W tym wpisie na blogu omówiono zasady, na których opiera się technologia płynów nadkrytycznych, pozwalająca na czystsze i bezpieczniejsze pozyskiwanie oleju sezamowego, a także jej różnorodne zastosowania przemysłowe.
Czy słyszałeś o oleju sezamowym w stanie nadkrytycznym? To nazwa, którą z łatwością znajdziesz w dzisiejszych supermarketach. Oczywiście, dla biednego studenta, takiego jak ja, zakup oleju sezamowego w stanie nadkrytycznym, który jest jeszcze droższy niż zwykły olej sezamowy, nie wchodzi w grę. Niemniej jednak, olej sezamowy w stanie nadkrytycznym sprzedaje się stabilnie, a jego rynek stale rośnie. Dlaczego olej sezamowy w stanie nadkrytycznym sprzedaje się stabilnie pomimo wysokiej ceny? Dowiedzmy się.
Zanim poznamy olej sezamowy w stanie nadkrytycznym, najpierw wyjaśnijmy, czym jest płyn nadkrytyczny. Płyn nadkrytyczny dosłownie odnosi się do stanu poza punktem krytycznym. Mówiąc prościej, opisuje on inną fazę istnienia poza ciałem stałym, cieczą i gazem. Punkt krytyczny oznacza próg, w którym substancja przestaje pozostawać w swoim określonym stanie i nabywa nowe właściwości fizyczne. Powodem, dla którego ta faza nadkrytyczna jest nieznana większości ludzi, jest to, że jej utrzymanie wymaga ogromnego ciepła i ciśnienia. Woda osiąga stan nadkrytyczny w temperaturze 374 stopni Celsjusza i przy ciśnieniu 220 atmosfer, podczas gdy dwutlenek węgla osiąga ten stan w temperaturze 31 stopni Celsjusza i ciśnieniu 74 atmosfer. Samo utrzymanie tej fazy nie jest łatwym zadaniem. Czym więc dokładnie jest ta faza nadkrytyczna, która sprawia, że taki wysiłek jest wart zachodu?
Płyny nadkrytyczne dyfundują równie szybko i przenikają równie dobrze jak gazy, działając jednocześnie jako doskonałe rozpuszczalniki, rozpuszczając inne substancje równie skutecznie jak ciecze. Ich zastosowania są szerokie: ekstrahują olej sezamowy, usuwają kofeinę z kawy, a nawet przywracają do życia zniszczone dokumenty historyczne. Badania nad płynami nadkrytycznymi rozpoczęły się w latach 1960. XX wieku, początkowo znajdując zastosowanie głównie w przemyśle, takim jak rafinacja ropy naftowej. Z czasem jednak ich potencjał w różnych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł spożywczy, farmaceutyczny i rekultywacja środowiska, zyskał na znaczeniu. Spośród nich dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym jest szczególnie preferowany jako bezpieczny materiał do ekstrakcji żywności, takiej jak olej sezamowy, ze względu na jego minimalną toksyczność i reaktywność chemiczną. Przyjrzyjmy się, jak płyny nadkrytyczne są wykorzystywane w ekstrakcji oleju sezamowego, jednego z najpopularniejszych zastosowań.
Jak wspomniano wcześniej, płyny nadkrytyczne charakteryzują się przepuszczalnością gazu, a jednocześnie wykazują doskonałe właściwości rozpuszczające. Tradycyjnie olej sezamowy produkowano poprzez prażenie nasion sezamu w wysokich temperaturach, a następnie prasowanie ich w celu „wyciśnięcia” oleju. Ta metoda ma dwie główne wady. Po pierwsze, pozostałości po wyciśnięciu oleju nie można poddać recyklingowi. Po drugie, nasiona sezamu palą się podczas procesu prażenia. Ciemny kolor i gorzki smak konwencjonalnego oleju sezamowego wynikają bezpośrednio z tego spalania.
Jednak proces ekstrakcji oleju sezamowego przy użyciu płynu nadkrytycznego rozwiązuje oba te problemy. Ponieważ płyn nadkrytyczny usuwa olej z wnętrza nasion sezamu, zachowując ich kształt, nasiona zachowują swoją pierwotną formę po ekstrakcji i mogą być ponownie wykorzystane w innym miejscu. Co więcej, ponieważ prażenie nie jest konieczne, olej sezamowy jest ekstrahowany czysto, bez przypalania, a szkody w składnikach odżywczych są minimalne. Właśnie dlatego olej sezamowy wytwarzany przy użyciu płynu nadkrytycznego jest popularny wśród konsumentów – oferuje czystszy, głębszy smak i aromat w porównaniu ze zwykłym olejem sezamowym, a także wyższą wartość odżywczą.
Główną zaletą oleju sezamowego w stanie nadkrytycznym jest niemal zerowe ryzyko wytwarzania benzo[a]pirenu, substancji rakotwórczej. Podczas gdy konwencjonalny olej sezamowy może wytwarzać benzo[a]piren podczas prażenia nasion sezamu w wysokiej temperaturze, metoda nadkrytyczna pomija ten etap, co czyni ją bezpieczniejszą. Podczas gdy konwencjonalne metody są uważane za bezpieczne, jeśli temperatura utrzymuje się poniżej określonego progu, zapewniając, że poziom benzo[a]pirenu nie przekracza norm ustalonych przez Ministerstwo Bezpieczeństwa Żywności i Leków, w przypadku niektórych dostępnych w sprzedaży olejów sezamowych sporadycznie odnotowywano przekroczenie tych limitów. Właśnie dlatego olej sezamowy w stanie nadkrytycznym jest preferowany przez współczesnych konsumentów dbających o zdrowie – umożliwia on bezpieczną i czystą ekstrakcję oleju sezamowego.
Technologia płynów nadkrytycznych wykracza daleko poza ekstrakcję oleju sezamowego. Jest również wykorzystywana w procesie usuwania kofeiny z kawy i odgrywa kluczową rolę w specjalistycznych dziedzinach, takich jak renowacja starożytnych dokumentów. Płyny nadkrytyczne zyskują na popularności jako technologia, która pozwala delikatnie usunąć tylko niezbędne fragmenty, nie uszkadzając dokumentu. W związku z tym płyny nadkrytyczne są aktywnie badane w różnych branżach i prawdopodobnie w przyszłości pojawią się jeszcze większe możliwości ich zastosowania.
Jednak technologie wykorzystujące płyny nadkrytyczne są wciąż na wczesnym etapie rozwoju i napotykają pewne ograniczenia ze względu na wysokie koszty i sprzęt niezbędny do utrzymania odpowiednio wysokich temperatur i ciśnień. Niemniej jednak, wraz z postępem technologii, oczekuje się, że płyny nadkrytyczne znajdą zastosowanie w coraz większej liczbie dziedzin. We współczesnym społeczeństwie, gdzie rosną wymagania dotyczące ochrony środowiska i zrównoważonej produkcji, technologia płynów nadkrytycznych zyskuje na popularności jako ekologiczna alternatywa dla rozpuszczalników chemicznych. Nie ulega wątpliwości, że technologia ta ma ogromny potencjał rozwoju w przyszłości.
