8.1 Inleiding

Ricinus communis behoort tot de familie Euphorbiaceae en groeit in het wild onder gevarieerde klimatologische omstandigheden. Deze plant is ontstaan in India en ook in Afrika. De grootte, het uiterlijk en de onderdelen variëren afhankelijk van de variëteit, omgeving en landbouwkundige praktijken van de plant. Ricinusolie wordt aanvankelijk gedomesticeerd in Oost-Afrika en later geïntroduceerd in China uit India ongeveer 1400 jaar geleden (Patel et al., 2016). China en Brazilië zijn de belangrijkste groeiende landen van castor teelt tot 90% van de wereldwijde productie, hoewel het wordt geteeld in ongeveer 30 landen. India produceert echter 85% van de wereldwijde productie van ricinusolie en domineert in de internationale handel (Ogunniyi, 2006). India is een toonaangevende exporteur van ricinusolie voor meer dan 90% met een waarde tot 1 miljard dollar per jaar en de Verenigde Staten, de Europese Unie, Japan, Brazilië en China zijn de belangrijkste importeurs, goed voor 84% van de geïmporteerde ricinusolie (Patel et al., 2016).de teelt van Castorgewassen brengt verschillende uitdagingen met zich mee en het aanpassingsvermogen van het klimaat beperkt de castorplantage in de Verenigde Staten, naast de aanwezigheid van giftig eiwit, namelijk ricine in de plant. Het gewas omvat ook arbeidsintensief oogstproces, dat de Verenigde Staten en andere ontwikkelde landen garandeert om castor plantage na te streven (Patel et al., 2016). Ricinusbladeren leveren de nodige voedingsstoffen die nodig zijn voor de groei van zijderups als waardplant. De zijde die wordt geproduceerd uit de zijderups op plantaardige basis van castor staat bekend als eri silk. Het bijproduct van deze industrie is eri pupae, een goede bron voor eiwit-en nutriëntenolie. De ERI zijderups bevatten ongeveer 18% -20% (droge basis) olie en bevatten alfa linoleenzuur (ALA) tot 43%. De regiospecifieke analyse van de olie toonde een hoger niveau van ALA aan (47,3%) op de SN-2 Positie (Shiv Shankar et al., 2006). De olie die ongeveer 2,5% fosfolipiden bevat en fosfatidylethanolamine is de belangrijkste fosfolipide (64%) gevolgd door fosfatidylcholine (19,2%). Cardiolipine en fosfatidylinositol bevatten ook in kleine hoeveelheden (Ravinder et al., 2016). Dezelfde groep heeft het raffinageproces voor eri popolie (Ravinder et al., 2015).

olie-extractie wordt meestal uitgevoerd door mechanische expressie of solventextractie, of beide, en het gemiddelde oliegehalte is ongeveer 45% -55% in gewicht, afhankelijk van de ricinusvariëteiten en de geografische locatie (Ogunniyi, 2006). Castor zaden melden drie giftige bestanddelen, namelijk ricine (glycoproteïne), ricinine (alkaloïde), en allergeen (eiwit–koolhydraten complex) bevatten, en deze drie componenten behouden in de ontoliede cake tijdens extractie en olie is vrij van deze componenten. Als gevolg van deze reden, kan de castor ontoliede cake niet worden gebruikt voor eetbare toepassingen, hoewel het aanzienlijke hoeveelheden eiwit bevat en daarom beperkt tot lage-waarde toepassingen zoals biofertilizer. Echter, het eiwit isolaat werd gewonnen uit de castor ontoliede cake en twee verschillende producten, namelijk N-acyl aminozuren (Prasad et al., 1988) en diethanolamides (Lakshminarayana et al., 1992), werden gerapporteerd met goede oppervlakteactieve eigenschappen voor mogelijk gebruik in industriële toepassingen.sinds eeuwen wordt ricinusolie gebruikt in verschillende medicinale toepassingen, waaronder als laxeermiddel en wordt het door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) geclassificeerd als algemeen erkend als veilig en effectief (GRASE). Ricinolzuur (RA) is effectief gebleken bij het voorkomen van de groei van talrijke soorten virussen, bacteriën, gisten en schimmels.

ricinusolie is een oude en populaire niet-eetbare olie met een significante industriële en medicinale waarde (Anjani, 2012). De olie bezit de meest ongewone fysische en chemische eigenschappen in vergelijking met andere traditionele plantaardige oliën, vanwege de aanwezigheid van hydroxy onverzadigde vetzuren genaamd RA varieert van 87% tot 92% (Borch-Jensen et al., 1997; Binder et al., 1962). De andere vetzuren, namelijk palmitinezuur (0,8-1,1), stearinezuur (0,7–1,0), oliezuur (2.2–3.3), linolzuur (4.1–4.7) en linoleenzuur (0,5–0,7), zijn in kleine hoeveelheden aanwezig in de olie. RA is een 18-koolstof rechte keten zuur met een cis-dubbele binding tussen 9e en 10e koolstof en een hydroxy groep op 12e koolstof. Door de aanwezigheid van hydroxyfunctionaliteit vertoont ricinusolie een unieke combinatie van fysische eigenschappen zoals hoge viscositeit, dichtheid (0,959 g / ml bij 25°C), thermische geleidbaarheid (4,727 W m°c−1), gietpunt (2,7°C), smeltpunt (-2 tot -5°C), Kookpunt (313°C), uitstekende oplosbaarheid in alcoholen en het vermogen om een grote verscheidenheid aan natuurlijke en synthetische harsen, wassen, polymeren en elastomeren (Kazeem et al., 2014). Ricinusolie behoudt zijn vloeibaarheid bij zowel extreem hoge als lage temperaturen en door deze aard wordt het beschouwd als een aantrekkelijk smeermiddel en bovendien is het ook een uitstekende grondstof voor de bereiding van verschillende biolubricant-basisvoorraden.vanwege de aanwezigheid van hydroxyvetzuur (HFA) is ricinusolie een bekend industrieel multifunctioneel molecuul met een verscheidenheid aan toepassingen zoals speciale zepen, kleefstoffen, oppervlakteactieve stoffen, cosmetica en persoonlijke verzorgingsproducten, wasvervangers, inkten, parfums, weekmakers, verven en coatings, verschillende smeermiddelen en vetten, evenals in de voedsel -, fijnchemicaliën-en farmaceutische industrie (Achaya, 1971, Borg et al., 2009). Omdat ricinusolie een polaire diëlektrische constante is met een relatief hoge diëlektrische constante, wordt de gedroogde ricinusolie gebruikt als diëlektrische vloeistof in hoogperformante hoogspanningscondensatoren.

RA en 12-hydroxystearinezuur (12-HSA) zijn afgeleid van respectievelijk ricinusolie en gehydrogeneerde ricinusolie (HCO). De drie functionaliteiten aanwezig in RA maakten dit molecuul zeer uniek in de chemische wereld. De esterfunctionaliteit van ricinusolie kan in de hydrolyse, esterificatie, alcoholyse, verzeping, hydrogenolyse, amidatie, en halogenatie impliceren, en eindproducten zoals vetzuren, glycerolesters, gedeeltelijke esters, oplosbare/onoplosbare zepen, alcoholen, aminezouten, amiden, zure chloriden, enz.produceren. De onverzadiging van ricinusolie in het bijzonder die van RA kan in de reacties zoals oxidatie, hydrogenatie, epoxidatie, halogenatie, sulfonatie, additie reacties resulteren in gepolymeriseerde oliën, hydroxystearaten, geëpoxideerde olie, gehalogeneerde oliën, gesulfoneerde oliën, enz.impliceren. Op dezelfde manier kan de hydroxyfunctionaliteit deelnemen aan reacties zoals dehydratie, bijtende fusie, halogenatie, alkoxylatie, esterificatie, sulfatie en urethaan resulterend in gedehydrateerde ricinusolie (DCO) en zijn vetzuren, sebacinezuur, 2-octanol, 10-undeceenzuur (UDA), heptaldehyde, gehalogeneerde oliën, alkoxyleerde oliën, fosfaatesters, kalkoen rode olie, urethaan polymeren, enz. Vanwege dit unieke karakter is ricinusolie een potentieel alternatief geworden voor op aardolie gebaseerde producten en ook geprojecteerd als een beste kandidaat om te exploiteren in bioraffinagemodus aangezien duizenden derivaten ervan kunnen worden bereid. Daarnaast is ricinusolie volledig biologisch afbreekbaar en hernieuwbare grondstof. Verschillende interessante recensies zijn gepubliceerd in de literatuur met betrekking tot de productie van ricinusolie, chemie, en producten met toegevoegde waarde (Achaya, 1971; Borg et al., 2009; Gayki et al., 2015; Mubofu, 2016; Mutlu en Meir, 2010; Pabiś en Kula, 2016; Patel et al., 2016).