Biologiczne Podstawy Produkcji Roślinnej Budowa i rodzaje tkanek

Biologiczne Podstawy Produkcji Roślinnej Budowa i rodzaje tkanek

Podstawy produkcji surowców roślinnych
Rośliny oleiste
Opracował dr inż. Wiktor Berski
Wykorzystano materiały z następujących źródeł:
•
•
•
•
http://www.ppr.pl/
http://encyklopedia.pwn.pl/
http://wiem.onet.pl/
http://www.fao.org/
ROŚLINY OLEISTE gromadzą tłuszcz w nasionach, owocach lub w
innych częściach w ilościach przekraczających 15% (20%), stanowiąc
surowiec do otrzymywania olejów roślinnych.
Na świecie około 100 gatunków roślin zawiera taką ilość tłuszczu, którą
opłaca się wydobywać. Spośród nich przemysłowe znaczenie światowe
ma 7 gatunków: soja, rzepak, słonecznik, bawełna, arachid, palma
oleista i palma kokosowa.
Do grupy roślin oleistych zalicza się wiele gatunków należących do
licznych rodzin botanicznych. Wymagają na ogół starannej uprawy i
silnego nawożenia. Tłuszcz w nasionach gromadzi się dopiero w
okresie dojrzewania, dlatego też ważny jest więc termin zbioru. Jakość
tłuszczu zależy od rodzaju rośliny, oraz w dużej mierze od warunków
rozwoju, wilgotności, temperatury, nasłonecznienia i gleby.
Najwięcej olejów roślinnych, o przewadze nasyconych kwasów
tłuszczowych, dostarczają rośliny strefy międzyzwrotnikowej i
podzwrotnikowej,
zawierające
powyżej
50%
tłuszczu
(olejowiec, palma kokosowa, atalia, migdałowiec zwyczajny,
oliwka, drzewo tungowe, orzech ziemny, sezam, rącznik,
soja); mniejsze ilości tłuszczu zawierają: bawełna, fałdzistka,
maziczka siewna. W strefie umiarkowanej uprawia się rośliny
oleiste o zawartości tłuszczu poniżej 50%, z przewagą
nienasyconych kwasów tłuszczowych, np. rzepak, lnicznik, len
oleisty, katran abisyński, dynia oleista, słonecznik, gorczyca.
Zdecydowana większość tłuszczów roślinnych jest cieczami.
Orzechy
ziemne
41
Len
30
33
22
Słonecznik
23
48
Rzepik
25
38
0%
Tłuszcze
10%
Białko
20%
8
26
35
Rzepak
15
21
23
30%
Węglowodany
40%
50%
Błonnik
10
5
18
60%
70%
7
80%
Substancje mineralne
22
10
6
8
3 2
11
4
10
4
10
90%
Woda
100%
Tłuszcze konsumpcyjne wykorzystywane są do bezpośredniego
spożycia, ale także służą do wyrobu tzw. utwardzonych
tłuszczów roślinnych (margaryna), artykułów cukierniczych,
piekarniczych oraz konserw. Tłuszcze techniczne natomiast
stosuje
się
pokostów,
głównie
środków
do
wyrobu
biopaliw,
farb,
powierzchniowoczynnych,
lakierów,
tworzyw
sztucznych, klejów i kitów. W bardzo ograniczonym zakresie
używane są także w przemyśle hutniczym i lotniczym. Tłuszcze
pochodzenia roślinnego stosuje się również w farmacji oraz
przemysłach
kosmetycznych.
Produkty
odpadkowe
przy
wydzielaniu oleju tzw. makuchy lub śruta stanowią bardzo
cenną paszę treściwą dla zwierząt, zawierają bowiem duże
ilości białka. Ponadto nasiona lub makuchy niektórych roślin
oleistych, np. rzepaku, rzepiku, gorczyc, dzięki zawartości
olejków gorczycznych używane są do wyrobu musztardy, wina,
piwa, lub służą jako przyprawy do konserw.
Niektóre rośliny oleiste mają też inne wartości, np. płatki
korony krokosza, dzięki zawartości barwników, mogą być
wykorzystane w przemyśle farbiarskim. Nasiona maku mają
szerokie
piekarskich,
zastosowanie
ponadto
przy
dostarczają
wyrobach
wielu
cukierniczych
alkaloidów.
Ziele
drapacza i nasiona rącznika są wykorzystywane w lecznictwie.
Podobnie jak makuchy także słoma niektórych roślin oleistych
może być używana na paszę , do okrywania kopców, produkcji
kompostów, wyrobu papieru, płyt izolacyjnych itp. Niektóre
rośliny oleiste takie jak len lub konopie są cennymi roślinami
włóknistymi i wykorzystywane są
przede wszystkim do
produkcji włókien naturalnych, a uzyskiwanie z nich tłuszczów
jest tylko dodatkowym zabiegiem umożliwiającym pełniejszą
utylizację tych roślin.
Lipidy wraz z białkami i sacharydami są podstawowymi
składnikami wszystkich żywych komórek. Jest to grupa
naturalnych związków chemicznych nierozpuszczalnych w
wodzie, ale rozpuszczalnych w tzw. rozpuszczalnikach
tłuszczowych (etery, węglowodory, zw. chloroorganiczne).
Lipidy dzielą się na trzy grupy: proste, złożone i wtórne.
Lipidy proste: estry kwasów tłuszczowych i gliceryny (bądź
innych alkoholi). W skład lipidów prostych wchodzą lipidy
właściwe (estry kwasów i gliceryny), woski (estry innych
alkoholi).
Lipidy złożone: związki zawierające oprócz estrów kwasów
tłuszczowych także inne składniki. Na przykład fosfolipidy
(zawierające kwas fosforowy) a wśród nich glicerofosfolipidy
(pochodne kwasu glicerofosforowego) oraz sfingofosfolipidy
(pochodne fosfoceramidu). Wyróżnia się także glikolipidy
(tłuszcze zawierające, co najmniej jedna cząsteczkę cukru) a
wśród nich: glikoglicerolipidy i glikosfingolipidy. Do grupy
lipidów złożonych należą natomiast, np. sulfolipidy.
Lipidy wtórne: powstają z lipidów właściwych lub złożonych,
najczęściej przez ich hydrolizę. Do grupy tej zalicza się kwasy
tłuszczowe, alkohole i węglowodory.
Funkcje tłuszczów w organizmach żywych: źródło NNKT,
nośniki witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (a także
substancji odpowiedzialnych za smak i zapach), główne i
skoncentrowane źródło energii (ok. 37,7kJ/g), ochrona
narządów (warstwa izolacyjna i ochrona mechaniczna)
Funkcje
tłuszczów
w
technologii
żywności:
czynniki
kontrolowanego przenoszenia ciepła (tłuszcze smażalnicze),
oleje sałatkowe, wyrób przetworów na bazie tłuszczów
(majonezy,
dressingi),
wyrób
margaryn
(w
wyniku
katalitycznego utwardzenia, uwodornienia),
emulgatory
(lecytyna)
Rośliny oleiste gromadzą jako materiał zapasowy tłuszcze,
które mogą następnie być wyizolowane i wykorzystane do
celów
konsumpcyjnych
bądź
technicznych.
Tłuszcze
pochodzenia roślinnego w skali globalnej stanowią ok. 65%
światowej produkcji, tłuszcze zwierząt lądowych - około 35%,
a na tłuszcze zwierząt morskich i ryb około 2%. Spośród
produkowanych tłuszczów aż 92% stanowią tłuszcze jadalne a
jedynie 8% jest wykorzystywane jest w celach technicznych.
Jest to spowodowane wyższą opłacalnością zastosowania
produktów przerobu ropy naftowej i gazu.
Produkcja surowców oleistych na świecie
Lata
Powierzchnia upraw
(1000 ha)
Produkcja
(1000 ton)
1999-2001
25 748
1 516 460
2003-2005
25 748
1 594 106
2007
28 164
1 864 634
2008
28 664
1 959 181
2009
28 174
1 912 973
Produkcja tłuszczów w 2006 roku ( mln ton)
Łącznie 152,8; w tym zwierzęce 24,4 (16%)
Palmowy
38,0 (24,9) Rycynowy
0,5 (0,3)
Sojowy
36,7 (24,0) Łój
8,5 (5,6)
Rzepakowy
18,4 (12,0) Smalec
8,0 (5,2)
Słonecznikowy
11,4 (7,5)
Masło
6,9 (4,5)
Bawełniany
5,0 (3,3)
Z ryb
1,0 (0,7)
Z orzechów z.
4,2 (2,7)
Oliwa
3,0 (2,0)
Kukurydziany
2,3 (1,5)
Palmowy (kernel)
4,4 (2,9)
Kokosowy
2,9 (1,9)
Sezamowy
0,9 (0,6)
Lniany
0,7 (0,5)
Światowa produkcja olejów roślinnych w 2009
Ton
%
Ważniejsi producenci
Palmowy
41.340.178 31,81 Indonezja, Malezja, Nigeria, Tajlandia
Sojowy
36.124.591 25,31 USA, Chiny, Brazylia, Argentyna
Chiny, Niemcy, Indie, Francja, Japonia
21.222.886 14,94 Polska
Indonezja, Malezja, Nigeria, Tajlandia
5.703.852 4,05
Rzepakowy
Palmowy
(jądra)
z orzechów
ziemnych
5.297.709
3,92 Chiny, Indie, Nigeria, Myanmar
Bawełniany
4.764.261
3,29 Chiny, Indie, Pakistan, Uzbekistan
Kopra
3.682.904
2,47 Filipiny, Indie, Indonezja, Wietnam
Oliwa
2.907.985
2,05 Hiszpania, Włochy, Grecja, Syria
Kukurydziany
2.294.470
1,61 USA, Chiny, Japonia, Brazylia
Sezamowy
908.508
0,71 Myanmar, Chiny, Indie, Sudan
Lniany
604.470
0,41 Chiny, Belgia, USA, Etiopia
Krokoszowy
150.286
0,11 Indie, USA, Argentyna, Meksyk
Produkcja surowców oleistych (1000 ton), z
uwzględnieniem celów niespożywczych
Gatunki roślin oleistych
uprawianych w Polsce
Rośliny oleiste uprawiane w Polsce można podzielić na 2
grupy:
1.Wykorzystywane głownie przez przemysł olejarski: rzepak i
rzepik.
2.Wykorzystywane wszechstronnie: mak - przemysł olejarski,
piekarsko-ciastkarski, do bezpośredniego spożycia, do wyrobu
farb artystycznych, gorczyca biała i sarepska – do wyrobu
musztardy i jako przyprawa, gorczyca czarna, rącznik – w
przemyśle farmaceutycznym, soja – przetwarzana na olej, a
także źródło białka.
W klimacie umiarkowanym (Polska) uprawia się dość liczną
grupę roślin oleistych obejmujących kilka rodzin. Najliczniej
reprezentowane są rośliny krzyżowe (Crucifereae) z takimi
gatunkami jak: rzepak (ozimy i jary), rzepik (ozimy i jary),
gorczyce (biała, czarna i sarepska), rzodkiew oleista, lnianka
(siewna ozima i jara) oraz katatran abisynski (kapusta
abisyńska). Rośliny te dostarczają tzw. oleju rzepakowego
stanowiącego ponad 90% całkowitej produkcji tłuszczów
roślinnych.
Mniejsze
znaczenie
barwierski,
drapacz
lekarski
ma
słonecznik,
(rodzina
krokosz
złożone),
mak
(makowate), len (lnowate), konopie (konopiowate), dynia
oleista (dyniowate) i rącznik (rycynus) (wilczomleczowate).
Rzepak i rzepik
Główny surowiec oleisty w Polsce, (80% ogólnych upraw). Są
to rośliny jednoroczne, należące do rodziny krzyżowych.
Uprawiane są jako ozime (najczęściej, okres wegetacji ok.
315 dni) i jare (95-125 dni). Owocem rzepaku jest łuszczyna
(długość 4,5 – 12 cm). Wewnątrz niej znajduje się kilkanaście
nasion w jednym rzędzie. Nasiona są drobne, kuliste średnicy
1,5
–
2,8
mm,
koloru
ciemnobrunatnego
lub
srebrzystoczarne. Nasiona rzepiku są nieco mniejsze, mają
powierzchnię silniej siateczkowana, mniej błyszczącą. Nasiona
rzepaku i rzepiku są bezbielmowe, zbudowane z łupiny
nasiennej i dobrze wykształconego zarodka. W liścieniach
zarodka gromadzą się substancje zapasowe (tłuszcz i białko).
Zawierają
one
olejek
goryczkowy
nadający
charakterystyczny zapach i gorzko-piekący smak.
im
Do nasion rzepaku i rzepiku bardzo podobne są nasiona
gorczycy czarnej i sarepskiej. Ziarno rzepaku zawiera 38%
tłuszczu, 23% białek, rzepiku 35% tłuszczu i 25% białek.
Nasiona rzepaku, ze względu na jełczenie tłuszczów mają
krótki okres zdolności do kiełkowania.
Gorczyca biała, czarna i sarepska
Jednoroczne rośliny jare z rodziny krzyżowych. Nasiona
oprócz tłuszczów mogą zawierać związki o charakterze
glukozydów (np. sinalbina w gorczycy białej), z których
produkuje się tzw. olejek gorczyczny. Makuchy gorczycowe
stanowią surowiec do wyrobu musztard, ale nie nadają się na
paszę dla zwierząt. Natomiast mieszankach z innymi roślinami
uprawianymi w celach paszowych stosuje się gorczycę białą
jako zieloną paszę lub nawóz. Owoce gorczyc to grube,
guzowate i szorstko owłosione łuszczyny o długości do 4cm
zakończone szablastym dziobem. Nasiona są kuliste o
średnicy 2-2,5mm. Nasiona moczone w wodzie silnie
śluzowacieją (z wyjątkiem gorczycy sarepskiej). Gorczyca
biała zawiera do 32% tłuszczu w nasionach. Gorczyca
sarepska jest używana jako surowiec dla przemysłu
spożywczego, farmaceutycznego i kosmetycznego.
Lnianka
Lniana należy do rodziny krzyżowych, jest rośliną jednoroczną
jarą lub ozimą (w Polsce przeważa forma jara). Dostarcza
wartościowego oleju jadalnego i technicznego. Nasiona lnianki
zawierają do 33% tłuszczu a makuchy są bogate w białko
(35%) i stanowią cenną paszę dla bydła, która jednak może
być stosowana w niewielkich ilościach ze względu na ostry
smak i zapach. Owocem jest gruszkowata łuszczyna (710mm) podzielona fałszywą przegrodą na dwie komory.
Nasiona lnianki są drobne, wydłużone barwy żółtawo-rdzawej.
W porównaniu z innymi krzyżowymi lnianka jest bardziej
wytrzymała na mróz i suszę.
Kapusta Abisyńska
Roślina jednoroczna jara, której owoce zawierają do 36%
tłuszczu. Olej pochodzący z tej rośliny ma podobne
właściwości i skład chemiczny jak olej rzepakowy, chociaż
zawiera dość dużo oleju erukowego. Nasiona katrana
zawierają też dużo olejków lotnych. Śruta poekstrakcyjna
może być stosowana na paszę (w małych dawkach). Owocem
kapusty abisyńskiej jest kulista jednonasienna, zredukowana
łuszczynka barwy bladożółtej. Łuszczynki wymłacają się
trudno w związku, z czym materiałem siewnym są całe
owoce.
Rzodkiew oleista
Roślina jednoroczna, jara. Średnia zawartość tłuszczu w
nasionach wynosi około 35%. Rzodkiew oleista uzyskuje
ostatnio duże znaczenia jako roślina poplonowa uprawiana w
celu uzyskania zielonki lub na zielony nawóz. Owocem jest
łuszczyna o długości do 6cm i grubości 1cm. Łuszczyna jest
pękata, gruszkowata, zakończona ostrym dziobem. Łuszczyny
nie pękają
Słonecznik
Jednoroczna roślina z rodziny złożonych pochodząca z
Meksyku. Uprawiana jest w wielu krajach dla jadalnych nasion
zawierających około 40% tłuszczu zawierającego aż 88%
wielonienasyconych kwasów tłuszczowych - (62% kwasu
linolowego i 26% kwasu oleinowego). Najwartościowszy
odżywczo jest olej słonecznikowy niepoddany podgrzewaniu
(smażenie) gdyż podczas przegrzania kwasy NNKT ulegają
rozkładowi. Owocem jest niełupka składająca się ze skórzastej
owocni i nasienia. Słonecznik był i jest stosowany jako roślina
lecznicza.
Rącznik pospolity (rycynus)
Gatunek
z
rodziny
wilczomleczowatych,
pochodzący
prawdopodobnie z Etiopii. Szeroko uprawiany jako roślina
oleista i ozdobna. W swej ojczyźnie jest drzewem wysokim do
10-12 m, w innych warunkach klimatycznych może być
krzewem, bylina, a w strefie umiarkowanej nawet rośliną
roczną. Olej uzyskiwany z nasion rącznika stosowany jest do
celów technicznych i leczniczych.
Mak lekarski
Roślina jednoroczna, jara. W liścieniach nasion gromadzi się
tłuszcz w ilości do 45%, natomiast w łodygach, owocach i
nasionach znajdują się alkaloidy (opium, morfina, kodeina,
papaverina i inne). Mak uprawia się do celów jadalnych,
przemysłowych oraz farmaceutycznych. Nasiona maku są
małe i mają kształt nerkowaty, barwę białą, szaro-srebrzysta,
niebieską lub brunatną.
Dynia oleista
Należy do rodziny dyniowatych. Formy uprawne mają nasiona
pozbawione grubej zdrewniałej łupiny (tzw. bezłupinowe) i
zawierają około 50% tłuszczu (odmiany łupinowe do 45%).
Dynie oleistą uprawia się w celach konsumpcyjnych (olej,
margaryna), dla przemysłu cukierniczego, oraz do wyrobu
przetworów. Owocem dyni jest kulista lub owalnowydłużona
jagoda pokryta zdrewniałą łupiną różnego zabarwienia. Pod
nią znajduje się miąższ a środek owocu wypełnia tkanka
miękiszowa, gąbczasta, w której umieszczone są nasiona.
Nasiona dyni mają ok. 1,5cm długości i są silnie spłaszczone.
Bezłupinowe, w przeciwieństwie do odmian jadalnych i
pastewnych otacza cienka srebrzysta okrywa nasienna.
Konopie
Różne odmiany konopi wykorzystuje się głównie jako rośliny
włókniste, chociaż ich nasiona zawierające do 38% tłuszczu
mogą
także
być
wykorzystywane
do
produkcji
szybkoschnących olejów. Ponadto pakuły lniane używane są
jako materiał izolacyjny oraz w przemyśle papierniczym a
paździerze w przemyśle meblarskim. Makuchy oraz nasiona są
natomiast wartościowa paszą zawierającą do 25% białka.
W
obrębie
gatunku
konopi
wyróżnia
się
trzy
odmiany
botaniczne: konopie dzikie (ze względu na niski plon włókna i
nasion nie mają wartości użytkowej), indyjskie (ubogie we
włókno służą głównie do produkcji haszyszu i marihuany) oraz
najczęściej uprawiane konopie zwyczajne.
Len
Len jest zarówno rośliną oleista jak i włóknistą. Nasiona
(pospolicie nazywa się siemieniem) i olej z lnu mają
zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym. Siemię i
makuchy są tez wartościową paszą zawierającą do 30%
białka. Paździerze znajdują natomiast zastosowanie w
przemyśle meblarski i budowlanym. Rodzaj lnowatych
obejmuje ok. 200 gatunków, z których tylko len zwyczajny
jest rośliną uprawną. W Polsce występuje on w dwóch
odmianach: len pękający (forma przejściowa miedzy lnem
dzikim i uprawnym. Zachował on cechy roślin dziko rosnących
tj. pękanie torebek nasiennych i rozsiewanie nasion. Z tego
względu nie ma on praktycznego zastosowania) oraz len
siewny, występujący jako forma jara w postaci lnu:
grubonasiennego – 44% tłuszczu, przejściowego – max. 43%
tłuszczu oraz drobnonasiennego uprawianego na włókno).
Nasiona lnu są płaskie, jajowate zaopatrzone w zakrzywiony
dziobek. Nasiona te i zawierają one bielmo. Ich skład
chemiczny to 23% białka, 25-45% tłuszczu, 22%
węglowodanów,
9%
błonnika
oraz
3%
substancji
mineralnych. Dla odmian włóknistych najbardziej wartościowa
częścią jest kora zawierająca pęczki włókien.
Oliwka europejska
Jeden z około 35 gatunków rodziny oliwkowatych występujący
na obszarze śródziemnomorskim, na pograniczu klimatu
umiarkowanego i tropikalnego. Jest wiecznie zielonym
drzewem lub krzewem, długowiecznym, osiągającym wiek do
1000 lat. Rośnie w stanie dzikim i jest uprawiana od około
czterech tysięcy lat. Oliwka odgrywała dużą rolę w mitologii i
sztuce. Owocem jest podłużny lub okrągły pestkowiec o
długości
ponad
3
centymetry,
początkowo
zielony,
dojrzewający czerwony, dojrzały fioletowo-czarny. Zawiera on
twardą, pomarszczoną, jasnobrązowa pestkę. Dojrzałe owoce
zawierają około 40% oleju zawierającego nienasycone kwasy
tłuszczowe. Oliwa uzyskiwana z pierwszego tłoczenia w
temperaturze 25 C posiada wysokie właściwości odżywcze i
lecznicze. Należy ją spożywać na surowo, w sałatkach lub
innych pokarmach gdyż podczas podgrzewania niszczy się
cenne odżywczo składniki.
Również
oliwa
tłoczona
przy
zastosowaniu
wyższej
temperatury
jest
wartościowym
tłuszczem
jadalnym,
nadającym się do smażenia, gotowania, duszenia i spożycia
na surowo. Podczas smażenia oliwa z oliwek jest
dziesięciokrotnie odporniejsza na utlenianie od oleju
słonecznikowego i sojowego. Oliwa z oliwek ma właściwości
lecznicze, gdyż chroni serce i naczynia krwionośne prze
zmianami miażdzycowymi. Obniża poziom cholesterolu LDL,
ma działanie antyoksydacyjne, zapobiega wytwarzaniu się
kamieni żółciowych. W krajach o wysokim spożyciu oliwy
wskaźniki zapadalności na choroby wieńcowej są niskie. Oliwa
z oliwek może być składnikiem kosmetyków. Około 90%
światowych zbiorów oliwek przeznacza się do produkcji oliwy,
pozostałe 10% przeznaczone jest do konsumpcji w postaci
owoców marynowanych lub kiszonych.