Эфирные масла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эфирные масла

В настоящее время эфирные масла определяются как многокомпонентные органические соединения терпенов, спиртов, альдегидов, кетонов, углеводородов и других веществ, вырабатываемые эфиромасличными растениями.

Эфирные масла могут накапливаться в специальных структурах либо на поверхности органов (железистые волоски различных типов, эфиромасличные железки, железистые пятна), либо внутри растений (секреторные клетки, вместилища, секреторные ходы и канальцы).

Растения или его части, содержащие эфирные масла и используемые для извлечения его, называют эфиромасличным сырьем.

В зависимости от содержания эфирных масел в различных частях растений, последние могут быть отнесены к четырем основным группам:

-- эфироносы, накапливающие эфирные масла в плодах (зерновое эфиромасличное сырье), -- кориандр, анис, тмин, фенхель, укроп;

-- эфироносы, накапливающие эфирные масла в цветах (цветочное сырье), -- роза эфиромасличная, жасмин крупноцветный, тубероза, лилия, нарцисс, гиацинт, сирень, белая акация, фиалка душистая и др.;

-- эфироносы, содержащие эфирные масла в основном в соцветиях и вегетативной массе растений (цветочно-травянистое эфиромасличное сырье) -- герань розовая, базилик эвгенольный, лаванда настоящая, мята, шалфей мускатный, котовник закавказский, пачули, эвкалипт и др.;

-- эфироносы, содержащие эфирные масла преимущественно в корневищах и клубнях (корневое сырье), -- аир, ирис.

У некоторых растений эфирные масла накапливаются в цветочных почках, например, у тополя, березы, гвоздики; в коре - коричное дерево; в смоле и смолистом соке - смола хвойных, бензойная смола, перуанский и толуанские бальзамы. эфирный масло растение пищевой

Содержание эфирного масла в растениях колеблется в широких пределах: от тысячных долей процента до десятка процентов и более. Эфирное масло может быть сосредоточено в каком-либо одном или во всех органах растения. В последнем случае эфирное масло из различных органов одного и того же растения имеет неодинаковый состав. Например, эфирное масло из хвои сосны несколько отличается по составу от такового из смоляных канальцев, пронизывающих древесину дерева.

Можно полагать, что выделение эфирных масел выступает в качестве важнейшего фактора жизнестойкости растений -- ограничения проникновения болезнетворных микроорганизмов в ткани, постоянно повреждаемые насекомыми и другими животными и т.д. Наиболее интенсивная эмиссия масел происходит в первый момент после повреждения, то есть имеет место стерилизация пораженных участков растительных тканей.

Действие летучих органических соединений может быть направлено не только против микроорганизмов, но и против высших растений других видов. В этом случае они выступают чаще всего в качестве химических ингибиторов, подавляющих прорастание семян растений--конкурентов.

К сказанному можно добавить, что часть выделяемых в атмосферу соединений участвует также во взаимодействиях растений с животными. Они служат для привлечения насекомых-опылителей и отпугивания вредителей, выполняя соответственно функции аттрактантов и репеллентов. Эфирная эмиссия таких соединений может быть интенсивной, хотя и кратковременной, например в период цветения. Природа экономна, поэтому одни и те же эфирные масла в различных сочетаниях могут выполнять одновременно несколько важных функций. Например, В .А.Исидоров высказывает предположение о важной роли выделения эфирных масел в терморегуляции растений. Многие их компоненты, особенно интенсивно выделяемые в атмосферу в жаркую погоду, обладают высокой теплотой испарения, предохраняя ткани от перегрева.

Эфирные масла при комнатной температуре (16-18°С) чаще всего представляют собой прозрачные легкоподвижные жидкости, бесцветные или окрашенные (желтые, зеленые, коричневые, красноватые). Имеют температуру кипения 160-240°С. При охлаждении эфирных масел часть их застывает в кристаллическую массу -- стеароптен (оставшуюся жидкую часть называют элеоптен).

Эфирные масла почти нерастворимы в воде, однако после взбалтывания вода приобретает запах эфирного масла. Они перегоняются с водяным паром и хорошо растворяются в органических растворителях: в петролейном и диэтиловом эфирах, в этиловом спирте, бензоле, ацетоне, а также в растительных и животных жирах. Этими свойствами эфирных масел пользуются для извлечения их из растительного сырья и очистки. Эфирные масла хорошо растворяют различные смолы, воски, парафины, жиры, резину. Под действием света, воздуха и влаги в эфирных маслах протекают процессы окисления и осмоления, что сопровождается изменением цвета и запаха. Поэтому их следует хранить в хорошо укупоренной таре, в сухом помещении, защищенном от солнечных лучей. Во избежание окисления тару заполняют маслом на 93-97 % ее объема.

Эфирные масла летучи, не оставляют жировых пятен на бумаге (если масло не окрашено).

К высоколетучим маслам относятся эфирные масла чайного дерева, кипариса, лимона, мяты перечной, лимона. Средние показатели летучести имеют эфирные масла сосны, мирры, ромашки, розмарина. Низколетучими маслами считаются сандаловое, ладанное, кедровое, пачули.

Эфирные масла горючи. В качестве примера можно привести ясенец, в народе называемый неопалимой купиной. Растение довольно часто встречается на Кавказе и Средней Азии, произрастает и в районах средней полосы. Многие любители полевых букетов прельщались красотой соцветий ясенца и расплачивались за это болезненными ожогами на лице и руках. Дело в том, что в клетках растения вырабатываются ядовитые эфирные масла - своеобразные отравляющие вещества нарывного действия. В жаркие дни их выделяется так много, что воздух над растением дрожит и струится. Если поднести к соцветию зажженную спичку, то возникает вспышка, охватывающая пламенем все растение, но не причиняющая ему никакого вреда. Отсюда и произошло второе название растения «неопалимая купина».

Эфирные масла содержат сотни компонентов, их химический состав может быть очень сложным и даже одно и то же эфирное масло, например, лавандовое, в зависимости от сорта растения, условии произрастания, уборки, переработки, хранения и т.д. имеет различный химический состав.

Наиболее важными группами органических молекул в эфирных маслах являются терпены -- углеводороды, содержащие углерод и водород, а также терпеноиды -- окисленные компоненты, содержащие углерод, водород и кислород.

В зависимости от количества атомов углерода, водорода, наличия в молекуле кислорода и от стереометрического строения углеводородов, составляющих эфирные масла, они делятся на группы:

* ациклические монотерпены (линалоол, гераниол, цитраль);

* моноциклические монотерпены (ментол, цинеол);

* бициклические монотерпены (камфора, пинен);

* сесквитерпены (азулен, сантонин);

* ароматические соединения (тимол).

Так, например, ромашковое эфирное масло, из душистой ромашки (Chamamilla recurens), содержит терпеноид хамазулен и сесквитерпеновые лактоны -- матрицин и матрикарин. Эфирное масло полыни горькой (Artemisia absinthii) содержит сесквитерпены -- азулен, фелландрен, кадинен (до 2%), туйол, а также кетон туйон. Эфирное масло тысячелистника содержит камфору, туйол, цинеол.

Понятно, что состав эфирных масел зависит от многих факторов: почвенно-климатических условий, сорта, агротехники выращивания растений, технологии переработки, условий и продолжительности хранения. Поэтому состав масел из-за влияния различных факторов может быть не идентичен, что и приводит к различным оценкам. Еще одним важным обстоятельством, с которым связаны различия в свойствах эфирных масел, является генетическая неоднородность растений в пределах вида. Многие ароматические вещества и масла, ранее получаемые из растений, например, масло гвоздики или лилии, абсолют сирени и другие могут производиться синтетическим путем. Эти синтетические душистые вещества (СДВ -- пищевые и парфюмерные ароматизаторы, отдушки) нашли широкое применение в производстве напитков, сыров, колбас, кондитерских изделий, косметике, парфюмерии. Они ничего общего, кроме запаха, не имеют с эфирными маслами. Наглядный пример. В 70-ые годы институт органической химии Академии наук УССР разработал и начал внедрение производства ментола -- основного компонента мятного масла, для использования в производстве валидола. Химическая формула, запах нового синтетического продукта ничем не отличался от натурального за исключением одного -- природное мятное масло содержало в основном Ь - ментол, а синтетический был просто ментолом и не оказывал никакого действия на сердечную мышцу, то есть в нем не было «жизненной силы», которой обладают натуральные эфирные масла, полученные из растений. Поэтому синтетический ментол стали применять в зубных пастах, косметике, в кремах для массажа, но не для производства валидола, для которого используется ментол из натурального мятного масла. В современных косметических средствах для придания им аромата в основном используются синтетические вещества, что значительно снижает воздействие этих средств на организм человека. Фирмы вынуждены вводить в косметические средства дополнительно экстракты растений или их спиртовые вытяжки.

Способы получения:

Механический способ.

Перерабатывают эфиромасличное сырье с большим скоплением эфирных масел, расположенных близко от наружной (покровной) ткани, доступной для разрушения клеток механическим воздействием. Этот способ применяется в основном при переработке кожуры плодов цитрусовых (апельсинов, лимонов, мандаринов). Изначально масло просто выдавливали, сжимая кожуру руками. Жидкость собирали губкой, а затем выжимали в стакан. В настоящее время эфирное масло из цитрусовых добывают с помощью специальных комбайнов. Отжатую кожуру затем подвергают дистилляции и обычно купажируют с маслом, полученным отжимом.

Мацерация (извлечение нелетучими растворителями).

Перерабатывают цветы, содержащие в незначительных количествах эфирные масла и прекращающие накопление их после среза. В качестве растворителя применяют смесь внутреннего говяжьего и свиного жира, перетопленного при повышенной температуре с добавлением консервирующих продуктов. Технологию мацерации цветочного сырья применяемую в 18 веке во Франции поэтически описал П.Зускинт в книге «Парфюмер».

Способ получения ароматических масел заключается в следующем: измельченные растения помещают в колбу с теплым растительным маслом. Из растительных жирных масел наиболее ценными являются оливковое, миндальное и масло из абрикосовых и персиковых косточек. В течение нескольких дней колбу периодически встряхивают. Эфирные масла и другие биологически-активные вещества переходят в раствор. Полученное масло процеживают, фильтруют и разливают в бутылочки: оно готово к употреблению для массажа, аппликаций на кожу, десны и т.д.

Дистилляция (отгонка эфиромасличного сырья с водяным паром).

В результате достигается достаточно полное выделение эфирных масел в мало измененном виде с хорошим выходом, так как процесс протекает при температуре ниже 100°С. Кроме этого, в данном случае возможно дополнительное выделение эфирных масел из дистилляци-онных вод.

На практике отгонка эфирных масел производится двумя способами: гидродистилляции и паровой отгонки.

При гидродистилляции источником водяного пара является вода, залитая в аппарат вместе с перерабатываемым материалом (эфирные масла или эфиромасличное сырье). Длительное воздействие кипящей воды на эфирные масла приводит к ухудшению их качества, например, омылению линалилацетата в лавандовом и шалфейном эфирных маслах, поэтому его применяют в основном для переработки цветков розы.

В большинстве случаев для отгонки эфирных масел используется водяной пар, подаваемый в аппарат от парообразователя (котельной), такой процесс называется паровой отгонкой.

При отгонке эфирных масел гидродистилляцией и при помощи вводимого извне острого водяного пара перегоняемая жидкость или сырье должны сначала нагреться до температуры, близкой к 100°С (при нормальных условиях перегонки). В дальнейшем образовавшиеся пузырьки водяного пара проходят через слои жидкости или сырья без конденсации (при надежной термоизоляции наружных стенок перегонного аппарата). В каждый такой пузырек диффундирует испаряющееся с его внешней поверхности эфирные масла, и такое испарение может происходить до тех пор, пока суммарное давление паров внутри пузырька не станет равным атмосферному. Поднимающиеся пузырьки достигают поверхности жидкости, и заключающаяся в них смесь паров переходит в паровое пространство перегонного аппарата.

Затем пары эфирного масла вместе с водяным паром поступают в теплообменник, где конденсируются и собираются в маслоотделителе (флорентине). Эфирное масло, как более легкое, всплывает и отделяется от воды, после чего его высушивают (удаляют остатки воды) в специальных аппаратах под вакуумом, фильтруют и при необходимости, разные партии эфирных масел купажируют.

Розовое эфирное масло получают при гидродистилляции цветков розы с последующим улавливанием его активированным углем. После того, как активированный уголь достигает определенного насыщения, его экстрагируют диэтиловым эфиром. Смесь розового эфирного масла и эфира, называется мисцеллой. В специальном аппарате эфир выпаривают, а оставшееся в аппарате розовое масло купажируют.

Экстракция (извлечение летучими растворителями).

Этим способом перерабатывают эфиромасличное сырье если ароматические вещества портятся под воздействием температуры и влаги (жасмин, тубероза) или же если необходимо помимо летучих ароматических веществ получить нелетучие продукты, содержащие много ценных компонентов (каротин, хлорофилл, природные антибиотики и др.) для использования в медицине и косметике. В результате переработки получают масло, обладающее ароматом, наиболее приближенным к естественному. Летучими растворителями для экстракции служат петролейный эфир, экстракционный бензин, этиловый спирт, ацетон, диэтиловый эфир, хлористый метилен и др. Сырье загружают в специальные аппараты, заливают растворителем и настаивают. Затем жидкость, называемую мисцеллой, сливают в выпарные аппараты и отгоняют растворитель. Оставшаяся масса в выпарном аппарате называется конкретом и имеет воскообразную консистенцию. Большинство конкретов примерно на 50% состоят из воскообразных, нелетучих веществ и на 50% из ароматических масел. При переработке иланг-иланга конкрет получается жидким, так как в нем содержание масел достигает 80%. Из конкретов можно выделить ароматические вещества способом вторичной экстракции. С этой целью конкрет растворяют в этиловом спирте, в нем воскообразные вещества не растворяются. Затем массу охлаждают при температуре минус 20 град. С. При этом воскообразная масса и жидкость разделяются. Жидкость, называемая мисцеллой, поступает в выпарной аппарат, в котором отгоняют этиловый спирт, а в аппарате после отгонки остается ароматическое вещество -- абсолют. Воск служит отличным сырьем для производства губных помад. Таким способом перерабатываются цветы розы, жасмина, соцветия шалфея, лаванды и др. Если в эфиромасличном сырье содержится много смолистых веществ (дубовый мох, ладанник), то это сырье экстрагируют этиловым спиртом. Получаемый готовый продукт -- воскообразная масса с запахом растения называется резиноидом, используется, как правило, без разделения на ароматические вещества и воска, для более длительного сохранения летучих запахов (пример - резиноид дубового мха для одеколона «Шипр»). В последние годы внедрена технология переработки лекарственного и эфиромасличного сырья фреонами или же жидкой углекислотой. Этим способом можно выделить ароматические вещества, обладающие прекрасным запахом или же получить продукт типа конкрета, содержащий много ценных веществ, необходимых для медицины, косметики и пищевой промышленности.

Анфлераж.

Наиболее древний способ получения душистых веществ из цветков эфиромасличных растений. способ получения эфирных масел путем экстракции твердым жиром (обычно используется очищенный говяжий жир).

Жир наносят тонким слоем на основу. Поверх жира помещают сырье (пахучие части растений, например лепестки). Сырье выдерживают некоторое время, пока жир не впитает в себя максимально возможное количество эфирного масла, затем заменяют новым. Процедура повторяется до максимально возможного насыщения жира. Полученный жир, насыщенный эфирными маслами, называют ароматической помадой.

Далее можно использовать помаду как есть или извлечь из нее эфирные масла с помощью нагревания и смешивания с этиловым спиртом. Необходимо учитывать, что в спирте растворяются не все компоненты эфирных масел, поэтому характер запаха может измениться.

В настоящее время анфлераж не используется, так как этот метод требует больших затрат времени и сырья.

Ректификация эфирных масел.

Эта технология применяется для очистки масел от неприятно пахнущих компонентов и красящих веществ, так как некоторые из них имеют резкий запах и более темную окраску. Эфирные масла перегоняются в обычных или вакуумных аппаратах, а также на ректификационных колоннах с водяным паром.

При производстве абсолютных масел из конкретов цветочного сырья в качестве отходов остается воск -- масса темно-желтого или коричневого цвета. После отделения механических примесей и отбеливания воск розы, азалии и жасмина используют в косметической промышленности для приготовления туши для ресниц, губной помады и др. Кроме того, из восков розы выделяется дополнительно до 2 % розового эфирного масла.

Фасовка, упаковка, маркировка и хранение эфирных масел производится в соответствии с действующим стандартом в банки стеклянные вместимостью до 3 л, из белой жести вместимостью до 10 л, бидоны, бочки стальные, алюминиевые и из нержавеющей стали вместимостью 200 л.

В пищевой промышленности эфирные масла используются в производстве напитков, кондитерских и ликероводочных изделий, жевательных резинок, колбас, соусов, в хлебопечении, консервной и рыбной промышленности. Правила введения в пищевые продукты, напитки, табачные изделия, в виде ароматизаторов или пищевых эссенций определены ОСТом 10-237-99.

Наиболее широко в пищевой промышленности используются следующие эфирные масла:

Мятное -- в производстве кондитерских изделий (карамель, пряники), квасов, безалкогольных напитков;

анисовое и натуральный анетол -- при консервировании и хлебопечении,в кондитерских изделиях;

цитрусовые, особенно сладкое апельсиновое, -- в пищевых ароматизаторах и эссенциях для кондитерских изделий;

ваниль -- при изготовлении кондитерских изделий, мороженого, йогуртов, шоколада;

Базиликовое, кориандровое и лавровое -- при консервировании и в мясной кулинарии;

Душицы обыкновенной -- для мясных продуктов и пиццы;

иссопа, кервеля и майорана -- в соусах и приправах;

имбиря и сам имбирь -- при производстве печенья, пряничного теста, при изготовлении колбас, сыров (в смеси с солью). Имбирь хорошо сочетается с орехом и кардамоном;

иланг-иланга, мирта, розовая вода -- в восточной кулинарии для ароматизации пищи (особенно в персидской кухне);

Бергамота -- в настойках, ликерах, для ароматизации чаев;

пачули -- для ароматизации пищевых продуктов, а также для того, чтобы замаскировать неприятный вкус и запах;

из плодов и листьев гвоздичного перца (Pimenta dioica) -- служит приправой к различным блюдам и ароматизатором быстрозамороженных продуктов;

розовое, а также конкрет и абсолют розы -- являются хорошими ароматизаторами фруктовых десертов;

ирисовое, конкрет и абсолют из свежих листьев и цветов фиалки, розовое, цитрусовых, мятное -- используют для ароматизации сладостей, конфет;

Розы, жасмина, мяты, шалфея -- используют для ароматизации сахара;

Укропа, фенхеля, петрушки, сельдерея -- для ароматизации поваренной соли;

Бергамота, тимьяна, сладкого фенхеля, мяты перечной, розы, жасмина, липы -- используют для ароматизации чая. Чаще всего к чаю добавляются высушенные лепестки цветов или листьев эфироносов;

Полыни лимонной, шалфея мускатного, эстрагона используют для ароматизации столового уксуса;

мяты перечной, обладающей освежающим действием и холодящим вкусом, мяты кудрявой, тмина, сладкое апельсиновое с цитрусовым ароматом -- наиболее часто используются для ароматизации жевательных резинок.

Представляют интерес ароматизированные растительные масла с эфирными маслами лавра, укропа, петрушки, сельдерея. Такие добавки делают растительное масло не только ароматным, но и более полезным. Например, добавка лаврового эфирного масла в растительное наделяет масло антисклеротической активностью, добавка укропного масла или сладкого фенхелевого регулирует пищеварение; добавка сельдерейного масла положительно воздействует на железы внутренней секреции и способствует выведению токсинов из организма; добавка масла петрушки полезна при подагре, интоксикации и ревматизме.

Производство ликероводочных изделий и безалкогольных напитков.

Широкий ассортимент эфирных масел применяется при производстве ликеров и ароматизированных водок. Эти же масла в составе ароматизаторов используются при производстве безалкогольных напитков.

Иногда для ароматизации ликероводочных изделий и безалкогольных напитков используют семена, высушенные травы эфироносов и пряности (ваниль, корицу, мускатный орех). Таким примером может быть настой листьев эвкалипта, зверобоя и сосновых почек -- основа тонизирующего напитка «Байкал».

Семенами базилика и кориандра ароматизируют ликеры «Бенедиктин» и «Шартрез».

Корни и корневища валерьяны используют в ликероводочной промышленности, а эфирное масло валерьяны -- в производстве безалкогольных напитков.

Издревле применяют в производстве ликеров и водок анисовое масло и натуральный анетол (трансанетол). Анетол действует одурманивающе, усиливая действие алкоголя.

Ваниль применяют для ароматизации ликеров, водок, коньяков и безалкогольных напитков. Натуральная ваниль образуется также при выдержке коньяка в дубовых бочках в результате ферментативного окисления кониферилового спирта, содержащегося в дубовой клепке. Именно поэтому выдержанный коньяк содержит в 10--15 раз больше ванилина, чем молодой.

Имбирь используется при производстве сбитней, наливок, настоек. В Англии и Америке большой популярностью пользуется имбирное пиво.

Из семян тмина готовится знаменитое немецкое бренди «Kummel».

Размещено на Allbest.ru