Біохімія та технологія оліє-жирової сировини - Навчальний посібник (Пешук Л. В., Носенко Т. Т.)

7.15. ефІро-олІйнІ культури

До рослин, що накопичують ефірні олії, відносяться приблизно З тис. видів, проте промислове значення мають тільки 150-200 видів. У великих масштабах виробляють апельсинову олію, лимонну, цитро-неллову, лемонграссову, гвоздичну, коріандрову. Більшість ефіроолійних рослин вирощують в тропіках та субтропіках, і лише деякі — в помірному кліматі.

За хімічним складом ефірні олії — є багатокомпонентними сумішами летких органічних сполук, головним чином терпенів і терпено-їдів, що синтезуються в рослинах, і зумовлюють їх запах. Як і жирні рослинні олії ефірні олії розчиняються в неполярних органічних розчинниках.

Накопичуються ефірні олії в листі, стеблах, квітках, плодах, коренях, насінні, корі або деревині. Вміст ефірних олій суттєво залежить від умов вирощування і коливається від 0,01 до кількох десятків відсотків.

Деякі ефіро-олійні культури накопичують в насінні як ефірні, так і жирну олії, як, наприклад, коріандр, гірчиця тощо.

Коріандр (Coriandrum sativum)

Коріандр - однорічна трав'яниста рослина родини парасолькових. Корінь стрижневий, стебло пряме, висотою від 80 до 120 см, дуже гіллясте, суцвіття — складна парасолька, яка складається з трьох-п'яти простих парасольок. Прикореневі листки утворюють зімкнену розетку. Листя знизу кругле, доверху поступово переходить у багатогранні перисто-розсічені та вузькі довгі частки. Квіти дрібні, блідо-рожевого кольору. Плід - двозернівка, насіння кулеподібної форми, під час дозрівання набуває пряно-ароматичного запаху. Абсолютна маса 1000 штук насіння 5-7 г. В насінні коріандру міститься 60-66 \% ядра і 3440 \% оболонки. Олієвмісною частиною насіння є ендосперм, в якому міститься основна частина олії. Зародок, заглиблений в ендосперм, в декілька разів менший ендосперму.

Коріандр - рослина тривалого дня. Вегетаційний період коливається від 80 до 125 днів, культивується дуже широко, займає приблизно 70 \% всієї посівної площі ефіроолійних культур. У дикому стані зустрічається в Середземномор'ї, в Криму, Середній Азії.

Промислова культура коріандру почалася з другої половини XIX ст., коли в районах його вирощування були побудовані переробні заводи. Роботи вітчизняних селекціонерів дозволили покращити врожайність і продуктивність вітчизняних сортів коріандру («Олек-сієвський - 24», «Луч», «Русь», «Тміновидний», «Троян»), які високо цінувалися на світовому ринку. Ознаками для селекції при цьому є стійкість плодів до осипання, велика кількість плодів на одному кущі та високий вміст ефірної олії.

Врожайність коріандру залежить від розвитку розетки: чим більше листя в розетці і триваліша фаза розетки, тим вища продуктивність рослин. Нестача вологи, особливо в період бутонізації і цвітіння, скорочує вегетаційний період, що відповідно знижує врожайність.

Стебло коріандру в період цвітіння містить ефірну олію, яка складається з альдегідів: децилового СН3 - (СН2)8 - СНО і дециленового СН3 - (СН2)6 - СН = СН - СНО. Ефірна олія плодів у період їх утворення містить 40-50 \% альдегідів і 30-35 \% ліналоолу. Із дозріванням вміст альдегідів зменшується майже до повного їх зникнення, а паралельно збільшується кількість ліналоолу.

Дозрілі плоди коріандру містять 0,7-1,7 \% ефірної та 17-24 \% жирної олії невисихаючого типу (йодне число 72-91), яка застигає при температурі від мінус 2 до мінус 5 °С.

Основний компонент ефірної олії ліналоол (50-80 \%), моноци-клічні терпени - терпінен і фелландрен; із біциклічних терпенів -пінен. У висококиплячій фракції міститься гераніол і борнеол та їх оцтові ефіри, сліди альдегідів.

Достиглі плоди мають жовтувато світло-бурий колір. Ефірна олія міститься в канальцях, що знаходяться в оболонці плоду. Одержують олію перегонкою водяною парою з сировини, що містить не більше 10 \% незрілих плодів, поскільки останні знижують якість ефірної олії. Олія являє собою безбарвну або світло-жовту рідину характерного ароматичного запаху та смаку, зумовленого ліналоолом.

В промисловості використовують плоди коріандру - в харчовій та лікеро-горілчаній галузях, ефірну олію - в парфумерії, для отримання цитралю з ліналоолу, що використовується при лікуванні кератитів і кон'юктивітів. Плоди коріандру покращують травлення, є жовчогінним засобом.

Збирають коріандр зерновими комбайнами. Закінчують збирання врожаю насіння (для уникнення втрат від осипання) за 3-4 дні. Врожайність коріандру коливається від 15до18цз1га.

Олієвмісні відходи коріандру.

Ефірну олію на підприємствах одержують із зрілого, попередньо подрібненого насіння коріандру за допомогою обробки його водяною парою.

Після видалення ефірної олії насіння є сировиною для одержання жирної олії на олієдобувних заводах.

Хімічний склад коріандрових відходів (\%, в перерахунку на суху речовину): волога — 8,0-37,1; олія (жирна) —11,3-20,0; білок (№ 6,25) — 11,6-13,6; клітковина — 13,9-28,5; зола — 8,3; безазотисті екстрактивні речовини — 21,1-29,8.

Обробка подрібненого насіння парою під час одержання ефірної олії збільшує вологість коріандрових відходів до 20-22 \%. Поряд з цим в структурі насіння проходять глибокі зміни: денатуруються білкові речовини, збільшується кислотне число олії. При зберіганні таких відходів без підсушування олійна сировина швидко псується. Вологість насіння коріандру, яка необхідна для тривалого зберігання, не повинна перевищувати 13,4 \%, насипна густина 340 г/л, абсолютна маса 6,54 г.

Особливістю коріандрових відходів як олійної сировини є товщина клітинних стінок, яка приблизно в 1,5-3 разів більша, ніж в насінні інших олійнихкультур.

Малі розміри насіння коріандру, висока механічна міцність клітинних оболонок значно ускладнює використання коріандрових відходів як олійної сировини.

Жирна коріандрова олія має зеленувато-коричневий колір з приємним своєрідним запахом. Смак олії, що не містить ефірної олії, приємний, притаманний харчовій олії. Склад та фізико-хімічні властивості коріандрової олії наведено в Таблиці 7.83.

Таблиця 7.83.

Склад та фізико-хімічні властивості коріандрової олії

 

Показник

Значення

Вміст насичених жирних кислот, \%, в тому числі:

приблизно 10

стеаринової

1-2

пальмітинової

6-8

Вміст ненасичених жирних кислот, \%:

 

олеїнової

32-35

лінолевої

7,0-10

петрозелінової

53-55

Густина за температури 15°С, кг/м3

919-928

Показник заломлення за температури 20°С

1,471-1,474

Біохімія

продовж, табл. 7.83.

Температура застигання, °С

від -2 до -5

Кінематична в'язкість за температури 20°С, м2/с

81-89-10-6

Число омилення, мг КОН/г

186-190

Йодне число, гД/100 г

93-100

Вміст неомилюваних ліпідів, \%

1,5-7,5

У зв'язку із високим вмістом петрозелінової кислоти жирну коріандрову олію використовують в технічних цілях - в текстильній промисловості для виробництва суконних тканин, у миловарінні та поліграфічному виробництві, макуху та шрот - для відгодівлі тварин.

Аніс (Anisum vulgare Gaertn)

Аніс звичайний (Pimpinella anisum) Насіння анісу переробляють на ефіро-олійних підприємствах для отримання ефірної анісової олії. Відходами є знеефірене анісове насіння, яке містить жирну олію.

Батьківщиною анісу є - Мала Азія. Культивується в країнах Південної Європи, Північної Африки, Мексиці. В Україні культивується з 30-х років XIX століття. Урожайність 4-9 ц/га. Плід яйцеподібної форми.

Аніс - однорічна трав'яниста рослина висотою 50-60 см родини Сельдерейних. Суцвіття - складна парасолька. Плоди — двосім'яники яйцеподібної форми довжиною 3-5 мм, шириною 2-3 мм., не розпадаються, , зжаті з боків, зеленувато-сірі. Поверхня плодів злегка шорстка, покрита короткими восками. Довжина плодів 3-4, діаметр 1,53,0 мм. Промислове значення мають два сорти анісу: Воронежський -38 і Воронежський-334.

Хімічний склад плодів анісу (\% в перерахунку на суху речовину): ліпіди - 24,0; білок (N х 6,25) - 20,2; целюлоза - 21,5; розчинні вуглеводи - 23,9; зола - 6,6. Вміст ефірної олії 1,5-4,0 (інколи до 6). Основний компонент ефірної олії анетол (80-90 \%), значну частку складає метилхавікол (10 \%). Крім того в олії міститься анісовий альдегід, аніскетон та анісова кислота.

Вміст ефірної олії в промисловій сировині повинен бути не меншим 1,5 \%, вологість повинна бути не вищою 12 \%, сміттєвих домішок - не більше 1 \%.

Ефірну олію одержують перегонкою водяною парою. Після відділення від води олія підлягає ректифікації повторною перегонкою з водяною парою. За температури нижчої 15 °С олія кристалізується у білу кристалічну масу, що пов'язано із кристалізацією анетолу. На світлі олія псується за рахунок окиснення анетолу. Температура спалаху олії - 100 °С, її відносять до вибухонебезпечних речовин.

Ефірну олію використовують у кондитерській, лікеро-горілчаних галузях харчової промисловості, віддушках для зубних паст, в медицині (при застудах як відхаркувальний засіб, метеоризмі кишечника).

Після вилучення з подрібнених плодів ефірної анісової олії анісові відходи мають наступний склад (\% в перерахунку на суху речовину): ліпіди -21,1-25,85; білок (Nx 6,25) - 17,8-20,96; целюлоза - 18,422,0; розчинні вуглеводи - 26,6-27,93; зола - 7,8-11,8.

Жирна олія із насіння анісу жовто-зеленого кольору із-за присутності хлорофілу, в'язка, із специфічним запахом.

Макуху і шрот після видалення залишків ефірної олії можна використовувати на корм худобі.

Чернушка посівна (Nigella sativa)

Чернушка посівна - однорічна трав'яниста рослина родини Лю-тикових, висотою 40-60 см, насіння її містить 0,5-1,5 \% ефірної і 3640 \% жирної олії. Плід - складна листівка із 5-7 простих листівок. Насіння тригранне, чорного кольору, з шершавою матовою поверхнею, довжиною 3,4 і шириною приблизно 2 мм. В насінні містяться алкалоїди, його використовують як лікарський засіб і як прянощі.

Після знеефірення з насіння вилучають жирну олію. Вона рідка, червонуватого кольору, застигає при 0 °С.

Рафіновану олію можна використовувати як харчову, а знежирений залишок (макуху, шрот) — як корм.

Фенхель звичайний (Foeniculum Vulgare Mill)

Фенхель звичайний або кріп аптечний відноситься до родини Па-расолькових. Багаторічна, в культурі дворічна трав'яниста рослина з розгалуженим стеблом висотою 1-2 м. Суцвіття - складні парасольки, плід -двохподільна зернівка. В дикому стані росте вздовж узбережжя Середземного моря, в степових районах Кавказу та Середній Азії. Фенхель культивують в Індії, Південній Африці, СІЛА та Японії, в

Україні в основному - в Івано-Франківській та Чернівецькій області. Урожайність фенхелю 12-16 ц/га.

В плодах фенхеля міститься 4-6 \% ефірної олії. Основний компонент олії - анетол (до 60 \%), до складу входять також біциклічний кетон фенхон (10-12 \%), а-пінен, камфен, дипентен, а-фелондрен. З ароматичних сполук (крім анетолу) в олії присутній метилхавікол і анісовий альдегід. Ядро насіння багате на жирну олію (приблизно 18 \%), яка застигає при 1-2 °С з йодним числом 98 і з вмістом з петрозелінової кислоти 60 \%.

Ефірну олію одержують з плодів вологістю не більше 12 \%, ефіроолійної домішки не більше 2 \% (в тому числі іншого духмяного насіння не більше 1 \%). Ефірної олії в плодах повинно бути не менше 3 \%.

Ефірну олію одержують перегонкою з водяною парою з наступною ректифікацією. Олія майже безбарвна, застигає при температурі 3-10°С.

Зелень фенхелю використовують як лікарський засіб: знімає спазми шлунково-кишкового тракту, зменшує бродильні та гнилісні процеси в кишковику, знижує газоутворення. Загалом фенхель- рослина універсальна. Це чудова зелень для салатів, соусів до м'ясних страв, для соління овочів, як сировина для лікеро-горілчаної промисловості, кондитерського, хлібопекарного, миловарного і парфумерного виробництва.

Контрольні запитання

Дайте загальну характеристику олійним рослинам родини Складноцвітих.

Назвіть типи соняшника та основних сортів, які культивуються в Україні за основним направленням використання.

Охарактеризуйте хімічний склад високо олійних сортів соняшнику. Які особливості неліпідної частини соняшника необхідно враховувати при одержанні харчових білків соняшника?

Порівняйте технологічні властивості насіння сафлору та соняшника.

Вимоги стандартів до насіння сафлору для промислової переробки?

Які загальні властивості характерні для олійних рослин родини Хрестоцвітих?

Як змінилися властивості ріпаку в результаті направленої селекції? Назвіть характерні особливості вихідних і сучасних сортів ріпаку.

Охарактеризуйте основні фізико-механічні та технологічні властивості насіння гірчиці, рижію та суріпиці.

Охарактеризуйте олійну культуру крамбе.

Чому насіння сої та арахісу віднесені до однієї ботанічної родини? Назвіть їх загальні хімічні властивості.

Які технологічні операції переробки насіння сої знижують антихарчові властивості білків?

Чим зумовлена необхідність зниження активності ферментів уреази і ліпоксигенази в насінні сої та продуктах їх переробки?

Значення сої як білково-олійної культури в народному господарстві України.

Дайте характеристику арахісу згідно ГОСТу 17111-88.

В чому відмінність за технологічними властивостями насіння бавовнику середньо - та тонковолокнистих сортів?

Яким способом можна провести фракціонування бавовняної олії?

При здійсненні яких технологічних операцій в процесі отримання бавовняної олії проходять зміни госиполу? Як при цьому змінюються його хімічні властивості?

Дайте характеристику представникам родини Мальвових.

Назвіть основні типи льону. Чому саме на прикладі льону

С. Л. Івановим була встановлена залежність жирнокислотного складу олії від географічної широти вирощування рослин?

Яке значення для технології має присутність слизу на поверхні насіння льону?

Охарактеризуйте вимоги стандартів до насіння льону олійного.

Назвіть основний напрямок використання в народному господарстві конопель.

Як впливає район вирощування конопель на накопичення наркотичних речовин?

Охарактеризуйте базисні та обмежувальні норми на насіння конопель, як промислової сировини.

Дайте характеристику представникам родини Молочайних.

Де і як використовують рицинову олію в народному господарстві?

Назвіть токсичну речовину насіння рицини. Який можливий спосіб її знезараження?

Основний напрямок використання в народному господарстві продуктів переробки насіння сезаму.

Яка особливість хімічного складу сезамової олії зумовлює високу стійкість до окиснення при зберіганні?

Дайте характеристику олійним рослинам родини Пальмових.

В яких галузях промисловості використовують олію першій та лялеманції?

Які особливості хімічного складу насіння та олії з рослин родини Губоцвітих?

Назвіть основний напрямок використання в народному господарстві маку та його насіння.

Охарактеризуйте вимоги стандартів до маку олійного для пром-переробки.

Дайте характеристику волоскому горіху, як олійній сировині. Вимоги стандарту до ядра грецького горіха.

Які загальні хімічні і технологічні властивості мають плодові кісточки як олійна сировина? В чому полягають основні труднощі їх технологічної переробки?

Дайте характеристику плодам основних ефіроолійних культур, які вирощуються в Україні.

Як і де використовуються відходи ефіроолійного виробництва у народному господарстві?