Prosjektnummer
901370
Foredling av råolje av restråstoff fra makrell til høykvalitetsprodukt for humant konsum
Ny kunnskap som bidrar til å kunne utvikle makrellolje til humant konsum
• Det er foretatt en vellykket oppskalering fra lab til pilotskala raffinering.
• Det er blitt produsert en fargeløs og smaksnøytral makrellolje som oppfyller kravene til humant konsum.
• Bleking ga en fargeløs makrellolje (Gardner <1,0) som ble oppnådd etter kun 15 minutters bleketid.
• Vinterisering av makrellolje ved tørrfraksjonering gir et lavt utbytte av olein på kun 40 %.
• Bleking og deodorisering fjernet effektivt opp til 98 % av de flyktige komponentene i oljen.
• Best effekt på stabilisering av raffinert makrellolje er oppnådd ved å kombinere mixed tokoferol og rosmarinekstrakt på henholdsvis lavt (750 ppm) og høyt (1250 ppm) nivå.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Prosjektet har hatt som hovedmål å utvikle en raffineringsprosess for råolje fra makrell restråstoff til høykvalitetsprodukt til humant konsum. Studerte prosesstrinn omfatter bleking, vinterisering og deodorisering samt stabilisering av oljen. Det er foretatt en vellykket oppskalering fra laboratoriet til pilotskala raffinering. Gjennom prosjektet har det lykkes å produsere en smaksnøytral høykvalitetsolje for humant konsum basert på råolje fra makrell restråstoff.
Bleking
Analyse av primære og sekundære oksidasjonsprodukter (PV, AV og flyktige sekundære oksidasjonsprodukter) ble målt i råoljen og bleket olje. Resultatene viste at TONSIL blekejord ga lavest PV, mens CelaClear ga lavest AV og flyktige sekundære oksidasjonsprodukter.
Ut fra en samlet vurdering av effekten av bleking og oksidasjon, ble TONSIL 114F valgt ut for videre testing basert på et 3-faktorielt design med variablene mengde blekjord, aktivt kull og bleketid. Resultatene viste at blekeffekten økte med mengden blekjord, men flatet ut ved nivåer over 3,5–4 %. Tilsetting av aktivt kull ga en uavhengig effekt uten interaksjon med blekejord, men effekten var mye lavere relativt til mengde adsorbent.
Vinterisering og deodorisering
Deodorisering av den blekete råoljen ga en ytterligere reduksjon i farge, og et peroksidtall på 0,0 og anisidintall på 2,6. Analyse av flyktige komponenter av bleket og deodorisert råolje viste 98 % reduksjon av de flyktige komponentene i råoljen, som var dominert av sekundære lipidoksidasjonsprodukter, og hadde en positiv korrelasjon med reduksjon i anisidintall (r=0,98, p<0,001).
Det er blitt utført sensorisk profilering av den raffinerte makrelloljen i sammenligning med en fersk makrellolje tilsatt antioksidanter i form av rosmarinekstrakt, en kommersiell fersk raffinert tran (CLO) og en kommersiell raffinert vegetabilsk soyaolje. 13 lukt- og 11 smaksegenskaper ble bedømt av et trenet sensorisk panel. Oljene i forsøket ble generelt beskrevet med lave sensoriske intensiteter i egenskapene som ble undersøkt, med noen unntak: total luktintensitet, metall lukt, bitter, nøtte og pungent smak. Den ferske makrelloljen var svært nøytral på lukt og smak, der 15 av egenskapene var mere nøytrale (lavere intensitet) i lukt og smak enn tranen (CLO), og 13 av egenskapene var mere nøytrale enn soyaoljen, men var karakterisert av noe høyere fiskelukt og smak.
Nøyaktig måling av utbytte har ikke vært mulig i de gjennomførte pilotforsøkene og vil uansett være avhengig av den prosessapparatur som anvendes. Det er her foretatt et estimat basert på tidligere gjennomførte laboratorieforsøk på bleking og vinterisering og generelle erfaringstall. Analysen viser et utbytte ved fullraffinering av makrellolje på kun 37 %. Det klart største tapet skjer ved vinterisering av oljen (40 % utbytte) og det anbefales videre optimalisering av dette raffineringstrinnet for å øke utbyttet.
Stabilisering
Etter 2 uker har høyt nivå av rosmarinekstrakt omtrent samme effekt som mixed tokoferol på stabilisering av makrelloljen, men det var ingen signifikant forskjell mellom de to nivåene tilsatt mixed tokoferol. Etter 3 og 4 uker har mixed tokoferol klart best effekt på stabilisering av makrelloljen. Ved tilsetning av rosmarinekstrakt til mixed tokoferol får man en liten synergieffekt på PV og AV etter 3 og 4 uker, men best effekt på stabilisering har mixed tokoferol.
Flyktige komponenter var dominert av sekundære lipid oksidasjonsprodukter hvorav 2-etyl-furan, 1penten-3-ol og eddiksyre utgjorde 30–60 % av total mengden flyktige komponenter. De sekundære lipid oksidasjonsproduktene viste en signifikant korrelasjon med anisidintall (r>0,9, p<0,0002).
En samlet vurdering av resultatene tilsier at tokoferol tilsatt raffinert makrellolje i en mengde på 750 ppm gir en god lagringsstabilitet på oljen med hensyn til harskning.
Best effekt på stabilisering av makrellolje er oppnådd ved å kombinere mixed tokoferol og rosmarinekstrakt på henholdsvis lavt (750 ppm) og høyt (1250 ppm) nivå.
Oppskalering fra laboratoriet til pilotskala
Det er gjennomført pilotskala raffineringsforsøk på råolje fra makrell restråstoff basert på betingelser utviklet i labskala som omfatter bleking og deodorisering. Estimert utbytte ved fullraffinering av makrelloljen er kun 37 %. Det klart største tapet skjer ved vinterisering av oljen (40 % utbytte) og det anbefales videre optimalisering av dette raffineringstrinnet for å øke utbyttet.
Prosjektet har hatt som hovedmål å utvikle en raffineringsprosess for råolje fra makrell restråstoff til høykvalitetsprodukt til humant konsum. Studerte prosesstrinn omfatter bleking, vinterisering og deodorisering samt stabilisering av oljen. Det er foretatt en vellykket oppskalering fra laboratoriet til pilotskala raffinering. Gjennom prosjektet har det lykkes å produsere en smaksnøytral høykvalitetsolje for humant konsum basert på råolje fra makrell restråstoff.
Bleking
Analyse av primære og sekundære oksidasjonsprodukter (PV, AV og flyktige sekundære oksidasjonsprodukter) ble målt i råoljen og bleket olje. Resultatene viste at TONSIL blekejord ga lavest PV, mens CelaClear ga lavest AV og flyktige sekundære oksidasjonsprodukter.
Ut fra en samlet vurdering av effekten av bleking og oksidasjon, ble TONSIL 114F valgt ut for videre testing basert på et 3-faktorielt design med variablene mengde blekjord, aktivt kull og bleketid. Resultatene viste at blekeffekten økte med mengden blekjord, men flatet ut ved nivåer over 3,5–4 %. Tilsetting av aktivt kull ga en uavhengig effekt uten interaksjon med blekejord, men effekten var mye lavere relativt til mengde adsorbent.
Vinterisering og deodorisering
Deodorisering av den blekete råoljen ga en ytterligere reduksjon i farge, og et peroksidtall på 0,0 og anisidintall på 2,6. Analyse av flyktige komponenter av bleket og deodorisert råolje viste 98 % reduksjon av de flyktige komponentene i råoljen, som var dominert av sekundære lipidoksidasjonsprodukter, og hadde en positiv korrelasjon med reduksjon i anisidintall (r=0,98, p<0,001).
Det er blitt utført sensorisk profilering av den raffinerte makrelloljen i sammenligning med en fersk makrellolje tilsatt antioksidanter i form av rosmarinekstrakt, en kommersiell fersk raffinert tran (CLO) og en kommersiell raffinert vegetabilsk soyaolje. 13 lukt- og 11 smaksegenskaper ble bedømt av et trenet sensorisk panel. Oljene i forsøket ble generelt beskrevet med lave sensoriske intensiteter i egenskapene som ble undersøkt, med noen unntak: total luktintensitet, metall lukt, bitter, nøtte og pungent smak. Den ferske makrelloljen var svært nøytral på lukt og smak, der 15 av egenskapene var mere nøytrale (lavere intensitet) i lukt og smak enn tranen (CLO), og 13 av egenskapene var mere nøytrale enn soyaoljen, men var karakterisert av noe høyere fiskelukt og smak.
Nøyaktig måling av utbytte har ikke vært mulig i de gjennomførte pilotforsøkene og vil uansett være avhengig av den prosessapparatur som anvendes. Det er her foretatt et estimat basert på tidligere gjennomførte laboratorieforsøk på bleking og vinterisering og generelle erfaringstall. Analysen viser et utbytte ved fullraffinering av makrellolje på kun 37 %. Det klart største tapet skjer ved vinterisering av oljen (40 % utbytte) og det anbefales videre optimalisering av dette raffineringstrinnet for å øke utbyttet.
Stabilisering
Etter 2 uker har høyt nivå av rosmarinekstrakt omtrent samme effekt som mixed tokoferol på stabilisering av makrelloljen, men det var ingen signifikant forskjell mellom de to nivåene tilsatt mixed tokoferol. Etter 3 og 4 uker har mixed tokoferol klart best effekt på stabilisering av makrelloljen. Ved tilsetning av rosmarinekstrakt til mixed tokoferol får man en liten synergieffekt på PV og AV etter 3 og 4 uker, men best effekt på stabilisering har mixed tokoferol.
Flyktige komponenter var dominert av sekundære lipid oksidasjonsprodukter hvorav 2-etyl-furan, 1penten-3-ol og eddiksyre utgjorde 30–60 % av total mengden flyktige komponenter. De sekundære lipid oksidasjonsproduktene viste en signifikant korrelasjon med anisidintall (r>0,9, p<0,0002).
En samlet vurdering av resultatene tilsier at tokoferol tilsatt raffinert makrellolje i en mengde på 750 ppm gir en god lagringsstabilitet på oljen med hensyn til harskning.
Best effekt på stabilisering av makrellolje er oppnådd ved å kombinere mixed tokoferol og rosmarinekstrakt på henholdsvis lavt (750 ppm) og høyt (1250 ppm) nivå.
Oppskalering fra laboratoriet til pilotskala
Det er gjennomført pilotskala raffineringsforsøk på råolje fra makrell restråstoff basert på betingelser utviklet i labskala som omfatter bleking og deodorisering. Estimert utbytte ved fullraffinering av makrelloljen er kun 37 %. Det klart største tapet skjer ved vinterisering av oljen (40 % utbytte) og det anbefales videre optimalisering av dette raffineringstrinnet for å øke utbyttet.
Prosjektet har gitt nyttig informasjon og kunnskap om raffinering av makrellolje til konsum. Det er lagt vekt på måling av nøkkeltall knyttet til bleking, vinterisering og deodorisering. I tillegg er det lagt vekt på måling av utbytte gjennom de ulike raffineringstrinnene for på den måten å knytte prosjektresultatene opp til en kommersiell vurderbarhet av en slik prosess. Produktstabilitet har også vært gjennomført for å få avklart om makrellolje egner seg til lagring og eventuelt hvilken behandling som gi best uttelling av produktets stabilitet. Nytteverdien av prosjektet har vært god siden det har gitt svar på mange uavklarte kommersielle spørsmål. Prosjektet har derfor vært viktig og hatt stor nytte for næringsaktører som ønsker å utnytte denne ressursen kommersielt til humant konsum.
-
Faktaark: Foredling av råolje fra makrell restråstoff til høy-kvalitetsprodukt for humant konsum
Nofima. Av John Erik Haugen.
-
Nofima. Av John Erik Haugen.
-
Sluttrapport: Foredling av råolje fra makrell restråstoff til høykvalitetsprodukt for humant konsum
Nofima. Rapport 17/2020. Av John Erik Haugen, Lars Thoresen, Ane Meisland og Åge Oterhals.
FHF har i løpet av de siste to årene arbeidet systematisk og målrettet med utvikling av kunnskap og teknologi for økt bearbeiding av makrell. Satsingen kalles “Pelagisk løft – økt bearbeiding av makrell”.
Bakgrunnen er at bare 2–4 % av landet makrell foredles til filét. Resten av de ca. 350.000 tonn eksporteres ut av landet rundfrosset. Næringen har, i samarbeid med FHF, etablert en pilotlinje på ett av de pelagiske anleggene (Selje). Pilotlinjer er satt sammen av flere ulike prosjekter med relativt stort spredning i tematikk.
Makrell er en art med stort fettinnhold og rik på essensielle fettsyrer som bl.a. EPA og DHA. Neste fase i “Pelagisk løft – økt bearbeiding av makrell” ser nærmere på hvilke muligheter som finnes for utnyttelse av restråstoffet fra filétproduksjon til produksjon av høyverdige olje- og proteinkomponenter til humant konsum og petfood-markedet. Arbeidet med å unytte restråstoffet har utfordringer som krever betydelig FoU-innsats. Det er laget eget “veikart” for denne satsingen som danner grunnlaget for prioriteringene i 2018.
FHF ønsker på overordnet nivå å få gjennomført et prosjekt som skal raffinere et gitt kvantum råolje fra restråstoff av makrell. Raffineringen skal gjøres for å oppnå høykvalitetsprodukt for humant konsum av råolje fra restråstoff av makrell.
Prosjektet er godt forankret i Nofimas strategiske planer. Prosjektet omfatter de fire prioriterte områdene av Nofimas forskningsstrategi mot 2020: nye og tradisjonelle råvarer, optimal råvare- og produktkvalitet, mer bærekraftig bruk av råvarer, inkludert sidestrømmer, forbrukerinnsikt og merket innovasjon for verdiskaping og innovasjon langs matvarekjeden.
Hovedmål
Å foredle råolje av restråstoff fra makrell til høykvalitetsprodukt for humant konsum.
Delmål
Å foredle råolje av restråstoff fra makrell til høykvalitetsprodukt for humant konsum.
Delmål
1. Å kartlegge beste tilgjengelige teknologi (state-of-the-art) til raffinering av makrellolje.
2. Å foreta kjemisk karakterisering av fettklasser i råstoff.
3. Å undersøke hvilke komponenter som forårsaker lukt/smak på makrellolje. Basert på dette identifisere og utvikle optimale prosessbetingelser for fjerning av disse komponentene.
4. Å utvikle en koldklaringsprosess for å oppnå klar olje ved romtemperatur (vinterisering). Studere krystalldannelse og finne hjelpestoffer/filteraids, eller andre løsninger, på separasjon av de ulike fett-typene, med vekt på å oppnå klar olje ved romtemperatur. Dette gjøres gjennom:
i) Uttesting i labskala
ii) Uttesting i pilotskala
4. Å utvikle en koldklaringsprosess for å oppnå klar olje ved romtemperatur (vinterisering). Studere krystalldannelse og finne hjelpestoffer/filteraids, eller andre løsninger, på separasjon av de ulike fett-typene, med vekt på å oppnå klar olje ved romtemperatur. Dette gjøres gjennom:
i) Uttesting i labskala
ii) Uttesting i pilotskala
5. Å gjennomføre sensoriske analyser for kartlegging av best egnet sluttprodukt for humant konsum.
6. Å beregne utbytte for produksjon av ulike produkttyper.
7. Å oppnå produktstabilitet med hensyn til harskning og bruk av antioksidanter.
Prosjektet vil bidra til økt utnyttelse av og verdiskapning av restråstoff fra makrellfiletindustrien gjennom produksjon av høykvalitets makrellolje fra restråstoff råoljen. Resultater fra prosjektet er forventet å føre til økt kunnskap om foredling av råolje fra makrell restråstoff til høykvalitetsolje og bidra til industrialisering av makrelloljeproduksjon.
Utvikling av en raffineringsprosess for makrellolje vil ta utgangspunkt i eksisterende og ny teknologi som vil kreve uttesting for å komme frem til de optimale prosessbetingelser. Det vil være avgjørende for måloppnåelsen, og av hensyn til ressursbruk, at de enkelte prosesstrinnene først testes ut i labskala for å få et best mulig kunnskapsgrunnlag for de etterfølgende forsøkene som skal gjennomføres i pilotskala med SINTEFs oljeraffinerings-anlegg, og som vil kunne danne grunnlaget for en fremtidig industriell prosess.
Foredling til høykvalitets makrellolje skal ta utgangspunkt i råolje utvunnet fra makrell restråstoff hos Pelagia. De ulike raffineringsprosesstrinnene vil innledningsvis bli testet ut og optimalisert i labskala, for å komme frem til en protokoll med teknologi og prosessbetingelser som vil danne grunnlag for testing i pilotskala ved bruk av det nye oljeraffineringsanlegget til SINTEF.
Det tas sikte på å komme frem til mest mulig skånsomme prosesser for å ivareta oljekvaliteten og samtidig ivareta et så høyt utbytte som mulig. Aktivitene er fordelt på 6 arbeidspakker som korresponderer med delmålene.
Det tas sikte på å komme frem til mest mulig skånsomme prosesser for å ivareta oljekvaliteten og samtidig ivareta et så høyt utbytte som mulig. Aktivitene er fordelt på 6 arbeidspakker som korresponderer med delmålene.
Prosjektorganisering
Nofima vil være prosjektleder og faglig ansvarlig for gjennomføring av prosjektet.
Pelagia vil levere råstoff/råolje til prosjektet og bistå med sin råstoff og oljeraffineringskompetanse gjennom Epax.
SINTEF vil bidra på leiebasis med sitt oljeraffineringsanlegget for pilot testing.
Resultater fra prosjektet vil formidles både muntlig på vitenskapelige konferanser, informasjonsmøter med styringsgruppen og skriftlig gjennom populærvitenskapelige artikler i fagblad og på Internett (nettsidene til FHF, Nofima, m.fl.)
Resultater skal også publiseres som vitenskapelige artikler.
Resultater skal også publiseres som vitenskapelige artikler.
-
Sluttrapport: Foredling av råolje fra makrell restråstoff til høykvalitetsprodukt for humant konsum
Nofima. Rapport 17/2020. Av John Erik Haugen, Lars Thoresen, Ane Meisland og Åge Oterhals.