Растительные масла

РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА жирные (жиры растительные), продукты, извлекаемые из растит. сырья и состоящие в осн. из триглицеридов высших жирных к-т. Осн. источники растительных масел - масличные растения (масличные культуры). Растительные масла 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. Растительные масла 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 растительных масел 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.

Св-ва растительных масел 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 растительные масла содержат смеси глицеридов разл. к-т, в нек-рых присутствуют и глицериды одной к-ты. Кроме того, в растительных маслах обнаружены в небольших кол-вах глицериды жирных к-т с нечетным числом атомов углерода.

В зависимости от состава триглицеридов растительные масла 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 растительные масла подвергаются окислит. полимеризации ("высыхают"), образуя пленки. По способности к высыханию растительные масла 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 растительных масел кол-во высших жирных к-т, образующихся при омылении, характеризуют числом омыления, степень ненасыщенности - йодным и родановым числами.

Компоненты растительных масел, 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 растительных маслах 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 растительного масла в определенных условиях. Содержание нерастворимых к-т и неомыляемых компонентов характеризуется числом Генера (содержание их в % в 100 г растительного масла).

Фосфолипиды в растительных маслах представлены гл. обр. глицеро-фосфатидами (лецитины), в меньшем кол-ве -инозитфосфа-тидами и сфингомиелинами. Фосфолипиды растительных масел участвуют в биол. окислении масел в организме и сами по себе представляют большую ценность (см. Фосфолипиды). Однако в растительных маслах 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 растительные масла, 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 растительных маслах наиб. часто содержатся ситостерин и стигмастерин, являющиеся предшественниками витамина D (см. Стерины). Холестерин в растительных маслах 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 растительных масел потери стеринов стараются свести к минимуму. При необходимости стерины из растительных масел могут быть извлечены с помощью алкалоида дигитонина, с к-рым они дают нерастворимые в этаноле соединения.

Воски и воскообразные вещества в растительных маслах 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 растительным маслам разл. окраску. Красные и желтые оттенки в цвете растительных масел 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 растительных масел с помощью адсорбентов происходит удаление пигментов и осветление масла.

Осн. массу белковых веществ, переходящих в растительные масла 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 растительных маслах 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 растительные масла, составляют витамины Е, A, D и К. Витамин Е содержится в растительных маслах 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 растительных маслах 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 растительных маслах 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 растительные масла портятся-прогоркают. Неприятный запах и вкус растительным маслам 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 растительных маслах 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 растительных масел. Физиол. ценность растительных масел выше, чем у животных жиров. В первую очередь она определяется высокой калорийностью растительных масел -при полном окислении из 1 г растительного масла в организме выделяется ок. 37,7 кДж. Суточный рацион человека должен содержать не менее 25-35 г масел. Кроме того, растительные масла, 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. Растительные масла являются источником ненасыщ. незаменимых жирных кислот-линолевой, линоленовой и арахидоновой. Поскольку растительные масла 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 растительных масел, помимо витаминной ценности, способствуют защите незаменимых жирных к-т от быстрого окисления.

Растительные масла, содержащиеся в клетках растений, являются структурным элементом протоплазмы и запасным питат. в-вом, расходуемым по мере надобности, особенно в период прорастания семян.

Выделение растительных масел. 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 растительных масел 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 растительных масел по смешанному способу произ-ва сначала осуществляют предварит. съем масла на прессах, после чего производят экстрагирование твердого остатка (жмыха).

Очистка масел. Растительные масла, получаемые любым способом и из любого сырья, обязательно подвергают очистке. По степени очистки пищевые растительные масла разделяют на сырые, нерафинированные и рафинированные. Растительные масла, 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 растительные масла подвергают частичной очистке - отстаиванию, фильтрации, гидратации и нейтрализации. Эти растительные масла 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 растительных масел 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 растительные масла водяного пара под вакуумом. Перед употреблением в пищу проводят анализ растительных масел 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 растительные масла искусственно обогащают фосфолипидами. Рафинированные растительные масла не имеют преимуществ при хранении перед др. видами растительных масел (нерафинированными).

Применение. Растительные масла 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. Растительные масла 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-масляных (темперных) красок. Полувысыхающие масла-добавки, замедляющие высыхание красок. Натуральные и гидрированные растительные масла (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 растительных масел (касторовое, миндальное) готовят масляные эмульсии; оливковое, облепиховое, миндальное, подсолнечное и льняное масла-основы лек. мазей и линиментов. Из растительных масел при их омылении получают глицерин и жирные к-ты.

Объем мирового произ-ва растительных масел 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.