8.1 Introduction

Castor plant (Ricinus communis) kuuluu Euphorbiaceae-heimoon ja kasvaa luonnonvaraisena vaihtelevissa ilmasto-olosuhteissa. Tämä kasvi on peräisin Intiassa sekä Afrikassa. Koko, ulkonäkö ja sen osat vaihtelevat kasvin lajikkeen, ympäristön ja agronomisten käytäntöjen mukaan. Risiiniöljy on aluksi kesytetty Itä-Afrikassa ja myöhemmin tuotu Kiinaan Intiasta noin 1400 vuotta sitten (Patel et al., 2016). Kiina ja Brasilia ovat suurimmat risiininviljelyn kasvajamaat jopa 90 prosenttia koko maailman tuotannosta, vaikka sitä viljellään noin 30 maassa. Intia tuottaa kuitenkin 85% maailman risiiniöljyn tuotannosta ja hallitsee kansainvälistä kauppaa (Ogunniyi, 2006). Intia on johtava risiiniöljyn viejä yli 90% arvoltaan jopa 1 miljardi dollaria vuodessa ja Yhdysvallat, Euroopan unioni, Japani, Brasilia ja Kiina ovat suurimmat tuojat, osuus jopa 84% tuodusta risiiniöljystä (Patel et al., 2016).

Castorin viljelyyn liittyy erilaisia haasteita ja ilmaston sopeutumiskyky rajoittaa Yhdysvalloissa risiiniviljelmiä sen lisäksi, että kasvissa on myrkyllistä proteiinia eli risiiniä. Sato liittyy myös työvoimavaltainen sadonkorjuu prosessi, joka oikeuttaa Yhdysvallat ja muut kehittyneet maat jatkamaan castor plantation (Patel et al., 2016). Risiininlehdistä saadaan tarvittavat ravinteet, joita silkkiäistoukan kasvu isäntäkasvina edellyttää. Risiinikasvipohjaisesta silkkimadosta valmistettu silkki tunnetaan nimellä eri silk. Alan sivutuote on eri pupae, joka on hyvä proteiini-ja ravinneöljyn lähde. Eri silkworm-kotelot sisältävät noin 18-20% (kuivapohjaista) öljyä ja niiden on todettu sisältävän alfalinoleenihappoa (ALA) jopa 43%. Öljyn regiospecific analyysi osoitti Korkeampi ALA (47,3%) Sn-2-asemassa (Shiv Shankar et al., 2006). Öljyn havaittiin sisältävän noin 2,5% fosfolipidejä ja fosfatidyylietanoliamiini on tärkein fosfolipidi (64%) jälkeen fosfatidyylikoliini (19,2%). Kardiolipiini ja fosfatidyylinositoli sisältävät myös vähäisiä määriä (Ravinder et al., 2016). Sama ryhmä on ilmoittanut eri pupal-öljyn jalostusprosessista (Ravinder et al., 2015).

öljyn uuttaminen tapahtuu yleensä mekaanisella ilmaisulla tai liuotinuuttamisella tai molemmilla, ja keskimääräinen öljypitoisuus on noin 45-55 painoprosenttia risiinilajikkeista ja maantieteellisestä sijainnista riippuen (Ogunniyi, 2006). Risiininsiemenet raportoivat sisältävän kolmea myrkyllistä aineosaa, nimittäin risiiniä (glykoproteiini), risiiniä (alkaloidi) ja allergeenia (proteiini–hiilihydraattikompleksi), ja nämä kolme komponenttia säilyttävät öljyttömän kakun uuttamisen aikana ja öljy on vapaa näistä komponenteista. Tästä syystä castor deoiled-kakkua ei voida käyttää syötäviin käyttötarkoituksiin, vaikka se sisältää merkittäviä määriä proteiinia ja on siten rajoitettu vähäarvoisiin sovelluksiin, kuten biofertilizer. Proteiini-isolaatti kuitenkin uutettiin castor deoiled-kakusta ja kahdesta eri tuotteesta eli N-asyyliaminohapoista (Prasad et al., 1988)ja dietanolamidit (Lakshminarayana et al., 1992), raportoitiin, joilla on hyvät pinta-aktiiviset ominaisuudet mahdollista käyttöä teollisissa sovelluksissa.

risiiniöljyä on aikojen saatossa käytetty erilaisissa lääkinnällisissä sovelluksissa, kuten purgatiivisena laksatiivisena stimulanttina, ja Yhdysvaltain elintarvike-ja lääkevirasto (FDA) on luokitellut sen yleisesti turvalliseksi ja tehokkaaksi (GRASE). Risiiniöljyhapon (RA) on osoitettu estävän tehokkaasti lukuisten virus -, bakteeri -, hiiva-ja homelajien kasvua.

risiiniöljy on ikivanha ja suosittu syömäkelvoton öljy, jolla on merkittävää teollista ja lääkinnällistä arvoa (Anjani, 2012). Öljy on kaikkein epätavallinen Fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia verrattuna muihin perinteisiin kasviöljyt, koska läsnäolo hydroksi tyydyttymättömiä rasvahappoja kutsutaan Ra vaihtelee 87% ja 92% (Borch-Jensen et al., 1997; Binder ym., 1962). Muut rasvahapot eli palmitiini (0,8–1,1), steariini (0,7–1,0), oleiini (2,2–3,3), linolihappo (4,1–4,7) ja linoleenihappo (0,5–0,7) ovat vähäisiä määriä öljyssä. RA on 18-Hiilinen suoraketjuinen happo, jonka cis-kaksoissidos on 9: nnen ja 10: nnen hiilen välillä ja hydroksiryhmä 12: nnen hiilen kohdalla. Hydroksi-toiminnallisuuden vuoksi risiiniöljyllä on ainutlaatuinen yhdistelmä fysikaalisia ominaisuuksia, kuten korkea viskositeetti, tiheys (0,959 g / ml 25°C: ssa), lämmönjohtavuus (4,727 W m°C−1), jähmettymispiste (2,7°c), sulamispiste (-2–5°C), kiehumispiste (313°C), erinomainen Liukoisuus alkoholeihin ja kyky pehmittää monenlaisia luonnollisia ja synteettisiä hartseja, vahoja, polymeerejä ja elastomeerejä (Kazeem et al., 2014). Risiiniöljy säilyttää juoksevuutensa sekä erittäin korkeissa että matalissa lämpötiloissa, ja tämän luonteen vuoksi sitä pidetään houkuttelevana voiteluaineena ja lisäksi se on erinomainen raaka-aine erilaisten biolubrikanttisten perusvarastojen valmistuksessa.

hydroksirasvahapon (HFA) esiintymisen vuoksi risiiniöljy on tunnettu teollinen monitoiminen molekyyli, jolla on erilaisia sovelluksia, kuten erikoissaippuoita, liimoja, pinta-aktiivisia aineita, kosmetiikkaa ja hygieniatuotteita, vahankorvikkeita, musteita, hajuvesiä, pehmittimiä, maaleja ja pinnoitteita, erilaisia voiteluaineita ja rasvoja sekä elintarvike -, hienokemikaali-ja lääketeollisuudessa (Achaya, 1971, Borg ym., 2009). Koska risiiniöljy on polaarinen Dielektrinen suhteellisen korkea dielektrisyysvakio, kuivattua risiiniöljyä käytetään dielektrisenä nesteenä korkean suorituskyvyn suurjännitekondensaattoreissa.

ra ja 12-hydroksisteariinihappo (12-HSA) ovat peräisin risiiniöljystä ja hydratusta risiiniöljystä (HCO). RA: n kolme funktionaalisuutta tekivät tästä molekyylistä hyvin ainutlaatuisen kemiallisessa maailmassa. Risiiniöljyn esteritoiminnot voivat liittyä hydrolyysiin, esteröintiin, alkoholismiin, saippuointiin, hydrolyysiin, amidaatioon ja halogenointiin ja tuottaa lopputuotteita, kuten rasvahappoja, glyseroliestereitä, osittaisia estereitä, liukoisia/liukenemattomia saippuoita, alkoholeja, amiinisuoloja, amideja, happoklorideja jne. Risiiniöljyn tyydyttymättömyys erityisesti RA: n voi liittyä reaktioihin, kuten hapettumiseen, hydraukseen, epoksidaatioon,halogenointiin, sulfonaatioon, additioreaktioihin, jotka johtavat polymeroituihin öljyihin, hydroksistearaatteihin, epoksidoituun öljyyn, halogenoituihin öljyihin, sulfonoituihin öljyihin jne. Samalla tavalla hydroksi toiminnallisuus voi osallistua reaktioihin, kuten dehydraatio, syövyttävä fuusio, halogenointi, alkoksylointi, esteröinti, sulfaatio, ja uretaani johtaa dehydratoitu risiiniöljy (DCO) ja sen rasvahapot, sebasiinihappo, 2-oktanoli, 10-undekeenihappo (UDA), heptaldehydi, halogenoidut öljyt, alkoksyloidut öljyt, fosfaatti esterit, kalkkunanpunainen öljy, uretaanipolymeerit, jne. Tämän ainutlaatuisuuden vuoksi risiiniöljystä on tullut potentiaalinen vaihtoehto öljypohjaisille tuotteille, ja sen arvioidaan olevan myös paras ehdokas hyödynnettäväksi biojalostamoissa, koska siitä voidaan valmistaa tuhansia johdannaisia. Lisäksi risiiniöljy on täysin biohajoavaa ja uusiutuvaa raaka-ainetta. Risiiniöljyn tuotantoon, kemiaan ja lisäarvotuotteisiin liittyvässä kirjallisuudessa on julkaistu useita mielenkiintoisia arvosteluja (Achaya, 1971; Borg et al., 2009; Gayki et al., 2015; Mubofu, 2016; Mutlu ja Meir, 2010; Pabiś ja Kula, 2016; Patel et al., 2016).