Changes in olive oil components during deodorization and/or physical refining at the pilot plant scale using nitrogen as stripping gas

Abstract

A detailed study has been performed of the changes made by the action of the independent variables (temperature, flow of stripping gas, thickness of oil layer in the deodorizer, and length of the process) on different quality parameters of olive oil deodorized and/or physically refined in a discontinuous process (in a pilot plant of 250 kg maximum capacity using nitrogen as stripping gas in place of steam). The changes caused in the contents of unsaturated fatty acids (elaidinization) in the contents of 3,5-stigmastadiene (dehydrated beta sitosterol), and of saturated fatty acids in the β-position have been studied. A bleached olive oil with 1.85% of ffa was analyzed in a design of experiments using a modified Yates factorial statistical analysis. The results obtained from similar assays carried out with bleached sunflower seed oil with 0.56°C of acidity (using a 4 × 4 latin square experimental scheme) were used as starting point to select the most important independent variables. It has been concluded that the content of trans fatty acids in the deodorized oils depends indirectly on the four variables, and although the elaidic acid content is correct in all cases, the content of trans 18:2 and trans 18:3 readily exceeds the permitted limit when the temperature is above 250°C and the residence times are long. The same occurs with the content of saturated fatty acids in β-position of triglycerides and the content of 3,5-stigmastadiene. This means that the oil must be deodorized at a lower temperature, with longer residence time and greater energy spending. As the different olive oils have different initial characteristics, it is of interest to establish criteria, which are able to forecast whether a particular oil could be refined under pre-set conditions. A similar study should be made to obtain refined oils in other plants. Veränderungen der Olivenölzusammensetzung während des Desodorierprozesses und der physikalischen Raffination in einer Pilotanlage mit Stickstoff als Trenngas Eine detaillierte Studie über den Einfluß der unabhängigen Variablen (Temperatur, Trenngasfluß, Dicke der Ölschicht im Desodorisator und Prozeßlänge) auf verschiedene Qualitätsparameter von desodoriertem und/oder physikalisch raffiniertem Olivenöl im diskontinuierlichen Verfahren wurde durchgeführt (in einer Pilotanlage mit einer maximalen Kapazität von 250 kg unter Verwendung von Stickstoff als Trenngas). Die Auswirkungen auf ungesättigte Fettsäuren (Elaidinisierung), auf den Gehalt an 3,5-Stigmastadien und auf gesättigte Fettsäuren in β-Stellung wurden untersucht. Es wurde gebleichtes Olivenöl mit 1,8°C Säuregehalt für die Faktorenanalyse nach Yates eingesetzt. Die Ergebnisse aus vergleichbaren Ansätzen mit gebleichtem Sonnenblumenöl mit 0,56°C Säuregehalt wurden als Ausgangspunkt für die Selektion der wichtigsten unabhängigen Variablen verwendet. Es wurde angenommen, daß der Gehalt an trans-Fettsäuren in den desodorierten Ölen indirekt von den vier Variablen abhängt, und obwohl der Elaidinsäuregehalt in allen Fällen in Ordnung ist, übersteigt der Gehalt an trans-18:2- und trans-18:3-Fettsäuren den zugelassenen Grenzwert, sobald die Temperatur höher als 250°C und die Verweilzeit zu lang ist. Das gleiche gilt für den Gehalt an gesättigten Fettsäuren in β-Stellung der Triglyceride und 3,5-Stigmastadien. Das bedeutet, daß das Öl bei niedrigerer Temperatur, mit längeren Verweilzeiten und mit einem größeren Energieaufwand desodoriert werden muß. Da die verschiedenen Olivenöle unterschiedliche Ausgangscharakteristika haben, ist es wichtig, Kriterien aufzustellen, anhand derer vorausgesagt werden kann, ob ein Öl unter den vorgegebenen Bedingungen raffiniert werden kann. Eine vergleichbare Studie sollte mit raffinierten Ölen aus anderen Analysen durchgeführt werden.