Utwardzanie tłuszczów i produkcja margaryn

Tłuszcze są jednym z najpopularniejszych związków na świecie i jednym z podstawowych składników spożywczych. Są estrami gliceryny i kwasów karboksylowych. Ponieważ cząsteczka gliceryny ma trzy grupy hydroksylowe w cząsteczce jej estru pojawią się trzy reszty kwasowe. Reszty kwasów tłuszczowych mogą być jednakowe (w tłuszczach syntetycznych) lub różne (tłuszcze naturalne). Tłuszcze są ciałami stałymi, półstałymi lub oleistymi. Stan skupienia zależy od ilości wiązań podwójnych (im więcej tym bardziej jest płynny). Istnieje reakcja utwardzania tłuszczów umożliwiająca pozbycie się wiązań podwójnych.

Reakcja utwardzania tłuszczów:
- Tłuszcze ciekłe przekształca się w stałe w reakcji uwodornienia wiązań podwójnych (utwardzanie margaryny)

Utwardzanie tłuszczów ciekłych lub uwodornienie tłuszczów ciekłych jest to przemiana tłuszczów ciekłych (olejów roślinnych) w tłuszcze stałe, poprzez ich katalityczne uwodornienie, które prowadzi do częściowego lub całkowitego wysycenia wiązań podwójnych pomiędzy atomami węgla w cząsteczkach tłuszczów ciekłych. Najczęściej stosowanymi katalizatorami są: nikiel, platyna, miedź, pallad. Utwardzanie tłuszczów ciekłych prowadzi się w podwyższonej temperaturze i ciśnieniu.
- W metodzie Normanna jednej z metod utwardzania tłuszczów ciekłych (olejów jadalnych) polegająca na przetłaczaniu wodoru, pod zwiększonym ciśnieniem, w podwyższonej temperaturze, przez warstwę ogrzanego oleju z katalizatorem
Opatentowana przez Wilhelma Normanna (1870-1939). Stosowana do produkcji tłuszczów kuchennych lub przemysłowych, np. margaryny i mydła.
- W metodzie Wilbuszewicza rozpylony olej z katalizatorem wprowadza się do reaktora wypełnionego wodorem. Utwardzanie tłuszczów ciekłych ma na celu otrzymanie tłuszczów jadalnych i przemysłowych (margaryna, mydła).

Do produkcji margaryn wykorzystuje się oleje roślinne pochodzące z rzepaku, soi, słonecznika, kukurydzy, palm oleistych, orzeszków arachidowych itp., które nie zawierają cholesterolu. Wszystkie one są ciekłe ze względu na obecność nienasyconych kwasów tłuszczowych. Zanim jednak "zdrowy" olej trafi do margaryny, aby wzbogacić ją o niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe, musi zmienić konsystencję.

Margaryna uzyskuje konsystencję tłuszczu stałego lub tzw. plastycznego w wyniku procesu utwardzenia (uwodornienia). Proces ten z punktu widzenia chemii sprowadza się do wysycenia podwójnych wiązań wodorem i/lub zmiany budowy przestrzennej cząsteczki kwasu tłuszczowego. Odbywa się to przy podwyższonej temperaturze, ciśnieniu i w obecności katalizatorów, są one dalekie od fizjologicznych, w jakich zachodzą procesy biologiczne w organizmie człowieka (1 atmosfera, przemiany enzymatyczne, temperatura 37^oC).

Powstająca w tym procesie margaryna jest dość jednorodną mieszaniną kwasów tłuszczowych jedno- i dwu nienasyconych, stanowiących 10-80% jej składu. Nie należy do produktów tak łatwo strawnych jak masło - powoduje czasem nieprzyjemne dolegliwości u osób o wrażliwszym przewodzie pokarmowym. Oleje nie są też bogatymi źródłami witamin, a proces utwardzania zubaża je ponadto o pożyteczne dla zdrowia substancje.

Co gorsza, wiele margaryn w procesie utwardzania wzbogacana jest w nowe, sztuczne izomery nienasyconych kwasów tłuszczowych – izomery trans. Podnoszą one poziom cholesterolu w organizmie, sprzyjają rozwojowi miażdżycy i podnoszą poziom insuliny. Istnieją także podstawy, by łączyć je z rozwojem nowotworów wątroby, chorobami skóry i blokadą enzymów. Stwierdzono również, że wpływają one negatywnie na rozwój noworodków i zmniejszają ilość pokarmu u kobiet.

Szczególnie niezdrowe są tzw. margaryny twarde, kostkowe, zawierające największe ilości izomerów trans kwasów tłuszczowych. Jednocześnie takie właśnie margaryny stosowane są najczęściej do wszelkich wypieków, zwłaszcza cukierniczych, nie tylko przemysłowej produkcji.

Naukowcy przeprowadzili badania, których owocem jest nowy sposób utwardzania olei roślinnych pozwalający uniknąć pojawienia się izomerów trans kwasów tłuszczowych lub bardzo ograniczyć ich ilość. Innym rozwiązaniem tego problemu jest spożywanie miękkiej margaryny, tzw. kubkowej. Wytwarza się ją, mieszając roślinne tłuszcze utwardzone z trzy-, czterokrotnie większą ilością płynnego oleju oraz wzbogacając w sztuczne witaminy.