Эфирные масла

Вкус. Все эфирные масла  имеют жгучий или пряный вкус.

Запах. Эфирные масла как природные композиции натуральных душистых веществ, среди которых легко-, средне- и труднолетучие соединения, имеют запах, свойственный растению-эфироносу, из которого они получены. Поэтому при нанесении капли эфирного масла на полоску фильтровальной бумаги в процессе естественного испарения масла аромат во времени будет постепенно меняться, вследствие различной летучести составляющих его компонентов. Вначале чувствуется запах легколетучих соединений (мирцена, оцимена, лимонена, пинена, цитраля и т. д.), затем через некоторое время (15—20 мин) основной запах, обусловленный испарением менее летучих соединений (цитронеллола, линалоола, линалилацетата, метйлантранилата и др.), и, наконец, завершающий запах, который остается после длительного испарения масла и обусловлен труднолетучими веществами (сесквитерпеноидами и др.).

Физико-химические свойства

-f Температура плавления.  Многие эфирные масла имеют  в своем составе компоненты  с высокой температурой плавления, которые в чистом виде являются кристаллическими соединениями. Масла, содержащие такие вещества, легко застывают при охлаждении или содержат кристаллические включения при обычной температуре. Таковыми являются, например, розовое, анисовое, фенхелевое и высокоментольное мятное. Различные фракции масел могут даже носить самостоятельные названия. Твердую часть розового масла называют стеароптеном, а жидкую - элеоптеном. При отборе проб для анализа такого типа масел крайне важно их разогреть до тем-пературы 30—40 °С, при которой масло приобретает однородную жидкую консистенцию, и хорошо перемешать.

Плотность. Большинство эфирных масел легче воды и плотность их не превышает 1 г/см3. Но встречаются масла и тяжелее воды, например масло эвгенольного базилика, лавровишневое, ветиверовое, гвоздичное, горчичное и горькоминдальное масла. В среднем плотность эфирных масел колеблется от 0,8 до 1,2 г/см3.

Горючестъ. Температура вспышки, т. е. наименьшая температура, при которой выделяющиеся из исследуемого материала пары сгорают со взрывом при мгновенном соприкосновении их с пламенем, для наиболее распространенных масел лежит в пределах 53—92 °С. Они отнесены к третьему классу пожаро- и взрывоопасных веществ. По этой причине на эфиромасличных плантациях не разрешается курить.

Температура кипения. Поскольку эфирные масла представляют собой многокомпонентные смеси, температура их кипения не является постоянной величиной. Большинство эфирных масел при атмосферном давлении имеют температурные пределы кипения 150—300 °С. Однако на практике эфирные масла, как правило, не подвергают действию таких высоких температур, учитывая их способность к окислению, осмолению и полимеризации.

При очистке, детерпенизации эфирных масел, а также при выделении из них наиболее ценных душистых компонентов применяются вакуумные ретификационные разгонки, что значительно снижает температуру кипения выделяемых фракций эфирных масел.

Растворимость. Эфирные масла  хорошо растворимы в основных органических растворителях, таких как этиловый спирт, ацетон, бензин, петролейный эфир, хлороформ, этиловый эфир и др. Они почти не растворимы и воде (0,001%), но ароматизируют воду и придают ей вкус. Эфирные масла хорошо растворяются в натуральных продуктах (вине, меде, молоке, сливках).

В свою очередь, эфирные масла хорошо растворяют смолы, воск, парафин, жиры, резину. Это свойство необходимо учитывать при упаковке эфирных масел и их закупоривании. Нельзя, например, использовать резиновые пробки, заливать горлышки сургучом или парафином.

Итак, для всех эфирных масел характерны общие свойства: летучесть, характерный запах, жгучий вкус, горючесть. Большая часть масел легче воды и только незначительная — тяжелее (гвоздичное, базиликовое, лавровишневое). Масла почти не растворяются в воде, хорошо растворяются в органических растворителях и натуральных продуктах (растительных маслах, вине, меде, молоке, сливках); имеют температурные пределы кипения 150—300 °С; перегоняются с водяным паром при температуре ниже 100 °С; как правило, многокомпонентны по составу, в основном состоят из терпеновых соединений; обладают физиологической активностью.

IV.Производство эфирных масел

Промышленные  способы получения эфирных масел

Промышленный способ извлечения эфирных масел — механический, иначе называемый прессованием или отжимом, перегонку с водяным паром, либо экстракцию — выбирают в основном в зависимости от группы сырья и химического состава масел.

Механический  способ — прессование (отжим)

Способ применяется при  переработке цитрусовых, или агрумовых, плодов: лимона, горького и сладкого померанца (апельсина), бергамота и лиммета (лайма). Вместилища эфирных масел цитрусовых находятся в корках, близко к поверхности. При легком нажатии на корку происходит разрыв клеток вместилища и выход капель масла наружу, на чем и основан способ получения эфирных масел из плодов цитрусовых методом прессования.

Самый примитивный, ручной способ прессования не дает полного извлечения масла, но позволяет максимально сохранить натуральные свойства и свежесть аромата обрабатываемых плодов. Небольшие количества лимонного и апельсинового масла до сих пор производятся таким методом. Плод разрезается пополам, мякоть удаляется. Половинки помещаются в теплую воду, которая освежает их и делает более эластичными. Затем из кожуры тем или иным способом выдавливается эфирное масло с различными примесями (например, в губку, из которой затем отжимается в темноте). При длительном отстаивании эфирное масло отделяется от примесей.

Существуют и специальные  машины, в которых зрелые плоды  цитрусовых катаются на горизонтальных перфорированных вращающихся дисках или в цилиндрах, усеянных множеством вертикальных игл. Иглы вскрывают находящиеся в кожуре вместилища эфирных масел, и через отверстия в диске или цилиндре масло стекает в приемник. В Испании апельсиновое масло получают прессованием апельсиновых корок на гидравлическом прессе.

На крупных предприятиях Бразилии и США, где налажено многотоннажное производство сока цитрусовых, существуют установки, на которых плоды цитрусовых измельчают, полученную пульпу центрифугируют с разделением на твердую часть и жидкую эмульсию. Жидкая эмульсия расслаивается на прозрачный сок и эфирное масло. Такое масло уступает по качеству маслу, полученному по старинным технологиям.

Современное производство эфирных  масел цитрусовых предусматривает  наряду с методом прессования использование паровой отгонки, например так организовано производство в Гамбии. Полученное прессованием масло отличается от масла паровой отгонки и напоминает лимонное. Плоды измельчают на вальцовой мельнице или на шнек-прессе. После дробления образуется смесь масла и сока в виде эмульсии, которую разливают в чаны. При отстаивании в течение 2—3 недель смесь разделяется на слой чистого сока и верхнюю пульпу — полутвердую массу из масла, сока и кусочков плода. Масло извлекают дистилляцией. Состав масла во время этих процессов изменяется (лимонен превращается в терпинеол и т. д.).

Перегонка с водяным  паром

Многие виды эфироносов содержат значительное количество эфирного масла, но из-за внутренней локализации эфиромасличных вместилищ не могут быть переработаны механическим способом, а именно прессованием. Такое сырье перерабатывают перегонкой с водяным паром, которая основана на свойстве эфирных масел улетучиваться с парами воды при температуре ниже 100 °С. Так получали эфирные масла арабы в VIII в. и вплоть до настоящего времени этот способ является самым распространенным. Существуют следующие разновидности: водная перегонка, или гидродистилляция, водно-паровая перегонка и паровая перегонка.

Водная перегонка, или гидродистилляция. Эфиромасличное сырье загружают в аппарат, заливают водой и кипятят, используя только наружный обогрев глухим паром или даже огнем. Эфирное масло отгоняется с парами кипящей воды.

Так перерабатывают цветки розы, с целью получения розовой воды. Из 1 т цветов розы получают 1200—1300 л розовой воды. Первичное розовое масло с выходом 0,003—0,005% В данной технологии является побочным продуктом. Подобная переработка цветков апельсина дает флердоранжевую воду.

Водно-паровая перегонка. Эфиромасличное сырье заливают водой и кипятят, одновременно подавая в аппарат острый пар. Наружный обогрев осуществляется глухим паром.

Паровая перегонка. Наиболее распространенный способ переработки  эфиромасличного сырья. Сущность способа заключается в том, что сырье обрабатывается острым паром повышенного давления, который затем дросселируется и становится более сухим. Этот способ позволяет избежать длительного контакта с жидким конденсатом, что предотвращает химические изменения компонентов эфирного масла. При повышенном давлении и температуре в паровой фазе возрастает содержание душистых компонентов и одновременно в 2—3 раза сокращается время переработки трудно перерабатываемых видов сырья (корка, плоды зерновых, ветви, листья). Специальные аппараты вместимостью 2000—5000 л, используемые при таких технологиях, рассчитаны на работу под избыточным давлением (до 5 кг/см2) и снабжены специальным устройством для автоматического поддержания заданных параметров дистилляции.

Усредненный технологический режим паровой дистилляции следующий:

• скорость гонки — 6—8% от вместимости аппарата;

• продолжительность дистилляции — 1,5—2,0 ч;

температура дистиллята — 30—35 °С;

давление пара — не ниже 5—6 кг/см2.

Несмотря на то, что метод перегонки с паром достаточно прост, применительно к каждому виду сырья он требует искусного экспериментального подбора условий — температуры, давления, длительности процесса.

Острый пар  через паро-распределительную трубку поступает в нижнюю часть перегонного аппарата, контактирует с растительным сырьем, размещенным на специальных решетках, и нагревает его. В результате диффузионных процессов эфирное масло выходит из внутриклеточных вместилищ на поверхность сырья, увлекается водяным паром в верхнюю часть куба, откуда смесь паров масла и воды по паропроводной трубке  поступает в холодильник, где из парообразного состояния превращается в жидкий дистиллят. Из сточного патрубка холодильника дистиллят поступает в виде струи в флорентину, или флорентийский сосуд. Флорентина разделяет дистиллят на воду и масло, которое стекает через верхний патрубок (если масло легче воды) в емкость. Дистилляционная вода, содержащая эмульгированное масло (такая вода опалесцирует), отводится через Нижнюю сифонную трубку флорентины на доработку: еще несколько раз пропускается через флорентину, а прозрачная флорентийская вода, содержащая только растворенное масло, Используется как основа лосьонов, шампуней, гелей. Емкость флорентины обычно составляет 3% от емкости перегонного Куба..

Принцип работы флорентины. Дистиллят поступает в Воронку флорентины через трубку, проходит в ее нижнюю часть, где происходит расслоение на дистилляционную воду и эфирное масло, которое по мере накопления сливается через патрубок, Дистилляционная вода поступает в отверстие отводной трубки и удаляется.

В процессе перегонки часть пара охлаждается в самом перегонном аппарате и стекает на дно куба. Эта вода содержит сок растительной массы и загрязнения от растительного сырья. Она называется конденсатом. После окончания перегонки конденсат выпускают из куба через сточный кран в канализацию.

Конденсаты из некоторых видов сырья могут быть использованы в дальнейшем. Так, при паровой отгонке шалфейного масла в момент контакта греющего пара с холодным растительным сырьем образуется водный конденсат, содержащий водорастворимые вещества сока растительной массы шалфея. Образующиеся при этом конденсационные воды представляют собой коричневую жидкость (плотность 1,0121—1,4990 г/см3) с приятным запахом и горьким вкусом, содержат дубильные вещества, органические кислоты (муравьиную, уксусную, урсоловую), флавоноиды, линалилацетат (1,2%), линалоол (1,1), склареол (0,001), смолистые вещества (2,2%), терпены и соли Сальвена. Конденсат мускатного шалфея упаривают и получают лечебный концентрат «салмус», который с успехом ис-пользуется в бальнеологии.

Хвойный экстракт для ванн также получают из конденсата после отгонки эфирного масла из зелени хвойных. Водный конденсат упаривают до плотности 1,19 г/см3. Выход экстракта составляет 11% от массы хвойной зелени, в него добавляют 1% соснового или пихтового масла и используют для лечебных ванн.

Конденсаты всех эфироносов, перерабатываемых методом паровой  отгонки, содержат ценные биологически активные вещества и ждут своих исследователей. Например, в герани много таннидов, в мяте и конденсатах розы — флавоноидов. Перспективным представляется использование растительных

отходов цветков розы после экстракции. Эти отходы содержат пять флавоноидных соединений — кверцетин, кемпферол, кверцетрин и рутин.

Экстракция

Метод паровой отгонки эфирных масел становится неэффективным, если эфироносы содержат небольшое количество эфирных масел. В этом случае эфирное масло либо полностью растворяется в дистилляте, либо образует стойкую эмульсию С водой. Для таких видов сырья применяют экстракционные способы выделения эфирных масел, используя свойство эфирных масел растворяться в органических растворителях.

Способ выделения душистых веществ, в частности эфирных масел, с помощью летучих растворителей называется экстракцией, а с помощью нелетучих — мацерацией.

Для экстракции применяют  целый ряд растворителей —  этиловый эфир, петролейный эфир, экстракционный бензин, этиловый спирт, бензол, толуол, четыреххлористый углерод, смеси растворителей.

Эфиромасличное сырье  помещают в аппарат, называемый экстрактором , и заливают растворителем для экстракции, где выдерживают в течение определенного периода времени при определенной температуре. Операцию повторяют трижды. При этом в раствор, называемый мисцеллой , переходят эфирные масла и сопутствующие компоненты — воски, смолы, жиры и красящие вещества. Из мисцеллы в перегоночном кубе отгоняют растворитель — сначала при атмосферном давлении, а затем из укрепленной мисцеллы в вакуум-дистилляторе при пониженном давлении, для того чтобы в конце отгонки растворителя снизить температуру кипения с 65—70 до 40—45 °С и сохранить в экстракте лекголетучие, нежно пахнущие компоненты эфирного масла. Полученный после отгонки растворителя экстракт называют конкретом. Конкрет чаще всего имеет твердую консистенцию и является промежуточным продуктом экстракции, конечным Же — будет абсолютное эфирное масло, или абсолю, для получения которого конкрет обрабатывают этиловым спиртом Крепостью 96% и охлаждают до -18 °С. При этом в раствор этилового спирта переходят эфирные масла и смолы, а воски, Жиры и большая часть красящих пигментов остаются в осадке, образуя сопутствующий продукт — воск. Разделение производят путем фильтрации при охлаждении под вакуумом.