растительные масла

РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА жирные (жиры растительные)

продукты, извлекаемые из растит. сырья и состоящие в осн. из триглицеридов высших жирных кислот. Осн. источники Р. м. — масличные растения (масличные культуры). Р. м. содержатся также в косточках некоторых плодовых деревьев (абрикос, персик, вишня, черешня, миндаль), семенах винограда, арбуза, томатов, табака, чая, а также в разл. маслосодсржащих отходах пищ. производств, 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 вещества, близкие к жирам (напр., фосфолипиды, стерины, витамины), своб. жирные кислоты и др. компоненты.

Плотность Р. м. 0,87–0,98 г/см³ (табл. 2); большинство из них раств. в бензине, бензоле, дихлорэтане, сероуглероде, ацетоне, диэтиловом эфире, CCl₄; ограниченно раств. в этаноле и метаноле, не раств. в воде.

Свойства Р. м. определяются гл. обр. составом и содержанием жирных кислот, образующих триглицериды (см. жиры). Обычно это насыщ. и ненасыщ. одноосновные жирные кислоты с неразветвленной углеродной цепью и четным числом атомов углерода (преим. C₁₆ и C₁₈). В подавляющем большинстве Р. м. содержат смеси глицеридов разл. кислот, в некоторых присутствуют и глицериды одной кислоты. Кроме того, в Р. м. обнаружены в небольших количествах глицериды жирных кислот с нечетным числом атомов углерода.

В зависимости от состава триглицеридов Р. м. 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 кислоты, температура застывания ниже 0 °C, у твердых — достигает 40 °C. При контакте с O₂ воздуха или при нагр. до 250–300 °C многие P. м. 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 кислот с двумя или тремя двойными связями (линолевой, линоленовой, элеостеариновой); вторые, напр. подсолнечное масло, соевое и маковое масла,-триглицериды кислот с одной или двумя двойными связями (олеиновой, линолевой); третьи, напр. кокосовое и пальмовое масла, — преим. триглицериды насыщ. кислот (лауриновой, пальмитиновой, стеариновой) и небольшое количество монрненасыщ. олеиновой. Невысыхающее касторовое масло содержит триглицерид рицинолевой кислоты.

При анализе состава Р.M. количество высших жирных кислот, 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 кислоты (содержание 1–2%), фосфолипиды (0,5–4%), стерины (0,3–1,3%), воски и воскообразные вещества (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 кислоты 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 кислоты) и их окисления под действием света и при длит. хранении (низкомол. жирные кислоты — масляная, каприновая, капроновая, каприловая, ацетоуксусная, уксусная). Суммарное содержание своб. кислот в % по массе в Р. м. определяет их кислотность и характеризуется кислотным числом. Наличие своб. низкомол. жирных кислот, растворимых в воде и испаряющихся при нагр., характеризуется числом Рейхарта-Мейсля; наличие кислот, не растворяющихся в воде, но способных испаряться при нагр.,-числом Поленске. Оба этих числа определяются количеством мл 0,1 н. раствора КОН, расходуемого на нейтрализацию 5 г Р. м. в определенных условиях. Содержание нерастворимых кислот 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 количестве — инозитфосфатидами 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 растворы, из которых 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 O₂ 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 производства фосфолипидных концентратов, которые 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. количество 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 которым 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 °C 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 количество 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 которого 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 кислоты, с которой 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 минеральных кислот. Углеводы, моно-, ди- и олигосахариды, декстрины, крахмал, клетчатка и гемицеллюлоза, содержащиеся в Р.M. в количестве 0,02–0,5%, образуют стабильные эмульсии, способствуют потемнению масла при термич. обработке, придают маслам неприятный вкус и запах.

Часть неомыляемых веществ, входящих в P.M., составляют витамины Е, A, D и К. Витамин Е содержится в Р.M. в виде α-, β-, γ-, и d-токоферолов. Количество D-α-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 некоторых 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 (K₁, K₂, K₃) — в конопляном, подсолнечном, льняном и сурепном маслах.

В Р. м. присутствуют также незначит. количества 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 повышенной температуре или под действием микроорганизмов Р.M. портятся-прогоркают. Неприятный запах и вкус Р.M. сообщают продукты окисления жирных кислот (альдегиды, кетоны, гидроксикисло-ты), низкомол. жирные кислоты и их глицериды, продукты распада каротиноидов, стеринов, витаминов, фосфолипи-дов.

Иногда в Р.M. могут находиться пестициды, используемые в сельском хозяйстве. Их обычно удаляют из масла вместе с одорирующими веществами в процессе перегонки с паром при 200–250 °C 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 которых 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 количестве, чем животные жиры, употребление их в пищу способствует перевариванию пищи и правильному обмену веществ в организме. Жирорастворимые витамины Р. м., помимо витаминной ценности, способствуют защите незаменимых жирных кислот от быстрого окисления.

Р.M., содержащиеся в клетках растений, являются структурным элементом протоплазмы и запасным питат. веществом, 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 °C 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 °C растворителем (бензин, гексан или этанол) до возможно полного извлечения масла. Из полученного раствора (мисцелла) отгоняют растворитель, который возвращается в процесс, а масло охлаждают и фильтруют. Обезжиренный твердый остаток (шрот) после экстракции подвергают тепловой обработке паром для удаления растворителя. При выделении P.M. по смешанному способу производства 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 свойствами. 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 количеством воды при 70 °C), щелочную рафинацию (воздействие на нагретое до 80–95 °C масло щелочью) и адсорбц. рафинацию, в процессе которой в результате обработки Р. м. адсорбентами (активир. уголь, разл. глины, напр. гумбрин, флоридин) поглощаются красящие вещества, а масло осветляется и обесцвечивается. Удаление ароматич. веществ (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 производстве 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 производстве пленкообразова-телей (олиф, лаков). Очищенные от примесей и обесцвеченные (отбеленные) масла-осн. компоненты связующих масляных и составная часть эмульсионных казеино-масляных (темперных) красок. Полувысыхающие масла-добавки, замедляющие высыхание красок. Натуральные и гидрированные Р. м. (см. гидрогенизация жиров) — важнейшие компоненты сырья в производстве туалетного и хоз. мыла, косметич. средств, 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 кислоты.

Объем мирового производства Р.M. 31,7 млн. т (1981); в СССР общий объем производства 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 некоторые 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}