Wstęp
Olej palmowy powszechnie wykorzystywany jest w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i energetycznym. Jest on pozyskiwany z owoców olejowca gwinejskiego (Elaeis guineensis Jacq.), zwanego popularnie palmą olejową. Plantacje tej rośliny zajmują ogromne obszary strefy tropikalnej, głównie w Azji Południowo-Wschodniej. Wielka skala tej produkcji może wywołać poważne konsekwencje środowiskowe: wycinanie ogromnych połaci lasów, osuszanie mokradeł, wzrost emisji dwutlenku węgla oraz zwiększenie ryzyka wystąpienia pożarów i powodzi. Z drugiej strony, produkcja oleju palmowego stymuluje rozwój gospodarczy regionów, w których się go wytwarza. Jest też odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na żywność i energię, związane ze wzrostem liczby ludności na świecie. Niejednoznaczny pozostaje wpływ spożycia oleju palmowego na zdrowie człowieka. Pod powszechnie stosowaną nazwą „olej palmowy” kryje się kilka różnych postaci tego produktu, o różnym stopniu przetworzenia i odmiennej wartości odżywczej.
Plantacje olejowca gwinejskiego
Olejowiec gwinejski jest palmą pochodzącą z Afryki, powszechnie uprawianą na plantacjach w całej strefie tropikalnej. Zdecydowana większość plantacji znajduje się jednak w Azji Południowo-Wschodniej. Dwaj najwięksi producenci oleju palmowego to Indonezja i Malezja, którzy łącznie pokrywają ponad 85% światowego zapotrzebowania na ten surowiec.
Plantacje wytwarzające olej palmowy, w porównaniu do upraw innych roślin oleistych, charakteryzują się największą produkcyjnością. Ich wydajność wynosząca 4,2 tony/ ha/rok jest około czterokrotnie wyższa niż wydajność innych upraw roślin oleistych. Olej palmowy charakteryzuje się też najniższymi kosztami produkcji. Wszystko to powoduje, że obecnie jest on najczęściej wytwarzanym olejem roślinnym na świecie.
Skala tego zjawiska stwarza wiele problemów środowiskowych i etycznych. Wśród problemów tych wymienia się m.in.: usuwanie wielkich połaci lasów deszczowych w strefie tropikalnej, osuszanie mokradeł, negatywne oddziaływanie powstających przy jego produkcji ścieków na ekosystemy wodne i lądowe, konflikty społeczne wynikające z praw związanych z własnością gruntów czy ograniczanie dostępu lokalnej ludności do zasobów środowiska.
Z drugiej strony plantacje olejowca gwinejskiego są ważnym elementem rozwoju wielu krajów położonych w strefie tropikalnej, a ich zakładanie sprzyja rozwojowi obszarów wiejskich i zapewnia pracę lokalnej ludności.
Zakładanie plantacji palmy olejowej uznaje się za główną przyczynę wylesień w Azji Południowo-Wschodniej. Ponieważ zasięg olejowca gwinejskiego ogranicza się do wilgotnych obszarów tropikalnych, najczęściej odbywa się to kosztem terenów zajmowanych przez okołorównikowe lasy deszczowe.
Indonezja (największy producent oleju palmowego) na początku XX w. była prawie w całości pokryta lasem, jej lesistość wynosiła około 99%. W wyniku prowadzonych od lat 70. intensywnych wylesień, jej lesistość spadła do 49,8% w 2015 r.
Trudno jest dokładnie określić w jakim stopniu bezpośrednią przyczyną wylesień jest produkcja oleju palmowego. Niektóre tereny wylesiane są z innych powodów, a następnie przeznaczane na plantacje, co może być błędnie identyfikowane.
Charakterystyka oleju palmowego
Z owoców olejowca gwinejskiego (palmy olejowej) otrzymuje się dwa rodzaje oleju: olej z nasion palmowych i olej z miąższu, powszechnie nazywany olejem palmowym. Olej z nasion palmy olejowej produkowany jest na niewielką skalę przez tłoczenie wysuszonych i zmielonych nasion, oddzielonych od tłuszczowej owocni. Olej ten ma jasną barwę i przypomina olej kokosowy. Z kolei olej palmowy, powstaje w wyniku działania parą wodną na całe owocostany palmy olejowej.
Olej palmowy i olej z nasion palmy charakteryzują się odmiennym składem, który z kolei determinuje właściwości technologiczne i żywieniowe tych surowców. W odniesieniu do składu, różnice pomiędzy nimi dotyczą przede wszystkim profilu kwasów tłuszczowych i zawartości związków bioaktywnych. W oleju z nasion palmy dominują nasycone kwasy tłuszczowe (NKT), stanowiące aż 85% ogólnej zawartości kwasów tłuszczowych tego surowca. Olej palmowy odznacza się natomiast 50% udziałem NKT, kolejne 40% stanowią jednonienasycone kwasy tłuszczowe (JKT), a pozostałe 10% to wielonienasycone kwasy tłuszczowe (WKT).
Surowy olej palmowy, znany również jako czerwony olej palmowy, jest najbogatszym naturalnym źródłem karotenoidów i jednym z najbogatszych źródeł witaminy E. Zawiera ponadto fitosterole, skwalen, koenzym Q oraz witaminę K, fosfolipidy, flawonoidy.
Karotenoidy, tokoferole i tokotrienole (witamina E), ze względu na działanie antyoksydacyjne, odpowiadają za wysoką stabilność oksydacyjną czerwonego oleju palmowego. Związki te wykazują działanie antyoksydacyjne również w organizmie człowieka. Co więcej, tokoferole i tokotrienole wpływają korzystnie na profil lipidowy, wykazują działanie przeciwmiażdżycowe, przeciwnowotworowe, przeciwzapalne, antyproliferacyjne, antyagregacyjne oraz proapoptyczne. Karotenoidy z kolei są prekursorami witaminy A, która jest niezbędna w procesie widzenia, uczestniczy w procesach wzrostu i różnicowania komórek. Należy mieć jednak świadomość, że surowy (czerwony) olej palmowy, nim stanie się składnikiem produktów spożywczych, poddawany jest wielu procesom technologicznym wpływającym na jego skład, przydatność przetwórczą i wartość odżywczą.
W jakiej formie tłuszcz palmowy występuje w żywności?
Surowy (czerwony) olej palmowy zawiera szereg związków postrzeganych jako pożądane z żywieniowego punktu widzenia. Jednakże obecne są w nim również związki wpływające negatywnie na stabilność przechowalniczą, przydatność przetwórczą oraz cechy sensoryczne surowca. Przemysł spożywczy stawia tłuszczom i olejom wykorzystywanym w produkcji i przetwórstwie żywności konkretne wymagania; surowce te powinny być bez smaku, bez zapachu i odznaczać się jasną barwą. Stąd czerwony olej palmowy poddawany jest procesowi rafinacji. Celem rafinacji jest oczyszczenie oleju, nadanie mu prawidłowych właściwości organoleptycznych i przedłużenie jego trwałości. Niestety w trakcie rafinacji dochodzi do znacznych strat witamin i bioaktywnych składników oraz powstania niekorzystnych związków (estrów kwasów tłuszczowych z 3-monochloropropan-1,2-diolem (3-MCPD) i estrów kwasów tłuszczowych glicydolu).
W dalszych etapach rafinowany olej palmowy może być poddawany procesom modyfikacji, w tym uwodornieniu, przeestryfikowaniu i frakcjonowaniu. Uwodornienie polega na przyłączeniu atomów wodoru do podwójnych wiązań w cząsteczkach nienasyconych kwasów tłuszczowych a produktem końcowym są tłuszcze o konsystencji stałej w temperaturze pokojowej, tzw. tłuszcze utwardzone, lub tłuszcze o podwyższonej odporności na utlenianie, oleje częściowo utwardzone. Z żywieniowego punktu widzenia proces uwodornienia wywołuje wiele niekorzystnych zmian w tłuszczach, w tym: wzrost zawartości nasyconych kwasów tłuszczowych, zmiany izomeryzacyjne – powstają izomery trans nienasyconych kwasów tłuszczowych (co dotyczy częściowego uwodornienia), częściową polimeryzację kwasów tłuszczowych, cyklizację oraz hydrolizę.
Alternatywę dla procesu uwodornienia stanowi przeestryfikowanie. Pod nazwą tą kryje się grupa spokrewnionych reakcji polegających na wymianie kwasów tłuszczowych związanych estrowo z glicerolem w cząsteczce triacyloglicerolu. Co istotne, reakcje przeestryfikowania nie wpływają na budowę łańcuchów kwasów tłuszczowych (m.in. nie powstają izomery trans nienasyconych kwasów tłuszczowych. W wyniku reakcji przeestryfikowania możliwa jest m.in. przemiana olejów roślinnych w półstały tłuszcz bez uwodronienia; surowiec taki może być wykorzystywany do produkcji wysokiej jakości margaryn (o niskiej zawartości izomerów trans). Procesy przeestryfikowania wykorzystuje się także do produkcji preparatów zawierających średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe (łatwiej przyswajalne), namiastek masła kakaowego z innych tłuszczów roślinnych (naturalnych i uwodornionych), czy wyrobów tłuszczowych o podwyższonych właściwościach żywieniowych. Powszechnie prowadzonym procesem modyfikacji oleju palmowego jest też frakcjonowanie. Pozwala ono na otrzymanie z oleju palmowego dwóch frakcji: oleiny palmowej (frakcja płynna) i stearyny palmowej (frakcja stała).
Czerwony olej palmowy dostępny jest na rynku w postaci produktu jednoskładnikowego: czystego czerwonego oleju lub suplementów diety. Olej palmowy występujący w produktach spożywczych wieloskładnikowych to olej palmowy rafinowany lub olej palmowy częściowo/całkowicie utwardzony. Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) w sprawie przekazywania konsumentom informacji na temat żywności (nr 1169/2011), w przypadku, gdy w produkcie zawarty jest olej lub tłuszcz uwodorniony, niezależnie od pochodzenia (roślinny lub zwierzęcy), jego oznaczeniu w wykazie składników musi towarzyszyć określenie „całkowicie uwodorniony/utwardzony” lub „częściowo uwodorniony/utwardzony”. Informacja ta jest istotna dla konsumenta, gdyż pośrednio wskazuje, że dany produkt może być źródłem izomerów trans nienasyconych kwasów tłuszczowych (dotyczy jedynie oleju częściowo uwodornionego). O ile nie budzi jakichkolwiek wątpliwość kwestia, iż przyjmowanie z dietą izomerów trans nienasyconych kwasów tłuszczowych wywiera negatywny wpływ na stan zdrowia człowieka, o tyle wpływ spożywania rafinowanego i całkowicie uwodornionego oleju palmowego na zdrowie ludzi pozostaje w dalszym ciągu nie do końca wyjaśniony.
Czy tłuszcz palmowy jest nam niezbędny?
Problem wpływu spożywania oleju palmowego na zdrowie człowieka omawiany jest najczęściej w kontekście efektów metabolicznych nasyconych kwasów tłuszczowych oraz izomerów trans nienasyconych kwasów tłuszczowych.
Jak już wspomniano, olej palmowy charakteryzuje się dużym udziałem nasyconych kwasów tłuszczowych (około 50%). Kwasy te wywierają działanie hipercholesterolemiczne i proagregacyjne, zwiększając ryzyko zakrzepów naczyniowych. Olej palmowy charakteryzuje się zawartością nasyconych kwasów tłuszczowych zbliżoną do ich zawartości w tłuszczach zwierzęcych. Niektórzy autorzy zwracają jednak uwagę, na zróżnicowanie rozkładu kwasów tłuszczowych w cząsteczkach triacylogliceroli w oleju palmowym w porównaniu triacylogliceroli tłuszczów zwierzęcych. Sugeruje się, że działanie hipercholesterolemiczne i aterogenne oleju palmowego może być niższe niż tłuszczów pochodzenia zwierzęcego.
Jednym z argumentów przemawiającym za stosowaniem oleju palmowego w przemyśle spożywczym był fakt, że surowiec ten miał stanowić alternatywę dla częściowo uwodornionych olejów roślinnych, zawierających znaczne ilości izomerów trans. Ze względu na swą naturalnie półstałą konsystencję w temperaturze pokojowej, olej palmowy miał znaleźć zastosowanie do produkcji wysokiej jakości margaryn i tłuszczów, wykorzystywanych w różnych gałęziach przemysłu spożywczego. Powstające w trakcie procesu częściowego uwodornienia olejów roślinnych, izomery trans nienasyconych kwasów tłuszczowych wykazują negatywny wpływ na zdrowie człowieka, w tym: przez wpływ na zmiany profilu lipidowego, przyczyniają się do zwiększenia ryzyka chorób układu sercowo-naczyniowego; zmniejszając elastyczność i płynność błon komórkowych wpływają na aktywność receptorów i enzymów błonowych, prowadząc do zaburzeń funkcjonowania komórek organizmu; ich nadmierne spożycie związane jest ze wzrostem ryzyka cukrzycy typu 2 i niektórych nowotworów; wpływają niekorzystnie na rozwój układu nerwowego u niemowląt i dzieci. Zdaje się jednak, że mimo szerokiego stosowania oleju palmowego w przemyśle spożywczym, problem obecności izomerów trans nienasyconych kwasów tłuszczowych nie został całkowicie wyeliminowany, co więcej, sam olej palmowy poddawany jest procesom modyfikacji, w tym uwodornieniu.
W ostatnich latach podnoszona jest kwestia bezpieczeństwa stosowania rafinowanego oleju palmowego w kontekście obecności w nim estrów kwasów tłuszczowych z 3-monochloropropan-1,2-diolem (3-MCPD) i estrów kwasów tłuszczowych glicydolu (GE). Związki te powstają w oleju palmowym i w innych olejach roślinnych, w trakcie procesu rafinacji. Jednak wśród rafinowanych olejów roślinnych największe ilości GE i estrów 3-MCDP stwierdza się w olejach palmowym, kukurydzianym i kokosowym. Związki te pod wpływem działania enzymów przewodu pokarmowego, mogą ulegać deestryfikacji z wytworzeniem wolnego glicydolu i 3-MCDP. Glicydiol i 3-MCDP zostały zaliczone przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem do karcynogenów odpowiednio grupy 2A (czynnik prawdopodobnie rakotwórczy dla ludzi) i 2B (czynnik przypuszczalnie rakotwórczy dla ludzi).
Warto również rozważyć niezbędność oleju palmowego z punktu widzenia zaspakajania potrzeb żywieniowych. Czerwony olej palmowy może stanowić znaczące źródło tokoferoli i karotenoidów, ale związki te zawarte są także w wielu innych powszechnie dostępnych produktach spożywczych. Rafinowany olej palmowy nie może być uznany za źródło tokoferoli i karotenoidów, niewątpliwe jest natomiast źródłem nasyconych kwasów tłuszczowych. Organizm ludzki jest w stanie syntetyzować nasycone kwasy tłuszczowe, więc nie ma konieczności ich dostarczania z pożywieniem. Produkty zawierające częściowo uwodorniony olej palmowy są źródłem izomerów trans nienasyconych kwasów tłuszczowych, co do których nie ma wątpliwości, że wywierają negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Ponadto rafinowany olej palmowy oraz częściowo i całkowicie utwardzony tłuszcz palmowy są często składnikami żywności wysoko przetworzonej: wyrobów cukierniczych i czekoladowych, słonych przekąsek, zup i dań typu instant. Są to produkty charakteryzujące się nie tylko niekorzystnym profilem kwasów tłuszczowych, ale często wysoką gęstością energetyczną oraz dużą zawartością cukrów prostych i soli. Z punktu widzenia profilaktyki większości chorób dietozależnych produkty takie nie są zalecane w diecie człowieka.
Prognozy na przyszłość
Wydaje się, że ekspansja plantacji olejowca gwinejskiego w nadchodzących dekadach jest nieunikniona, bowiem ze względu na rosnącą liczbę ludności, tylko olej palmowy ma potencjał do sprostania coraz wyższemu zapotrzebowaniu na żywność i energię.
Jedną z odpowiedzi na problemy ekspansji rolnictwa są próby zwiększenia wydajności roślin uprawnych.
Aby ograniczyć negatywny wpływ na środowisko, zakładanie nowych plantacji dostarczających oleju palmowego powinno odbywać się więc przede wszystkim na gruntach zdegradowanych, pozbawionych lasu. Dostępność tego typu terenów, nadających się do założenia plantacji, jest na tyle duża, że pozwoliłaby znacząco zwiększyć produkcję oleju bez konieczności dalszych wylesień.
Ważnym czynnikiem, który może wpłynąć na ograniczenie ekspansji plantacji są decyzje konsumentów. Wybierając produkty nie zawierające oleju palmowego, konsumenci mogą bowiem kształtować popyt i wpływać na zmniejszenie zapotrzebowana na ten surowiec.
Tekst stanowi skróconą wersję publikacji: WŁAŚCIWOŚCI OLEJU PALMOWEGO I WPŁYW PLANTACJI OLEJOWCA GWINEJSKIEGO (ELAEIS GUINEENSIS JACQ.) NA ŚRODOWISKO, Andrzej Węgiel, Paulina Nowaczyk, Angelika Śmidowicz, Blanka Wiatrowska, KOSMOS 2018, 67, 3.