8.1 Introducere

planta de ricin (Ricinus communis) aparține familiei Euphorbiaceae și crește sălbatic în condiții climatice variate. Această plantă a fost originară atât în India, cât și în Africa. Dimensiunea, aspectul și părțile sale variază în funcție de soi, mediu și practici agronomice ale plantei. Uleiul de ricin este inițial domesticit în Africa de Est și mai târziu introdus în China din India în urmă cu aproximativ 1400 de ani (Patel și colab., 2016). China și Brazilia sunt principalele țări în creștere ale cultivării castorului până la 90% din producția globală, chiar dacă este cultivată în aproximativ 30 de țări. Cu toate acestea, India produce 85% din producția globală de ulei de ricin și domină în comerțul internațional (Ogunniyi, 2006). India este un exportator de ulei de ricin de peste 90%, evaluând până la 1 miliard USD pe an, iar Statele Unite, Uniunea Europeană, Japonia, Brazilia și China sunt principalii importatori, reprezentând până la 84% din uleiul de ricin importat (Patel și colab., 2016).

cultivarea culturilor de ricin implică diverse provocări, iar adaptabilitatea climatică restricționează plantația de ricin din Statele Unite, pe lângă prezența proteinelor toxice, și anume ricina în plantă. Cultura implică, de asemenea, un proces de recoltare intensivă a forței de muncă, care garantează Statelor Unite și altor țări dezvoltate să urmărească plantația de ricin (Patel și colab., 2016). Frunzele de ricin furnizează nutrienții necesari pentru creșterea viermilor de mătase ca plantă gazdă. Mătasea produsă din viermele de mătase pe bază de plante de ricin este cunoscută sub numele de mătase eri. Produsul secundar al acestei industrii este eri pupae, care este o sursă bună de proteine și ulei nutritiv. Pupele de viermi de mătase eri conțin aproximativ 18% -20% (bază uscată) ulei și s-a constatat că conține acid alfa linolenic (ALA) până la 43%. Analiza regiospecifică a uleiului a arătat un nivel mai ridicat de ALA (47,3%) la poziția sn-2 (Shiv Shankar și colab., 2006). Uleiul care conține aproximativ 2,5% fosfolipide și fosfatidiletanolamină este fosfolipidul major (64%) urmat de fosfatidilcolină (19,2%). Cardiolipina și fosfatidilinozitolul conțin, de asemenea, în cantități minore (Ravinder și colab., 2016). Același grup a raportat procesul de rafinare pentru eri pupal oil (Ravinder și colab., 2015).

extracția uleiului se realizează de obicei prin Expresie mecanică sau extracție cu solvent, sau ambele, iar conținutul mediu de ulei este de aproximativ 45% -55% în greutate, în funcție de soiurile de ricin și locația geografică (Ogunniyi, 2006). Semințele de ricin raportează că conțin trei constituenți toxici, și anume ricină (glicoproteină), ricinină (alcaloid) și alergen (complex proteic–carbohidrat), iar aceste trei componente se rețin în tortul dezolat în timpul extracției, iar uleiul nu conține aceste componente. Din acest motiv, tortul de ulei de ricin nu poate fi utilizat pentru aplicații comestibile, chiar dacă conține cantități semnificative de proteine și, prin urmare, limitat la aplicații cu valoare scăzută, cum ar fi biofertilizatorul. Cu toate acestea, izolatul proteic a fost extras din tortul de ulei de ricin și din două produse diferite, și anume aminoacizii n-acil (Prasad și colab., 1988) și dietanolamide (Lakshminarayana și colab., 1992), au fost raportate cu proprietăți bune de surfactant pentru o posibilă utilizare în aplicații industriale.

de la vârste, uleiul de ricin a fost utilizat în diverse aplicații medicinale, inclusiv ca stimulent laxativ purgativ și este clasificat de Administrația SUA pentru alimente și medicamente (FDA) ca fiind recunoscut în general ca sigur și eficient (GRASE). Acidul Ricinoleic (RA) s-a dovedit a fi eficient în prevenirea creșterii a numeroase specii de viruși, bacterii, drojdii și mucegaiuri.

uleiul de ricin este un ulei antic și popular necomestibil, cu o valoare industrială și medicinală semnificativă (Anjani, 2012). Uleiul posedă cele mai neobișnuite proprietăți fizice și chimice în comparație cu alte uleiuri vegetale tradiționale, datorită prezenței acidului gras hidroxi nesaturat numit RA variază de la 87% la 92% (Borch-Jensen și colab., 1997; Binder și colab., 1962). Ceilalți acizi grași, și anume palmitic (0,8–1,1), stearic (0,7–1,0), oleic (2,2–3,3), linoleic (4,1–4,7) și linolenic (0,5–0,7), sunt prezenți în cantități minore în ulei. RA este un acid cu lanț drept de 18 carbon cu o legătură dublă cis între carbonul 9 și 10 și o grupare hidroxi la carbonul 12. Datorită prezenței funcționalității hidroxi, uleiul de ricin prezintă o combinație unică de proprietăți fizice , cum ar fi vâscozitate ridicată, densitate (0,959 g/ml la 25 CTC), conductivitate termică (4,727 W m CTC−1), punct de turnare (2,7 CTC), punct de topire (-2 până la -5 CTC), punct de fierbere (313 CTC), solubilitate excelentă în alcooli și capacitatea de a plastifica o mare varietate de rășini naturale și sintetice, ceruri, polimeri și elastomeri (Kazeem și colab., 2014). Uleiul de ricin își menține fluiditatea atât la temperaturi extrem de ridicate, cât și la temperaturi scăzute și, datorită acestei naturi, este considerat un lubrifiant atractiv și, în plus, este, de asemenea, un excelent ca materie primă pentru prepararea varietății de stocuri de bază biolubricante.datorită prezenței acidului gras hidroxi (HFA), uleiul de ricin este o moleculă multifuncțională industrială bine cunoscută, cu o varietate de aplicații, cum ar fi săpunuri de specialitate, adezivi, agenți tensioactivi, produse cosmetice și produse de îngrijire personală, înlocuitori de ceară, cerneluri, parfumuri, plastifianți, vopsele și acoperiri, varietate de lubrifianți și grăsimi, precum și în industria alimentară, produse chimice fine și farmaceutice (Achaya, 1971, Borg et al., 2009). Deoarece uleiul de ricin este un dielectric polar cu o constantă dielectrică relativ ridicată, uleiul de ricin uscat este utilizat ca fluid dielectric în condensatoarele de înaltă tensiune de înaltă performanță.

RA și acidul 12-hidroxi stearic (12-HSA) sunt derivate din ulei de ricin și, respectiv, ulei de ricin hidrogenat (HCO). Cele trei funcționalități prezente în RA au făcut această moleculă foarte unică în lumea chimică. Funcționalitatea esterului uleiului de ricin poate implica hidroliza, esterificarea, alcooliza, saponificarea, hidrogenoliza, amidarea și halogenarea și poate genera produse finale precum acizi grași, esteri glicerici, esteri parțiali, săpunuri solubile/insolubile, alcooli, săruri de amină, amide, cloruri acide etc. Nesaturarea uleiului de ricin, în special cea a RA, poate implica reacții precum oxidarea, hidrogenarea, epoxidarea, halogenarea, sulfonarea, reacțiile de adiție care rezultă în uleiuri polimerizate, stearați hidroxi, ulei epoxidat, uleiuri halogenate, uleiuri sulfonate etc. În mod similar, funcționalitatea hidroxi poate participa la reacții precum deshidratare, fuziune caustică, halogenare, alcoxilare, esterificare, sulfare și uretan, rezultând ulei de ricin deshidratat (DCO) și acizii săi grași, acid sebacic, 2-octanol, acid 10-undecenoic (UDA), heptaldehidă, uleiuri halogenate, uleiuri alcoxilate, esteri fosfați, ulei roșu de curcan, polimeri uretanici etc. Datorită acestei unicități, uleiul de ricin a devenit o alternativă potențială la produsele pe bază de petrol și, de asemenea, proiectat ca cel mai bun candidat pentru a exploata în modul biorafinării, deoarece mii de derivați pot fi preparați din acesta. În plus, uleiul de ricin este complet biodegradabil și materie primă regenerabilă. Mai multe recenzii interesante au fost publicate în literatura de specialitate referitoare la producția de ulei de ricin, chimie și produse cu valoare adăugată (Achaya, 1971; Borg și colab., 2009; Gayki și colab., 2015; Mubofu, 2016; Mutlu și Meir, 2010; Pabi și Kula, 2016; Patel și colab., 2016).