následně se lisují ve šnekových lisech.
V separátorech se odstraní voda a tuk se čistí odstřeďováním. Z lososovitých ryb se olej získává převážně z lososových hlav, které obsahují v rozmezí 12 - 16 % tuku, jedná se o odpadní surovinu a výsledný produkt, je využíván převážně pro výrobu krmiv a hnojiv.
Některé živočišné a rostlinné oleje se musí ještě upravit.
Panenské oleje se jen přefiltrují a dále se nerafinují. Oleje získané extrakcí nebo lisováním jsou často znečištěné a obsahují nepříznivé působící složky. Tyto oleje nemají vhodné organoleptické vlastnosti.
Pro to je nutné provést další úpravy: rafinace, ztužování, emulzifikace, odslizení, odkyselení, neutralizace, bělení, deodorace.
Rafinace
Tento postup se používá k odstranění všech nežádoucích příměsí, které jsou obsaženy v surových tucích. Jsou to především mechanické nečistoty, minerální látky, drobné zbytky semen,
bílkovin, cukrů a vody. Dále jsou obsaženy látky rozpustné v tucích, volné mastné kyseliny, fosfolipidy, dusíkaté sloučeniny, lipochromy, alkoholy, uhlovodíky a fyziologicky přítomné látky jako tokoferoly, steroly, vitamin A, D, E, K a vosky. Rafinace se používá především u rostlinných tuků a olejů dále u olejů, které se získávají lisováním za tepla a extrakcí z mořských živočichů. Kromě čistícího účinku má rafinace také význam při odstraňování těžkých kovů, herbicidů, pesticidů a jiných kontaminujících látek životního prostředí.
Technologický proces rafinace je rozdělen do několika částí:
- Odslizení (hydrataci)
- Odkyselení (neutralizace)
- Bělení
- Deodorizace
- Odslizení (hydratace)
Surový olej/tuk, se nejprve zbavuje mechanických nečistot filtrací nebo odstředěním. Potom se přidá voda nebo se do oleje zavádí vodní pára, která v oleji kondenzuje a nastává hydratace bílkovin, slizových látek a fosfolipidů. Tyto koagulují a ve formě vloček sedimentují. Vzniklé hydratační kaly obsahují asi 40 % vody a fosfolipidů, které se používají k výrobě lecitinu. Nejznámější je výroba sojového lecitinu, který se vyrábí ze surového sojového oleje, hydratací, separací a sušením ve vakuové odparce.
Odkyselení (neutralizace)
Neutralizace je především z ekonomického hlediska nejdůležitější operace. Působením různě koncentrovaných roztoků NaOH - hydroxidu sodného neboli louhu na volné mastné kyseliny vznikají sodná mýdla.
Obsah volných mastných kyselin se běžně pohybuje kolem 0,5 - 3,5 %. V kokosovém tuku bývá 5 - 7 % mastných kyselin. Neutralizovaný olej se vede do tlakového separátoru, kde se oddělí mýdlový kal, následně se olej propere horkou vodou a znovu se odstřeďuje. Vysušený neutralizovaný olej obsahuje méně než 0,1 % volných mastných kyselin a vody max. 0,007 % mýdla. Na neutralizaci se může použít také 20 % Na2CO3 – uhličitan sodný, kdy při neutralizaci vznikne oxid uhličitý, který se musí neustále odstraňovat, protože brzdí oddělování mýdlových kalů.
Bělení
Surové tuky obsahují lipochromy – barviva obsažená v tucích – karotenoidy, chlorofyl, které způsobují jejich charakteristické zabarvení. K částečnému vybělení dochází již při odslizení a neutralizaci. K dalšímu vybělení oleje se používají adsorpční prostředky. Nejčastěji aktivní bělící hlinky, které se získávají chemickou a fyzikální úpravou bentonitů, nebo lze použít i aktivní uhlí.
Deodorace
Cílem tohoto posledního stupně rafinace olejů a tuků je odstranění látek, které způsobují nežádoucí vůni a chuť. Prchavé látky se nejčastěji odstraňují použitím přehřáté páry, podtlaku a zvýšené teploty 190 – 240 °C. Jiná možnost je destilace s vodní parou za sníženého tlaku. Z kondenzátu se získávají tokoferoly a steroly. Rafinované oleje, které se používají, musí být čisté, čiré i při nízké teplotě. Příčinou tvorby zákalu je zvýšený obsah nasycených mastných tiaglycerolů, například u kokosového oleje,nebo vosků například u slunečnicového oleje. Olej se prudce zchladí z 30°C na 15 °C a po dvou hodinách se v krystalizátoru ochladí na 7°C. Zde se za stálého míchání se ponechá jeden den. Dojde ke krystalizaci tuhých podílů oleje, který se následně přefiltruje. Tento proces se nazývá Winterizace.
