РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА
жирные
(жиры растительные), продукты, извлекаемые из растит. сырья и состоящие в осн.
из триглицеридов высших жирных к-т. Осн. источники Р. м,- масличные растения
(масличные культуры). Р. м. содержатся также в косточках нек-рых плодовых деревьев
(абрикос, персик, вишня, черешня, миндаль), семенах винограда, арбуза, томатов,
табака, чая, а также в разл. маслосодсржащих отходах пищ. произ-в, перерабатывающих
с.-х. сырье. К последним относят гл. обр. отруби и зародыши семян зерновых культур.
В оболочке зерна пшеницы и ржи содержится 5-6% масла, в зародыше-11-13 и 10-17%
соотв.; в зародыше кукурузы 30-48% масла, проса-ок. 27%, риса-24-25%. Содержание
масла в растениях и его качество зависят от сорта растения, условий произрастания
(удобрения, обработка почвы), степени зрелости плодов и семян.
Состав и свойства. Р.M.
на 94-96% состоят из смесей триглицеридов высших жирных кислот (табл.
1). Оставшуюся часть составляют в-ва, близкие к жирам (напр., фосфо-липиды,
стерины, витамины), своб. жирные к-ты и др. компоненты.
Плотность Р.M. 0,87-0,98
г/см3 (табл. 2); большинство из них раств. в бензине, бензоле, дихлорэтане,
сероуглероде, ацетоне, диэтиловом эфире, СС14; ограниченно раств.
в этаноле и метаноле, не раств. в воде.
Св-ва Р. м. определяются
гл. обр. составом и содержанием жирных к-т, образующих триглицериды (см. Жиры).
Обычно это насыщ. и ненасыщ. одноосновные жирные к-ты с неразветвленной
углеродной цепью и четным числом атомов углерода (преим. С16 и С18).
В подавляющем большинстве Р. м. содержат смеси глицеридов разл. к-т, в нек-рых
присутствуют и глицериды одной к-ты. Кроме того, в Р. м. обнаружены в небольших
кол-вах глицериды жирных к-т с нечетным числом атомов углерода.
В зависимости от состава
триглицеридов Р.M. могут быть жидкими (подсолнечное, хлопковое, соевое, рапсовое,
кукурузное, льняное и др.) и твердыми (кокосовое, пальмовое, пальмоядровое и
др.). У жидких масел, содержащих гл. обр. непредельные к-ты, т-ра застывания
ниже 0°С, у твердых - достигает 40 °С. При контакте с О2
воздуха или при нагр. до 250-300°С многие P.M. подвергаются окислит. полимеризации
("высыхают"), образуя пленки. По способности к высыханию Р. м. условно
подразделяют на высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие. Первые, напр. льняное масло, конопляное и тунговое масла, содержат гл. обр.
триглицериды к-т с двумя или тремя двойными связями (линолевой, линоленовой,
элеостеариновой); вторые, напр. подсолнечное масло, соевое и маковое
масла,-триглицериды к-т с одной или двумя двойными связями (олеиновой, линолевой);
третьи, напр. кокосовое и пальмовое масла,-преим. триглицериды насыщ. к-т (лауриновой,
пальмитиновой, стеариновой) и небольшое кол-во монрненасыщ. олеиновой. Невысыхающее
касторовое масло содержит тригли-церид рицинолевой к-ты.
При анализе состава Р.M.
кол-во высших жирных к-т, образующихся при омылении, характеризуют числом омыления,
степень ненасыщенности - йодным и родановым числами.
Компоненты Р. м., отличные
от триглицеридов, подразделяют на омыляемые и неомыляемые. К первым относят
своб. жирные к-ты (содержание 1-2%), фосфолипиды (0,5-4%), стерины (0,3-1,3%),
воски и воскообразные в-ва (0,002-0,4%), пигменты (не более 0,16%), ко вторым-белки
(0,1-1,5%), витамины (до 0,5%), углеводороды и др.
Свободные жирные к-ты могут
содержаться в растит. сырье (семена недозревших растений или семена, самосозревающие
при хранении во влажном состоянии) или образовываться в процессе выделения масла
в результате частичного гидролиза триглицеридов (высшие жирные к-ты) и их окисления
под действием света и при длит. хранении (низкомол. жирные к-ты - масляная,
каприновая, капроновая, каприло-вая, ацетоуксусная, уксусная). Суммарное содержание
своб. к-т в % по массе в Р. м. определяет их кислотность и характеризуется кислотным
числом. Наличие своб. низкомол. жирных к-т, р-римых в воде и испаряющихся при
нагр., характеризуется числом Рейхарта-Мейсля; наличие к-т, не растворяющихся
в воде, но способных испаряться при нагр.,-числом Поленске. Оба этих числа определяются
кол-вом мл 0,1 н. р-ра КОН, расходуемого на нейтрализацию 5 г Р. м. в определенных
условиях. Содержание нерастворимых к-т и неомыляемых компонентов характеризуется
числом Генера (содержание их в % в 100 г Р. м).
Фосфолипиды в Р.M. представлены
гл. обр. глицеро-фосфатидами (лецитины), в меньшем кол-ве -инозитфосфа-тидами
и сфингомиелинами. Фосфолипиды Р. м. участвуют в биол. окислении масел в организме
и сами по себе представляют большую ценность (см. Фосфолипиды). Однако
в Р.M. они образуют коллоидные р-ры, из к-рых при поглощении воды коагулируют
с образованием осадков, наз. фузами. В таких осадках могут происходить гидроли-тич.
процессы, приводящие к потере масел и затруднениям при переработке. Под действием
О2 воздуха фосфолипиды легко
окисляются с образованием темноокрашенных соед., ухудшающих качество масел.
Поэтому Р.M., не идущие непосредственно в пищу или подвергающиеся дальнейшей
переработке (напр., рафинированию), очищают-вт фосфоли-пидов, подвергая масло
гидратации, или связывая с помощью разл. хим. агентов, напр. диметилдиаллиламмоний-хлорида.
Выделенные фосфолипиды, учитывая их биол. и пищ. ценность, используют для произ-ва
фосфолипидных концентратов, к-рые добавляют во мн. пищ. продукты (напр., маргарин)
и корма для животных.
Из стеринов растит. происхождения
(фитостеринов) в Р.M. наиб. часто содержатся ситостерин и стигмастерин, являющиеся
предшественниками витамина D (см. Стерины). Холестерин в Р. м. практически
не содержится. Наиб. кол-во стеринов содержится в кукурузном масле-0,42-1,38%,
в подсолнечном их 0,25-0,53%, в хлопковом 0,26-0,57%, в соевом 0,35-0,40%. При
переработке и очистке Р.M. потери стеринов стараются свести к минимуму. При
необходимости стерины из Р. м. могут быть извлечены с помощью алкалоида дигитонина,
с к-рым они дают нерастворимые в этаноле соединения.
Воски и воскообразные вещества
в P.M. образуют эмульсии и вызывают помутнение масла. Для их удаления масло
обычно охлаждают до 8-12°С и осадок отфильтровывают (способ "вымораживания").
Пигменты, содержащиеся
в семенах и плодах масличных растений, придают Р.M. разл. окраску. Красные и
желтые оттенки в цвете Р.M. определяются присутствием в них каротиноидов (красный
оттенок-каротин, желтый-ксантофилл), наиб. их кол-во содержится в кукурузном
масле (0,058-0,15%). Зеленый оттенок, характерный для соевого, кукурузного,
рапсового, горчичного и др. масел, определяется присутствием в них смеси хлорофиллов
А и В. В хлопковом масле содержится токсичный пигмент госсипол (0,14-2,5% по
массе), наиб. содержание к-рого отмечается в масле, подученном из низкосортных
и незрелых хлопковых семян. При переработке масла госсипол дает разл. темно-окрашенные
продукты. Удаляют госсипол из масла с помощью антраниловой к-ты, с к-рой он
образует нерастворимое соединение. При очистке Р. м. с помощью адсорбентов происходит
удаление пигментов и осветление масла.
Осн. массу белковых веществ,
переходящих в P.M. из семян, составляют альбумины и глобулины. Поскольку наличие
белков ухудшает товарный вид масел и увеличивает его потери при очистке и хранении,
белковые примеси (вместе с фосфолипидами) удаляют при гидратации масла, а также
под действием щелочей или минер. к-т. Углеводы, моно-, ди- и олигосахариды,
декстрины, крахмал, клетчатка и гемицеллюлоза, содержащиеся в Р.M. в кол-ве
0,02-0,5%, образуют стабильные эмульсии, способствуют потемнению масла при термич.
обработке, придают маслам неприятный вкус и запах.
Часть неомыляемых в-в,
входящих в P.M., составляют витамины Е, A, D и К. Витамин Е содержится в Р.M.
в виде a-, b-, g-, и d-токоферолов. Кол-во D-a-токоферола
в подсолнечном масле составляет ок. 0,05%. Высоким содержанием токоферолов характеризуются
также масла пшеничных отрубей (100-400 мг в 100 г масла), соевое (74-160 мг
в 100 г масла) и кукурузное (87-200 мг) масла; до 100 мг токоферолов в 100 г
подсолнечного, хлопкового, рапсового и нек-рых др. маслах, до 60 мг-в арахисовом,
до 30 мг-в оливковом и кокосовом.
Витамин А встречается в
Р.M. в виде провитаминов; содержится преим. в облепиховом, абрикосовом, персиковом
и др. маслах. Витамин D содержится гл. обр. в соевом и кунжутном маслах, витамин
К (К1, К2, К3)-в конопляном, подсолнечном,
льняном и сурепном маслах.
В Р. м. присутствуют также
незначит. кол-ва насыщ. и не-насыщ. углеводородов с разветвленной цепью. В частности,
в состав подсолнечного, хлопкового и соевого масел входит сквален (0,008-0,012%).
Углеводороды, совместно с белками, в значит. степени определяют вкус и запах
масла.
В результате длит. хранения
на свету, при повыш. т-ре или под действием микроорганизмов Р.M. портятся-прогоркают.
Неприятный запах и вкус Р.M. сообщают продукты окисления жирных к-т (альдегиды,
кетоны, гидроксикисло-ты), низкомол. жирные к-ты и их глицериды, продукты распада
каротиноидов, стеринов, витаминов, фосфолипи-дов.
Иногда в Р.M. могут находиться
пестициды, используемые в с. х-ве. Их обычно удаляют из масла вместе с одорирующими
в-вами в процессе перегонки с паром при 200-250 °С в вакууме.
Биологическая ценность
Р. м. Физиол. ценность Р. м. выше, чем у животных жиров. В первую очередь
она определяется высокой калорийностью Р.M.-при полном окислении из 1 г P.M.
в организме выделяется ок. 37,7 кДж. Суточный рацион человека должен содержать
не менее 25-35 г масел. Кроме того, Р. м., как и животные жиры, являются структурной
частью всех тканей организма. Вместе с белками они образуют комплексные соед.,
в виде к-рых входят в состав клеточных мембран и субклеточных структур, способствуют
регуляции проникновения внутрь клеток воды, солей, аминокислот, углеводов и
удаления из них продуктов обмена. Р.M. являются источником ненасыщ. незаменимых жирных кислот-линолевой, линоленовой и арахидоновой. Поскольку Р.M. содержат
витамины, фосфолипиды и стерины в большем кол-ве, чем животные жиры, употребление
их в пищу способствует перевариванию пищи и правильному обмену в-в в организме.
Жирорастворимые витамины Р. м., помимо витаминной ценности, способствуют защите
незаменимых жирных к-т от быстрого окисления.
Р.M., содержащиеся в клетках
растений, являются структурным элементом протоплазмы и запасным питат. в-вом,
расходуемым по мере надобности, особенно в период прорастания семян.
Выделение P.M. Осн. способы
выделения масла из сырья -прессование и экстрагирование. Общие подготовит. стадии
для обоих способов-очистка, сушка, обрушивание (разрушение) кожуры семян и отделение
ее от ядер. После этого ядра семян (лен, рапс и др.) измельчают, получая т.
наз. мятку. Перед отжимом мятку прогревают в жаровнях при 100-110 °С при
перемешивании и увлажнении. Прожаренную мятку-мезгу-отжимают в шнековых прессах,
причем высокомасличное сырье прессуют дважды: сначала на фор-прессах, а затем-после
вторичного прожаривания-на прессах окончат. отжима.
Экстрагирование Р.M. проводят
в спец. аппаратах при 50-55 °С р-рителем (бензин, гексан или этанол) до
возможно полного извлечения масла. Из полученного р-ра (мисцелла) отгоняют р-ритель,
к-рый возвращается в процесс, а масло охлаждают и фильтруют. Обезжиренный твердый
остаток (шрот) после экстракции подвергают тепловой обработке паром для удаления
р-рителя. При выделении P.M. по смешанному способу произ-ва сначала осуществляют
предварит. съем масла на прессах, после чего производят экстрагирование твердого
остатка (жмыха).
Очистка масел. Р.M., получаемые
любым способом и из любого сырья, обязательно подвергают очистке. По степени
очистки пищевые Р. м. разделяют на сырые, нерафинированные и рафинированные.
Р. м., подвергнутые только фильтрации, наз. сырыми и являются наиб. полноценными;
в них полностью сохраняются токоферолы, фосфолипиды, стерины и др. биологически
ценные компоненты. Сырые масла отличаются более высокими вкусовыми св-вами.
Нерафинированные Р.M. подвергают частичной очистке - отстаиванию, фильтрации,
гидратации и нейтрализации. Эти P.M. имеют меньшую биол. ценность, т. к. в процессе
гидратации удаляется часть фосфолипидов и стеринов. Полная схема рафинации включает
мех. обработку, гидратацию (обработку небольшим кол-вом воды при 70 °С),
щелочную рафинацию (воздействие на нагретое до 80-95 °С масло щелочью) и
адсорбц. рафинацию, в процессе к-рой в результате обработки Р. м. адсорбентами
(активир. уголь, разл. глины, напр. гумбрин, флоридин) поглощаются красящие
в-ва, а масло осветляется и обесцвечивается. Удаление ароматич. в-в (дезодорация)
производится воздействием на P.M. водяного пара под вакуумом. Перед употреблением
в пищу проводят анализ Р. м. на содержание вредных примесей (в т. ч. канцерогенов),
вовлеченных в них в результате обработки.
В результате рафинации
обеспечивается прозрачность масла, отсутствие отстоя, неприятного запаха и вкуса.
Биологически менее ценные рафинированные Р. м. искусственно обогащают фосфолипидами.
Рафинированные Р.M. не имеют преимуществ при хранении перед др. видами Р.M.
(нерафинированными).
Применение. Р.M.
используют в осн. для пищ. целей. Масла подсолнечное, хлопковое, оливковое,
арахисовое, соевое и др. потребляются непосредственно в пищу в натуральном (после
рафинации) и гидрированном виде (маргарин и кулинарный жир), вводятся в состав
майонезов, соусов и пр., применяются в произ-ве овощных и рыбных консервов,
шоколада (масло какао), кремов, халвы и др. кондитерских изделий. Р. м. используют
также для разбавления красок, размягчения эмульсионных грунтов и масляных лаков.
Высыхающие масла - осн. сырье в произ-ве пленкообразова-телей (олиф, лаков).
Очищенные от примесей и обесцвеченные (отбеленные) масла-осн. компоненты связующих
масляных и составная часть эмульсионных казеино-масля-ных (темперных) красок.
Полувысыхающие масла-добавки, замедляющие высыхание красок. Натуральные и гидрированные
Р. м. (см. Гидрогенизация жиров) - важнейшие компоненты сырья в произ-ве
туалетного и хоз. мыла, косметич. ср-в, составов для обработки кож. В мед. практике
из жидких Р.M. (касторовое, миндальное) готовят масляные эмульсии; оливковое,
облепиховое, миндальное, подсолнечное и льняное масла-основы лек. мазей и линиментов.
Из Р. м. при их омылении получают глицерин и жирные к-ты.
Объем мирового произ-ва
Р.M. 31,7 млн. т (1981); в СССР общий объем произ-ва 3,25 млн. т (1989), в т.ч.
подсолнечного масла ок. 1100, хлопкового ок. 800, соевого ок. 350, касторового
ок. 20, рапсового 19, горчичного 17, льняного ок. 7 тыс. т. Кроме них в пром.
масштабе производят кориандровое, облепиховое, кукурузное, тунговое и нек-рые
др. масла.
Лит.: Тютюнников
Б.Н., Химия жиров, М., 1974; Беззубов Л. П., Химия жиров, 3 изд., М., 1975;
Щербаков В. Г., Биохимия и товароведение масличного сырья, 3 изд., М., 1979;
Технология жиров и жирозаменителей, М., 1982; Технология переработки жиров,
М., 1985; Паронян В.Х., Новокшо-нов Ю. И., Моделирование и оптимизация процессов
рафинации жиров, М., 1985; Davies J. Т., Turbulence phenomena, N.Y.-L., 1972;
Smits G., Losses in alkali neutralization of edible oils, [Groningen], 1977.
См. также лит. при ст. Жиры.
В.Х. Паронян.
|