MATERII PRIME OLEAGINOASE

Industria uleiurilor si grasimilor naturale este aprovizionata cu materii prime ce provin din doua surse:

Æ     regnul vegetal - furnizor de materii prime oleaginoase vegetale;

Æ     regnul animal - furnizor de materii prime grase animale.

Sursele de materii prime oleaginoase de origine vegetala sunt practic inepuizabile, fiind produse ale diferitelor plante de cultura si din flora spontana ca: seminte, fructe, samburi, germeni, materii prime ce se prelucreaza direct in vederea obtinerii uleiurilor si grasimilor sau rezulta ca subproduse ti deseuri ale altor industrii prelucratoare.

Clasificarea materiilor prime oleaginoase vegetale. Dupa provenienta lor, materiile oleaginoase de origine vegetala se clasifica in:

v     seminte ale plantelor oleaginoase cultivate;

v     seminte ale plantelor textile oleaginoase cultivate;

v     seminte ale plantelor oleaginoase necultivate (buruieni oleaginoase);

v     fructe oleaginoase ale arborilor cultivati;

v     fructe oleaginoase ale arborilor de padure;

v     subproduse si deseuri oleaginoase:

o       seminte si samburi oleaginosi;

o       germeni oleaginosi;

o       deseuri oleaginoase ale industriei uleiurilor volatile naturale (semintele plantelor aromatice dupa extragerea uleiurilor volatile prin antrenare cu vapori).

Se pune conditia ca materiile prime sa aiba un continut minim de materii grase, astfel incat prelucrarea lor industriala sa fie rentabila.

1. Structura anatomica a semintelor oleaginoase

in general, termenul de samanta este folosit intr-un sens mai larg in agricultura si in practica industriala, numindu-se seminte si unele categorii de fructe compuse.

Semintele si fructele plantelor se pot deosebi pe baza caracterelor morfologice si a insusirilor lor diferite ca: modificarea culorii cotiledoanelor sub influenta unor reactivi, fluorescenta sub lumina de cuart etc.

Din punct de vedere morfologic, semintele propriu-zise sunt organe de reproducere ale diferitelor specii de plante care la maturitate se desprind de fruct, acesta avand un rol protector temporar.

Semintele propriu-zise (fig. 4) sunt alcatuite dintr-un invelis protector mai mult sau mai putin tare numit tegument sau coaja (pericarp) (care le apara de actiunile mecanice si biochimice), endospermul (miezul sau albumenul) si embrionul viitoarei plante.

Fig. 4 Structura morfologica a semintei de floarea-soarelui

1-coaja; 2- tegument; 3- miez.

Tegumentul, ca parte protectoare a semintei, este format din mai multe straturi de celule lignificate. El poate fi de diferite culori, gros sau subtire, neted sau zbarcit, reticulat, costat etc. La unele seminte tegumentul prezinta diferite formatiuni pe baza carora se poate identifica cu usurinta specia respectiva.

Endospermul sau albumenul constituie rezerva de substante nutritive ale semintei si formeaza miezul acesteia. Semintele care contin endosperm se numesc albuminate si apartin plantelor din familiile: Euphorbiaceae, Gramineae, Papaveraceae, Solanaceae.

Semintele lipsite de endosperm se numesc exalbuminate si apartin plantelor din familiile Curcubitaceae, Fagaceae si Leguminoase. La acestea endospermul este asimilat de embrion in momentul formarii semintei.

Se cunosc si se4minte intermediare sau partial albuminate care au o cantitate mai mica de endosperm in vecinatatea tegumentului, apartinand plantelor din familiile Cruciferae, Linaceae, Rosaceae.

La unele seminte, ca de exemplu floarea soarelui, endospermul exista un timp foarte scurt dupa formarea semintei si apoi se resoarbe. Acestea se numesc seminte cu albumen-femeraid.

Embrionul contine organele vegetative ale viitoarei plante: radacinita, tulpinita, cotiledoanele si mugurasul, care raman in stare latenta pana cand samanta germineaza.

La semintele albuminate, embrionul este in general mic in raport cu marimea semintei, pe cand la semintele exalbuminate embrionul este mare.

Structura microscopica a celulelor (fig. 5). Semintele oleaginoase sunt formate dintr-un numar foarte mare de celule de dimensiuni mici, variind intre 340μm² la in, 1075μm² la floarea soarelui si 1873μm² la ricin. Celula tipica a tesutului nutritiv al semintelor este compusa din invelisul celulei si substanta continuta in interior (oleoplasma imbibata cu ulei), granulele aleuronice, nucleul celular si alte elemente de baza celulelor.

Fig. 5 Structura morfologica a celulelor semintelor oleaginoase

1-membrana; 2- granule aleuronice; 3- oleoplasma; 4- nucleul.

Invelisul celular. Grosimea peretilor celulari la majoritatea semintelor este mica, fiind cuprinsa intre 0,3-0,5μm. Exceptie fac celulele de soia, a caror grosime este de 1,3μm. Invelisul celular are de cele mai multe ori contur ondulat, in colturile de unire a celulelor gasindu-se asa numitul "spatiu intercelular"; la semintele de soia si in spatiile intercelulare sunt de dimensiuni mici, ceea ce face ca acestea sa fie tari, mai dure, in timp ce la floarea soarelui sau la ricin ele sunt mai mari, iar semintele se caracterizeaza printr-o duritate mai mica, sunt mai fragile. Invelisul celular este format in principal din celuloza si hemiceluloza si la majoritatea semintelor este de grosime mica.

Oleoplasma este formata din protoplasma propriu-zisa sau citoplasma, care contine suportul pentru uleiul dispersat uniform in citoplasma, sub forma unor incluziuni ultramicroscopice. Volumul oleoplasmei difera de la un soi de seminte la altul, fiind de 75-82% din totalul intracelular la ricin, 75-76% la floarea soarelui, 74% la in si 66-69% la soia.

Granulele aleuronice sunt corpuri solide de origine proteica si formate din cristaloizi si globoizi acoperite de un invelis deosebit de subtire. Cristaloizii sunt proteine gelificate care se gasesc sub forma de cristale. Se deosebesc de globoizi prin faptul ca in apa se umfla, se imbiba, descoperindu-si astfel originea lor gelica. Globoizii sunt corpuri rotunjite, formate in special din fitina si acid fitinic, legate de proteine.

Forma si dimensiunile granulelor aleuronice difera foarte mult de la o samanta la alta. Astfel, la semintele cu continut ridicat de ulei, granulele au o forma mai rotunjita, in timp ce la semintele mai sarace in ulei au o forma colturoasa, neregulata. Suprafata sectiunii lor transversale variaza intre 20,3μm² la floarea soarelui si 87,9μm² la inul pentru ulei.

2. Caracterizarea fizico-chimica a principalelor materii prime oleaginoase

Datele generale privind raportul miez-coaja precum si principalele componente sunt urmatoarele (tabelul 7):

Tabelul 7

Compozitia chimica a materiilor prime oleaginoase indigene

Natura lipidelor si substantelor de insotire care compun uleiul brut este caracteristica fiecarei materii prime.

Motivele variatiilor in compozitia diferitelor materii prime oleaginoase rezida in masurile luate pentru ameliorarea diferitelor soiuri in agrotehnica aplicata si in conditiile de sol si clima. De o mare importanta asupra compozitiei chimice sunt de asemenea factorii legati de pastrarea semintelor, cat si de tratarea ulterioara recoltarii, pana la momentul prelucrarii industriale.

Substantele proteice din compozitia semintelor oleaginoase cuprind, in diverse proportii, aproape toate grupele de proteine.

Astfel, in timp ce albumina se gaseste in cantitati foarte mici, grupa globulinelor ocupa locul de baza variind intre 8,5% la soia si aproape 100% la floarea soarelui si la in. In ce priveste prezenta aminoacizilor esentiali, se constata ca      in comparatie cu necesarul pentru consumul uman, majoritatea proteinelor au o compozitie echilibrata, fapt ce justifica folosirea semintelor si a sroturilor oleaginoase ca sursa de proteina vegetala.

Glucidele care se gasesc in semintele oleaginoase sunt mai usor sau greu asimilabile, in functie de grupa din care fac parte. Astfel, monozaharidele, oligozaharidele si amidonul care sunt concentrate in miezul semintelor sunt usor asimilabile, in timp ce celuloza, hemiceluloza si substantele pectice, concentrate in coaja semintelor, sunt greu asimilabile sau neasimilabile de organismul animal. Exceptie fac rumegatoarele, al caror sistem digestiv contin celulaza care hidrolizeaza celuloza pana la glucoza, srotul constituind astfel o      sursa de substante nutritive pentru acestea. Prin descojirea semintelor se imbunatateste calitatea sroturilor, ca urmare a cresterii continutului de proteine si glucide.

Apa se gaseste in semintele oleaginoase in proportie variabila, in functie de felul semintelor si de calitatea lor.

Insusirile fizice ale semintelor oleaginoase. Din analiza structurii anatomice si chimice a diferitelor materii prime oleaginoase se pot trage insemnate concluzii practice pentru desfasurarea procesului de productie privind: fluxul tehnologic, in functie de volumul cojilor, de continutul in ulei; regimul tehnologic, in functie de grosimea peretilor celulari, de marimea granulelor aleuronice; utilizarea sroturilor in scopuri alimentare sau pentru furajare; destinatia uleiului s.a.

Pentru identificarea si categorisirea speciilor de seminte, pe langa structura anatomica, caracterele morfologice si insusirile lor, se folosesc si urmatoarele caractere de diferentiere: contur, marime, forma, culoare, suprafata tegumentului, precum si unele formatiuni caracteristice speciei.

Conturul semintelor este dat de proiectia acestora pe o suprafata plana atunci cand sunt lasate libere.

Forma semintelor este data de raportul dintre cele trei dimensiuni: lungime, latime, grosime si poate fi sferica, ovala, oval alungita, reniforma, piriforma, cuneiforma.

Marimea se exprima in milimetri, cele rotunde avand o singura dimensiune - diametrul - iar celelalte forme trei dimensiuni - lungime, latime si grosime.

Culoarea semintelor este o caracteristica pe baza careia se identifica speciile si uneori soiurile, dand indicatii asupra starii de maturizare a semintelor, a prospetimii acestora, a conditiilor de coacere si de conditionare.

Suprafata tegumentului semintelor variaza de la o specie la alta, iar la unele seminte suprafata este diferentiata in functie de soi.

Examinarea caracteristicilor tegumentului si identificarea unor formatiuni de pe suprafata acestuia se face cu ochiul liber, cu lupa sau cu microscopul, iar la unele seminte, pentru identificarea speciei se utilizeaza metoda prin care se coloreaza tegumentul sau formatiunile de pe acesta.

Unele specii de seminte prezinta fenomenul de heterocarpie respectiv, se pot prezenta in doua sau mai multe forme diferite, fenomen ce se datoreaza modului de asezare a florilor in inflorescente.

Cele mai raspandite plante oleaginoase sunt:

soia (Glycine hispida) - China, SUA, Rusia;

arahide (Arachis hypogaea) - India, China, Nigeria;

floarea soarelui (Helianthus annuus) - Rusia, Argentina, Romania;

rapita (Brasica napus) - India, China, Canada, Polonia.

In tara noastra principalele culturi oleaginoase sunt reprezentate de floarea soarelui, soia si inul pentru ulei.

In industria uleiurilor mai pot constitui materii prime econimice si urmatoarele subproduse:

germeni de porumb recuperati din industria moraritului, amidonului si spirtului;

seminte de dovleac de ulei;

samburi de struguri obtinuti ca deseuri in vinificatie;

seminte de tomate obtinute ca deseuri in industria conservelor.

3. Receptia si depozitarea materiilor prime oleaginoase

Receptia. La sosirea in fabrica, materiile prime oleaginoase sunt cantarite si supuse primelor faze ale prelucrarii destinate a asigura maturizarea tehnologica a semintelor si a crea conditiile normale de depozitare, fara pericol de degradare. In acest scop se indeparteaza impuritatile grosiere si excesul de umiditate.

Deoarece materiile prime oleaginoase au cu precadere un caracter sezonier (exceptie facand doar germenii de porumb care se produs permanent in morile de porumb cu degerminare), depozitarea lor se face pe perioade lungi de timp, in care pot apare, in conditii improprii, insemnate deprecieri calitative si cantitative.

In cadrul fabricilor de ulei, materiile prime sunt depozitate pe perioade variind intre 5 si 12 zile, durata ce asigura rezervele necesare continuitatii productiei.

Dupa constructia lor, depozitele pot fi clasificate in silozuri celulare si magazii etajate.

In silozurile celulare se pot depozita majoritatea sorturilor de seminte prelucrate in fabricile de ulei din tara noastra, cu exceptia celor de ricin, din cauza rezistentei slabe a cojii acestora.

In magaziile etajate semintele se depoziteaza pe plansee, intinse in straturi cu inaltimea de 1,5-3,5m, in functie de umiditatea lor, circulatia facandu-se pe verticala prin tuburi comunicante sau prin deschideri in planseu. Semintele sunt in contact cu aerul si lumina. Magaziile etajate sunt neeconomicoase in comparatie cu silozurile celulare.

Principalele procese care au loc in timpul depozitarii sunt aceleasi ca si in cazul pastrarii cerealelor. Incalzirea semintelor oleaginoase are loc mult mai usor decat incalzirea la cereale, datorita continutului mare de substante nesaturate care promoveaza oxidarea nebiologica.