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Optimierung der Produktion von kaltgepressten Speiseölen zur Steigerung der oxidativen Stabilität
Raphael Steinschaden
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Lebensmittelchemie
Betreuer*in
Marc Pignitter
DOI
10.25365/thesis.72006
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29373.67095.207454-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Kaltgepresste Speiseöle erfreuen sich heutzutage hoher Beliebtheit bei den KonsumentInnen. Sie weisen im Gegensatz zu raffinierten Ölen einen hohen Anteil an natürlichen Antioxidantien auf. Dies ist aus ernährungsphysiologischer Sicht zu bevorzugen. Allerdings weisen kaltgepresste Speiseöle einen höheren anfänglichen Oxidationsgrad auf. Durch den erhöhten Anteil an Lipidoxidationsprodukten kommt es allerdings zu Einschränkungen in der Haltbarkeit und der gesundheitsförderlichen Faktoren.
Daher wurde in Kooperation mit dem Unternehmenspartner Hagenthaler Ölmanufaktur versucht, die Herstellung von kaltgepressten Speiseölen (Lein-, Distel- und Hanföl) so zu optimieren, dass eine erhöhte oxidative Stabilität von Speiseölen mit hohem Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren erzielt werden kann. Die Optimierung der Produktionsschritte inkludierte die Verhinderung vom Eindringen von Sauerstoff, Vermeidung von Licht, Kühlung und Zufuhr von Stickstoff während der Pressung. Die Peroxidzahl konnte bei Lein- und Hanföl im Zuge der optimierten Produktion um 76,0 % bzw. 71,0 % gesenkt werden. Gleichzeitig stieg der Polyphenolgehalt im Hanföl um 209,0 % und im Distelöl um 15,0 % im Vergleich zu herkömmlich produzierten Ölen an. Der Tocopherolgehalt konnte bei allen Ölsorten durch die Pressoptimierung gesteigert werden. In Bezug auf α-Tocopherol wurde bei Hanföl ein bis zu 97,0 % höherer Wert erreicht, während beim γ-Tocopherol eine Steigerung von 9,8 % bis 13,3 % durch eine Pressung im geschlossenen System erzielt werden konnte. Die Untersuchungen des Presskuchens blieben zu einem Großteil unbeeinflusst durch diese Maßnahmen.
Im Zuge der Optimierung wurde auch das Ausmaß einer Röstung von Leinsaat untersucht. Diese wurde bei 60 °C, 100 °C, 140 °C und 180 °C geröstet und anschließend unter optimierten Bedingungen gepresst. Hinsichtlich der antioxidativ wirksamen Substanzen zeigten sich kaum bedeutende Veränderungen. Hingegen kam es allerdings zu einer beachtlichen Senkung der Peroxidzahl um 55,4 % ab Temperaturen von 100 °C.
Weiters wurde versucht, mehr Polyphenole aus dem Presskuchen mithilfe von Öl zu extrahieren. Eine 30-minütige Extraktion und ein Presskuchen/Öl-Verhältnis von 1:2 erzielten die besten Ergebnisse, während eine Ultraschallbehandlung sich negativ auf die Polyphenolextraktion auswirkte. Im Zuge einer Dreifach-Extraktion wurde eine 12-fache Erhöhung des Polyphenolgehaltes im Leinöl festgestellt.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass eine Optimierung der Produktionsschritte durch die Reduktion der Einflussfaktoren auf die Oxidation sowie einer Extraktion von Polyphenolen aus dem Presskuchen mit Öl zu einer erhöhten oxidativen Stabilität führte. Ersteres wurde im Rahmen der Masterarbeit bereits im Firmenmaßstab ausgeführt, während zweiteres im Labormaßstab getestet wurde. Daher sollte die Polyphenolextraktion mit Öl ebenfalls im Produktionsmaßstab getestet werden.
Abstract
(Englisch)
Cold pressed oils are very popular with consumers. In contrast to refined oils, they contain a high proportion of natural antioxidants, which are preferable from a nutritional point of view. However, they show a higher initial degree of lipid oxidation, leading to restrictions in shelf life and health benefits.
In cooperation with the company partner, Hagenthaler Ölmanufaktur, an attempt was made to optimize the production of cold-pressed edible oils (flaxseed oil, safflower oil, hempseed oil) to increase the oxidative stability of polyunsaturated fatty acids rich oils. The optimization included the limitation of oxygen contact, avoidance of light, cooling and supply of nitrogen during pressing. The peroxide value was reduced by 76 % and 71 % in the course of optimized production for linseed and hemp oil, respectively. The polyphenol concentration increased by 209 % in hemp oil and by 15 % in safflower oil compared to conventionally-produced oils. The tocopherol concentration was increased in all oil types through the optimized press system. Regarding α-tocopherol concentration, the highest increase of 123 % was measured in hemp oil, while the increase of γ-tocopherol remained between 5.3 % to 24.2 %. The antioxidants of the press cake remained to a large extent unaffected by these measures.
Regarding optimization, the effect of roasting of flaxseed was analyzed too. Flaxseeds were roasted at 60 °C, 100 °C, 140 °C and 180 °C and then pressed under optimized conditions. Regarding the natural antioxidants, hardly any significant changes were measured. However, there was a remarkable reduction of the peroxide value by 55.4 % at temperatures of 100 °C and above.
In addition, attempts were made to extract more polyphenols from the press cake using oil. A 30-minute extraction and a press cake/oil ratio of 1:2 proved to deliver the best results. The ultrasound treatment had a negative effect on the extraction of polyphenols. In the optimized procedure, a threefold extraction was performed, thereby obtaining a 12-fold increase in the polyphenol concentration in the oil.
In summary, it can be stated that an optimization of the production steps to reduce influencing factors of oxidation as well as to extract polyphenols from presscake with oil lead to an increased oxidative stability of PUFA-rich oils. The former was carried out on large scale, while the latter was mimicked on laboratory scale. Therefore, the extraction of polyphenols from presscake with oil should be extracted on large scale as well.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Cold pressed oils lipid oxidation /oxidative stability antioxidants roasting extraction flaxseed oil
Schlagwörter
(Deutsch)
Kaltgepresste Öle Lipidoxidation Oxidationsstabilität Antioxidantien Röstung Extraktion Leinöl
Autor*innen
Raphael Steinschaden
Haupttitel (Deutsch)
Optimierung der Produktion von kaltgepressten Speiseölen zur Steigerung der oxidativen Stabilität
Paralleltitel (Englisch)
Optimizing the production of cold pressed edible oils to increase oxidative stability
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
106 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Marc Pignitter
Klassifikation
35 Chemie > 35.00 Chemie: Allgemeines
AC Nummer
AC15479493
Utheses ID
52090
Studienkennzahl
UA | 066 | 659 | |