น้ำมันพืช

การใช้

น้ำมันที่สกัดมาจากพืชได้ใช้มาตั้งแต่สมัยโบราณในวัฒนธรรมต่าง ๆ 
ยกตัวอย่างเช่น ในครัวอายุ 4,000 ปีที่ขุดพบในรัฐอินดีแอนา (สหรัฐ) นักโบราณคดีได้พบหลักฐานว่า แผ่นหินขนาดใหญ่ได้ใช้เพื่อบดถั่ว hickory nut เพื่อสกัดน้ำมันด้วยน้ำเดือด
มีหลักฐานทางโบราณคดีว่า มะกอกได้สกัดเป็นน้ำมันเริ่มตั้งแต่ 6,000 ปีก่อนคริสต์ศักราช
และปรากฏในอิสราเอลและปาเลสไตน์ตั้งแต่ 4,500 ปีก่อน ค.ศ.

น้ำมันเติมไฮโดรเจน (hydrogenated oil)

น้ำมันพืชที่ไม่อิ่มตัวสามารถเปลี่ยนเป็นไขมันที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าผ่านกระบวนการเติมไฮโดรเจน (hydrogenation) เป็นบางส่วนหรือทั้งหมด
ซึ่งทำกับน้ำมันที่อุณหภูมิและความดันสูงผ่านกระบวนการ sparging กับไฮโดรเจนโดยมีสารเร่งปฏิกิริยาซึ่งปกติเป็นสารประกอบนิกเกิลที่เป็นแป้ง
ในขณะที่พันธะคู่ระหว่างคาร์บอนกับคาร์บอนจะลดลงเป็นพันธะเดี่ยว 
ไฮโดรเจนคู่หนึ่งก็จะสร้างพันธะเดี่ยวกับคาร์บอนแต่ละอะตอมตามที่ว่านั้น
การกำจัดพันธะคู่โดยเติมอะตอมไฮโดรเจนเป็นการทำให้ไขมันอิ่มตัว
เมื่อระดับความอิ่มตัวเพิ่มขึ้น ไขมันก็จะมีไฮโดรเจนเต็มยิ่งขึ้น ๆ 
ซึ่งอาจทำเพื่อกันไม่ให้เหม็นหืน หรือเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพบางอย่าง
เพราะเมื่อความอิ่มตัวเพิ่มขึ้น ทั้งความหนืดและจุดหลอมเหลวก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
แต่การใช้น้ำมันเติมไฮโดรเจนเพื่อปรุงอาหารก็ไม่ได้ดีอย่างสมบูรณ์
เพราะไฮโดรเจนมักเติมเข้าตรงส่วนปลายของกรดไขมัน บางครั้งไม่เกิดที่ส่วนกลาง จึงทำให้ไขมันเปราะแตกง่ายเนยเทียมที่ทำมาจากไขมันอิ่มตัวโดยธรรมชาติจะนิ่มกว่า (ทาใส่ขนมปังได้ดีกว่า) เนยเทียมที่ทำมาจากไขมันถั่วเหลืองซึ่งเติมไฮโดรเจน
แม้การเติมไฮโดรเจนจนเต็มจะเปลี่ยนให้เป็นกรดไขมันอิ่มตัวโดยมาก แต่การเติมไฮโดรเจนแบบเพียงบางส่วนจะเปลี่ยนโครงสร้างของกรดไขมันไม่อิ่มตัวจากแบบซิส (cis) ไปเป็นแบบทรานส์ (trans) เป็นบางส่วนเพราะความร้อนที่ใช้ในกระบวนการ
ไขมันที่เติมไฮโดรเจนเป็นบางส่วนบวกไขมันทรานส์สัมพันธ์กับความเสี่ยงตายสูงขึ้นเพราะโรคหลอดเลือดเลี้ยงหัวใจ (CHD)
ในบรรดาความเสี่ยงทางสุขภาพที่สูงขึ้นต่าง ๆ 
ในสหรัฐ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นบรรจุภัณฑ์ว่า "เนยเทียมไขมันพืช" ข้อบังคับว่าด้วยรูปพรรณของอาหาร (standards of identity for food) ระบุว่า จะต้องเป็นไขมันจากแคโนลา คำฝอย ทานตะวัน ข้าวโพด ถั่วเหลือง หรือถั่วลิสงเท่านั้น
แต่ผลิตภัณฑ์ที่ไม่ขึ้นป้ายดังว่าไม่มีข้อจำกัดเช่นนี้

การใช้ในอุตสาหกรรม

ไขมันพืชใช้เป็นองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์เป็นจำนวนมาก
เช่น สบู่ ผลิตภัณฑ์ผิวหนัง เทียน น้ำหอม ผลิตภัณฑ์รักษาความสะอาดทางกายและเครื่องสำอางต่าง ๆ 
ไขมันบางชนิดทำน้ำมันชักแห้งได้ดีเป็นพิเศษ จึงใช้ทำสีและผลิตภัณฑ์รักษาไม้
เช่น น้ำมันยาง (น้ำมันเมล็ดแฟลกซ์ผสมกับเรซินยาง) ใช้เกือบทั้งหมดเพื่อรักษาตัวเรือที่ทำด้วยไม้
ไขมันพืชยังใช้เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เป็นฉนวนไฟฟ้าเพราะไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม คือถ้าตกใส่สิ่งแวดล้อมก็ย่อยสลายทางชีวภาพได้ มีจุดวาบไฟและจุดติดไฟ (อุณหภูมิต่ำสุดที่ไอน้ำมันจะคงติดไฟอย่างน้อย 5 วินาทีหลังจุดชนวน) สูง
แต่ก็เสถียรน้อยกว่า จึงมักใช้ในระบบที่ไม่เปิดรับออกซิเจน และมีราคาสูงกว่าผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม
น้ำมันพืชใช้ผลิตน้ำมันไฮดรอลิก
และน้ำมันหล่อลื่นที่สลายได้โดยชีวภาพ
ข้อจำกัดของการใช้น้ำมันพืชทางอุตสาหกรรมก็คือมันเหม็นหืนได้
ดังนั้น ไขมันที่เสถียรกว่าเช่น น้ำมันมะรุม จึงมักใช้ทางอุตสาหกรรมมากกว่า
น้ำมันละหุ่งสามารถใช้ทางอุตสาหกรรมได้หลายอย่างเพราะมีหมู่ไฮดรอกซิลในกรดไขมัน
และเป็นสารตั้งต้นเพื่อผลิตไนลอน 11

สารเติมแต่งอาหารสัตว์เลี้ยง

น้ำมันพืชใช้ผลิตอาหารสัตว์เลี้ยงบางอย่าง
สมาคมเจ้าหน้าที่ควบคุมอาหารสัตว์อเมริกัน (AAFCO)
นิยามน้ำมันพืชในบริบทนี้ว่า เป็นผลิตภัณฑ์พืชที่ได้จากการสกัดไขมันจากเมล็ดหรือผลแล้วแปลงเพื่อให้กินได้

การผลิต

กระบวนการผลิตน้ำมันพืชรวมการสกัดจากส่วนต่าง ๆ ของพืช โดยปกติจากเมล็ด
ซึ่งสามารถทำด้วยเครื่องกลหรือทางเคมีด้วยตัวทำละลาย
ไขมันที่ได้สามารถทำให้บริสุทธิ์ กลั่น หรือแปลงทางเคมี

เครื่องกล

น้ำมันสามารถสกัดด้วยแรงกล คือด้วยการบี้อัด/โม่
ซึ่งมักทำกับน้ำมันที่ใช้มานานแล้ว (เช่น น้ำมันมะกอก น้ำมันมะพร้าว เป็นต้น) เป็นวิธีการที่ผู้ทานอาหารสุขภาพในสหรัฐและยุโรปมักนิยม
มีวิธีการหลายอย่าง
รวมทั้ง expeller pressing ซึ่งสามัญ, screw press, ram press และ ghani (ซึ่งใช้อุปกรณ์คล้ายครกและสากและได้แรงจากวัวหรือม้า)
เครื่องทุบอัดเมล็ดน้ำมัน (oilseed press) เป็นอุปกรณ์สามัญในประเทศกำลังพัฒนา เพราะวิธีการอื่น ๆ อาจยังแพงเกินไป
ghani เป็นอุปกรณ์ที่โดยหลักใช้ในอินเดีย
ปริมาณน้ำมันที่ได้โดยวิธีเหล่านี้จะต่างกันมาก ดังที่เห็นในตารางการสกัดเอาน้ำมันเมล็ดของต้น Madhuca longifolia (วงศ์พิกุล) ในอินเดีย

ตัวทำละลาย

น้ำมันที่ใช้ในทางพาณิชย์มักสกัดทางเคมีด้วยตัวทำละลาย ซึ่งให้ผลผลิตมากกว่า เร็วกว่า และมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า
ตัวทำละลายที่สามัญก็คือเฮกเซนที่ได้จากปิโตรเลียม
เป็นเทคนิคที่ใช้กับน้ำมันที่ "ใหม่กว่า" เช่น น้ำมันถั่วเหลืองและน้ำมันข้าวโพด
คาร์บอนไดออกไซด์ในสภาพของเหลว (supercritical) ที่ความดันเหนือกว่าความดันวิกฤติ (ปกติ 72.9 บรรยากาศ, 7.39 เมกะปาสกาล, 1,071 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) และอุณหภูมิเหนืออุณหภูมิวิกฤติ (ปกติ 31.10 องศาเซลเซียส) สามารถใช้เป็นตัวทำละลายปลอดพิษ

การเติมไฮโดรเจน (hydrogenation)

น้ำมันอาจเติมไฮโดรเจนเป็นบางส่วน (partially hydrogenated) เพื่อให้ได้น้ำมันในรูปแบบต่าง ๆ
เช่น น้ำมันถั่วเหลืองที่เติมไฮโดรเจนน้อยจะมีคุณสมบัติต่าง ๆ คล้ายกับน้ำมันถั่วเหลืองปกติ แต่จะทนเหม็นหืนได้ดีกว่า
ส่วนเนยเทียมต้องค่อนข้างแข็งที่อุณหภูมิ 32 °C เพื่อไม่ให้ละลาย แต่ก็ต้องเป็นของเหลวอย่างสิ้นเชิงที่อุณหภูมิ 37 °C เพื่อไม่ให้มีลักษณะเหมือนน้ำมันหมู
น้ำมันทำให้แข็งขึ้นโดยรวมน้ำมันพืชกับสารเร่งปฏิกิริยาในสถานะเกือบสุญญากาศในอุหภูมิสูงมากแล้วเติมไฮโดรเจน
ซึ่งเป็นเหตุให้อะตอมคาร์บอนในน้ำมันแตกพันธะคู่กับคาร์บอนอะตอมอื่น ๆ แต่ละอะตอมจะสร้างพันธะเดี่ยวใหม่กับอะตอมไฮโดรเจน
การเติมไฮโดรเจนเช่นนี้ทำให้ไขมันแข็งขึ้น เพิ่มอุณหภูมิจุดก่อควัน (อุณหภูมิต่ำสุดที่ไขมันจะเกินควันสีน้ำเงินอย่างต่อเนื่องซึ่งในที่สุดก็จะมองเห็นได้) และทำให้ไขมันเสถียรยิ่งขึ้น
ไขมันพืชเติมไฮโดรเจนต่างกับไขมันอื่น ๆ ที่อิ่มตัวพอ ๆ กันสองอย่าง 
คือในกระบวนการ ไฮโดรเจนจะเข้าไปถึงกรดไขมันที่ปลายของไตรกลีเซอไรด์ได้ง่ายกว่าเข้าไปถึงกรดไขมันส่วนกลาง
จึงทำให้ไขมันแปรรูปที่ได้เปราะแตกง่ายกว่าไขมันอิ่มตัวตามธรรมชาติ
ดังนั้น เนยเทียมที่ทำจากถั่วเหลืองจึงนิ่มทาใส่ขนมปังได้ไม่ดีเท่า
อนึ่ง จะเกิดกรดไขมันทรานส์ในกระบวนการ ซึ่งอาจมีมากถึง 40% ของน้ำหนักไขมันที่เติมไฮโดรเจนเป็นบางส่วน
และไขมันเติมไฮโดรเจนโดยเฉพาะที่เติมเป็นเพียงบางส่วนและมีกรดไขมันทรานส์มากกว่า เชื่อเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่า ไม่ถูกสุขภาพ

การดับกลิ่น

ในการผลิตไขมันที่ใช้ทาน จะให้ความร้อนแก่ไขมันที่อยู่ในสุญญากาศจนเกือบถึงจุดก่อควัน แล้วก็เติมน้ำใต้น้ำมัน
น้ำจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำทันที ซึ่งกลายเป็นฟองลอยขึ้นผ่านไขมันโดยนำเอาสารเคมีที่ละลายน้ำได้ต่าง ๆ ไปด้วย
กระบวนการ steam sparging เช่นนี้กำจัดความไม่บริสุทธิ์ที่อาจก่อกลิ่นและรสชาติที่ไม่ต้องการ
การกำจัดกลิ่นสำคัญในการผลิตน้ำมันพืช
เช่น น้ำมันถั่วเหลือง น้ำมันข้าวโพด และน้ำมันแคโนลาเกือบทั้งหมดที่พบในซูเปอร์มาร์เก็ตได้ผ่านกระบวนการเช่นนี้มาแล้วซึ่งกำจัดกลิ่นและรสชาติ โดยทำให้น้ำมันใสขึ้นด้วย

การได้รับทางอาชีพ

พนักงานอาจสูดไอน้ำมันพืชเข้าไปได้เพราะอาชีพ
สำนักงานความปลอดภัยและสุขภาพทางอาชีพสหรัฐ (OSHA) ได้ระบุจุดการได้รับในที่ทำงานมากสุดที่ 15 mg/m³ (โดยรวม) และ 5 mg/m³ เมื่อได้รับในช่วงการทำงานเป็นเวลา 8 ชม. ในแต่ละวัน
ส่วนสถาบันเพื่อความปลอดภัยและสุขภาพทางอาชีพแห่งชาติสหรัฐ (NIOSH) ได้ตั้งจุดได้รับสูงสุด (REL) ที่ 10 mg/m³ (รวม) และ 5 mg/m³ เมื่อได้รับในช่วงการทำงานเป็นเวลา 8 ชม. ในแต่ละวัน

ประวัติ

น้ำมันพืชเป็นส่วนของวัฒนธรรมมนุษย์เป็นพัน ๆ ปีแล้ว
เมล็ดต้นฝิ่น เมล็ดผักกาดก้านขาว เมล็ดแฟลกซ์ ถั่วอัลมอนด์ งา คำฝอย และเมล็ดฝ้ายได้ใช้อย่างช้าก็ตั้งแต่ยุคสัมฤทธิ์ในตะวันออกกลางและเอเชียกลาง
ในปี 1780 นักเคมีชาวเยอรมันคาร์ล วิลเฮ็ล์ม เชเลอได้แสดงว่า ไขมันทำมาจากกลีเซอรอล (glycerol)
ต่อมาอีก 30 ปี นักเคมีชาวฝรั่งเศส Michel Eugène Chevreul จึงได้อนุมานว่า ไขมันเช่นนี้เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันและกลีเซอรอล
ในยุคปัจจุบัน บริษัทพรอคเตอร์ แอนด์ แกมเบิลได้วางขายไขมันพืชเพื่อทำให้แป้งกรอบร่วน (shortening) ในปี 1911
โรงปั่นฝ้ายในสมัยนั้นยินดีให้คนอื่นลากเอาเมล็ดฝ้ายไป
ไขมันที่สกัดจะกลั่นแล้วเติมไฮโดรเจนเป็นบางส่วนเพื่อให้มีสภาพแข็งที่อุณหภูมิห้อง และดังนั้น เลียนสภาพของมันหมูตามธรรมชาติ แล้วบรรจุกระป๋องในแก๊ซไนโตรเจน
เมื่อเทียบกับมันหมูที่วางขาย ไขมันที่มีชื่อการค้า Crisco นี้ราคาถูกกว่า กวนใส่ในอาหารได้ง่ายกว่า และสามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องถึงสองปีโดยไม่เหม็นหืน
ถั่วเหลืองได้กลายเป็นพืชน่าสนใจซึ่งได้ใหม่จากประเทศจีนในคริสต์ทศวรรษ 1930
เป็นถั่วที่มีโปรตีนสูง และน้ำมันหนืดกลาง ๆ ที่ได้ก็มีไขมันไม่อิ่มตัวสูง
แม้เฮนรี ฟอร์ดเองก็ยังได้ตั้งศูนย์วิจัยถั่วเหลือง ได้พัฒนาพลาสติกและผ้าขนสังเคราะห์จากถั่วเหลือง และได้สร้างรถยนต์คันหนึ่งที่ "เกือบทั้งหมด" ทำจากถั่วเหลือง
ไม่เกินกว่าคริสต์ทศวรรษ 1950 และ 1960 น้ำมันถั่วเหลืองก็ได้กลายเป็นน้ำมันพืชที่นิยมที่สุดในสหรัฐ
ในกลางคริสต์ทศวรรษ 1970 นักวิจัยชาวแคนาดาได้พัฒนาผักกาดก้านข้าวสายพันธุ์หนึ่งที่มีกรด erucic acid ต่ำ
แต่เพราะส่วนในชื่อในภาษาอังกฤษคือ "rape" (ข่มขืน) ถือว่าไม่ดีเพื่อใช้วางตลาด จึงได้ตั้งชื่อใหม่เป็น "แคโนลา" (canola) ซึ่งย่อมาจาก "Canada Oil low acid" (น้ำมันแคนาดามีกรดน้อย)
โดยองค์กรอาหารและยาสหรัฐ (FDA) ได้อนุมัติให้ใช้ชื่อใหม่นี้ในปี 1985
และเกษตรกรสหรัฐก็เริ่มปลูกพืชเป็นจำนวนมากในปีเดียวกัน
น้ำมันแคโนลามีไขมันอิ่มตัวน้อยกว่า มีไขมันไม่อิ่มตัวมีพันธะคู่เดี่ยวสูงกว่า และเป็นแหล่งกรดไขมันโอเมกา-3 ดีกว่าน้ำมันที่นิยมอื่น ๆ 
น้ำมันแคโนลาหนืดน้อย (ไม่เหมือนน้ำมันข้าวโพด) และไม่มีรสชาติ (ไม่เหมือนน้ำมันมะกอก) มันจึงสามารถทดแทนน้ำมันถั่วเหลืองได้ เหมือนกับที่น้ำมันถั่วเหลืองได้ทดแทนน้ำมันเมล็ดฝ้ายได้

น้ำมันที่ใช้แล้ว

มีน้ำมันพืชเป็นจำนวนมากที่ใช้แล้วนำกลับไปใช้ใหม่ โดยมากจากเครื่องทอดในอุตสาหกรรมผลิตมันฝรั่ง ผลิตอาหารว่าง และร้านอาหารจานด่วน
น้ำมันสามารถนำกลับไปใช้ใหม่ได้หลายอย่างรวมทั้งเป็นเชื้อเพลิงโดยตรง ในการผลิตไบโอดีเซล ทำสบู่ อาหารสัตว์ ผงซักฟอก และเครื่องสำอาง
มันขายในตลาดโภคภัณฑ์เป็น "yellow grease"
แต่เริ่มตั้งแต่ปี 2002 ประเทศในสหภาพยุโรปเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ก็ได้ห้ามใช้น้ำมันพืชที่นำกลับมาใช้ใหม่เพื่อใส่อาหารสัตว์
แต่น้ำมันจากอุตสาหกรรมผลิตอาหาร และน้ำมันใหม่ ก็ยังคงใช้ผลิตอาหารสัตว์ได้

อายุคุณภาพสินค้า

เพราะเหม็นหืนได้ง่ายอาศัยกระบวนการออกซิเดชันเมื่อถูกออกซิเจน ความร้อนและแสง แล้วกลายเป็นผลิตผลเพราะออกซิเดชัน เช่น เปอร์ออกไซด์และไฮโดรเปอร์ออกไซด์ น้ำมันที่มีกรดไขมันไม่อิ่มตัวมีพันธะคู่หลายคู่สูง จึงมีอายุคุณภาพสินค้าจำกัด

บรรจุภัณฑ์ของสินค้า

ในประเทศแคนาดา น้ำมันพืช 5 อย่าง คือน้ำมันปาล์ม น้ำมันเนื้อเมล็ดปาล์ม น้ำมันมะพร้าว น้ำมันถั่วลิสง และน้ำมันโกโก้ ต้องขึ้นบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์อาหารโดยเฉพาะว่าเป็นองค์ประกอบของอาหาร
อนึ่ง น้ำมันในผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้แปรรูปหรือเติมไฮโดรเจนต้องระบุว่า "modified" (แปรรูป) หรือ "hydrogenated" (เติมไฮโดรเจน) เมื่อขึ้นรายการว่าเป็นส่วนผสม
ส่วนน้ำมันรูปแบบอื่น ๆ นอกเหนือจากที่กล่าวแล้วสามารถระบุรวม ๆ ได้ว่า ไขมันพืช
ยกเว้นในผลิตภัณฑ์คือ น้ำมันประกอบอาหาร น้ำสลัด และน้ำมันใส่เพิ่มในอาหาร (table oil) ที่ต้องระบุว่าเป็นน้ำมันอะไรโดยเฉพาะ ๆ
ตั้งแต่ปี 2014 ผลิตภัณฑ์อาหารที่ผลิตในสหภาพยุโรปต้องระบุน้ำมันพืชที่ใช้ผลิตโดยเฉพาะตามข้อบังคับใหม่คือ Food Information to Consumers Regulation (ข้อบังคับข้อมูลอาหารให้ผู้บริโภค)