Экстракция амарантового масла и изучение его физико-химических свойств

Введение. Растительные масла, являющиеся высококалорийными продуктами повседневного питания, имеют большое физиологическое значение. Они используются в различных отраслях промышленного производства, включая пищевую и фармацевтическую промышленность, в частности для приготовления кулинарных блюд, выработки консервов, непосредственно в пищу. В фармацевтической промышленности из растительных масел готовят масляные эмульсии, включают их в состав мазей, линиментов и суппозиториев. Ассортиментное наполнение масличного сегмента постоянно расширяется. Производители освоили выпуск масел из различных сортов плодов, семян, орехов и злаков. При этом особое внимание уделяется экспертизе растительных масел, показателям их качества и безопасности.

В последние годы большой интерес у специалистов вызывает амарант, имеющий давние традиции использования в пищевой и медицинской практике [8, 12]. Анализ химического состава основных продовольственных культур показывает, что зерно амаранта содержит в среднем 14,0–20,0 % белка, 5,8– 9,7 % липидов и 3,9–16,5 % пищевых волокон, что выше, чем у большинства зерновых культур [11].

Главной особенностью амарантового масла, отличающей его от всех известных масел, является высокое содержание в нем таких физиологически активных компонентов, как фитостеролы и сквален [7]. Фитостеролы обладают свойством снижать содержание холестерина в крови. Содержание сквалена в амарантовом масле доходит до 8 % (оливковое масло содержит 0,7 % сквалена, масло из рисовых отрубей – 0,3 %, масло из пшеничных зародышей и кукурузное – 0,1 %).

Сквален (С 30 Н 50 ) – природный ациклический тритерпен с шестью двойными связями, а именно 2,6,10,15,19,23-гексаметил-2,6,10, 14,18,22-тетракозагексаен. В настоящее время сквален в чистом виде получают из печени глубоководных акул, где в зависимости от вида акул его содержание может доходить до 90 %.

В амарантовом масле также присутствуют производные сквалена – фитостеролы, содержание которых достигает 2 %.

Сквален выполняет в организме роль регулятора липидного и стероидного обмена, являясь предшественником целого ряда стероидных гормонов, холестерина и витамина Д. Сквален – обязательный компонент сальных желез подкожной клетчатки человека, при повреждении которой его концентрация резко возрастает, что свидетельствует о его защитной роли [11].

Важнейшим компонентом амарантового масла является токоферол (витамин Е). В амарантовом масле содержится до 10 % фосфолипидов, преобладающим компонентом которых является лецитин. Биологическая роль лецитина общеизвестна [7].

Амарантовое масло относится к группе линолевой кислоты, которая составляет до 50 % от суммы жирных кислот, содержащихся в масле [6].

Содержание липидов в зерне амаранта в зависимости от его вида и сорта колеблется от 2,0 до 17,0 % в пересчете на сухое вещество. При светлой окраске зерен амаранта их масличность составляет в среднем 7,5–9,7 %, при темной окраске – меньше – 5,8–6,8 %. Масло, выделенное из зерна амаранта, имеет желтый цвет и характеризуется специфическим составом.

Жирные кислоты липидов зерна амаранта представлены насыщенными кислотами: миристиновой С 14:0 – 0,4–0,6 %, пальмитиновой С 16:0 – 20,0–27,0 %, стеариновой С 18:0 – 0,5–1,0 %, арахиновой (эйкозановой) С 20:0 – 0,4–0,8 %, бегеновой С 22:0 – 0,1–0,2 %; мононе-насыщенной олеиновой кислотой С 18:1 -9-цис – 2,1–3,9 %; полиненасыщенными: линолевой С 18:2 -9-цис, 12-цис – 21,8–23,3 %, линоленовой С 18:3 -9-цис, 12-цис, 15-цис – 44,1–51,4 %; не-идентифицированными – 14,5–17,1 % [7, 11].

Извлечение растительных масел проводят методами прессования и экстрагирования (экстракции) органическими жирорастворителями [9].

Цель исследования. Получение амарантового масла и изучение его физико-химических характеристик.

Материалы и методы. Для извлечения масла были использованы семена амаранта вида Amaranthus caudatus , выращенного в Новоспасском районе Ульяновской области (рис. 1).

Рис. 1. Amaranthus caudatus

Экстракцию проводили по методу, зарегистрированному в патенте RФ 2109038 «Способ получения масляных экстрактов из растительного сырья» [9]. Данный способ предусматривает применение в качестве экстрагента любого рафинированного или дезодорированного растительного масла. Нами было использовано оливковое масло.

Перед получением масла семена предварительно очищались от шелухи и примесей, высушивались и измельчались (получили мятку).

Мятку перед экстрагированием подвергали гидротермической обработке, т.е. увлажняли и прогревали в термостате при температуре 90 ºС. В результате из мятки получили мезгу, из которой легче извлекается масло.

Через полученную мезгу пропускали рафинированное оливковое масло и экстрагировали при температуре 22±2 °С в течение 15– 25 дней при различном соотношении сырья и масла. Выделение осуществляли отжимом из проэкстрагированного материала. После отжима определяли практический выход масла.

Для определения физико-химических характеристик полученного масла было использовано несколько методов: хроматогра- фический, метод определения влаги и летучих веществ, метод определения массовой доли золы и неомыляемых веществ, методы определения кислотного, перекисного и йодного чисел, а также метод определения числа нейтрализации [1–5]. Параллельно с этим проводился анализ амарантового масла, закупленного в аптеке.

Результаты и обсуждение. Результаты экстракции приведены в табл. 1.

Таблица 1

Экстракция амарантового масла при различных условиях

Соотношение количеств мезги и оливкового масла	Время выдержки, сут
	15	20	25
	Выход масла, %
1,0:0,5	67	70	73
1,0:0,75	69	75	77
1,0:1,0	84	94	93
1,0:1,5	90	91	92
1,0:2,0	89	93	91

Из полученных данных видно, что наибольший выход масла возможен при следующих условиях: соотношение мезги к оливковому маслу – 1,0:1,0, температура экстракции – 24 °С, время выдержки – 20 дней.

Результаты сравнения показателей приведены в табл. 2.

Таблица 2

Сравнение характеристик амарантового масла

Характеристика	Амарантовое масло, полученное в условиях эксперимента	Амарантовое масло, закупленное в аптеке
Цвет	Желтый разной интенсивности	Желтый разной интенсивности
Запах	Орехово-травянистый	Орехово-травянистый
Массовая доля влаги, %	0,23±0,02	0,06±0,02
Массовая доля летучих веществ, %	0,120±0,005	0,062±0,003
Массовая доля золы, %	43,84±1,004	45,960±1,005
Кислотное число, мг KOH/г	3,45±0,01	2,70±0,01
Перекисное число, ммоль О 2 /кг	7,50±0,01	8,1±0,1
Плотность при 20 °С, г/см3	0,923±0,001	0,921±0,001
Йодное число, г I 2 /100 г	140	137
Массовая доля неомыляемых веществ, %	1,000±0,001	2,000±0,002
Число нейтрализации, мг KOH/г	38,56	40,24

Из данных, приведенных в табл. 2, видно, что физико-химические характеристики амарантового масла, полученного в условиях эксперимента, ничем не уступают показателям амарантового масла, закупленного в аптеке. Это позволяет нам рекомендовать производство данной культуры в условиях Среднего Поволжья, что приведет к большой экономической выгоде, так как в настоящее время амарантовое масло завозится с Украины.

Далее был проведен хроматографический анализ амарантового масла, полученного в ходе эксперимента, масла, закупленного в аптеке, и оливкового масла. Результаты представлены на рис. 2.

Из результатов анализа полученного нами амарантового масла видно, что оно имеет в своем составе 9 насыщенных, 3 мононена-сыщенные и 2 полиненасыщенные жирные кислоты.

На рис. 3–5 приведены хроматограммы оливкового, амарантового масла из аптеки и полученного нами в условиях эксперимента.

Рис. 2. Сравнение содержания кислот в различных маслах

Рис. 3. График хроматограммы оливкового масла

Рис. 4. График хроматограммы амарантового масла, закупленного в аптеке

Рис. 5. График хроматограммы амарантового масла, полученного нами

Как видно из приведенных данных, хроматограммы амарантового масла из аптеки и полученного нами практически совпадают по содержанию ненасыщенных жирных кислот. В оливковом масле содержание этих кислот несколько выше, также в нем в большем количестве присутствуют гондоиновая и пальмитиновая кислоты .

Заключение. В ходе проделанной работы определены оптимальные условия полу- чения амарантового масла, исследованы физико-химические показатели полученного амарантового масла.

Из полученных физико-химических характеристик видно, что полученное нами амарантовое масло по всем показателям не уступает маслу, закупленному в аптеке. В связи с вышеизложенным можно сделать вывод, что полученное нами амарантовое масло можно использовать в качестве лечеб- но-профилактического и лечебно-косметического средства, так как содержание в нем витаминов, макро- и микроэлементов является наиболее сбалансированным. Высокое содержание сквалена позволяет рекомендовать амарантовое масло в качестве вещества, обладающего бактерицидным, антигематомным и другими свойствами.

• 1.    ГОСТ 11812–66. Масла растительные. Методы определения влаги и летучих веществ. – Взамен ГОСТ 5473–70 ; введ. 1967–01–01. – М. : ВНИИ жиров, 1966.

• 2.    ГОСТ 26593–85. Масла растительные. Метод определения перекисного числа. – Введ. 1986–01–01. – М. : Министерство пищевой промышленности СССР, 1985.

• 3.    ГОСТ 50457–92. Жиры и масла животные и растительные. Определение кислотного числа и кислотности. – Введ. 1994–01–01. – М. : Технический комитет по стандартизации ТК 226 «Мясо и мясная продукция», 1992.

• 4.    ГОСТ 5474–66. Масла растительные. Метод определения золы. – Взамен ГОСТ 5474–50 ; введ. 1968–01–01. – М. : Министерство пищевой промышленности СССР, 1966.

• 5.    ГОСТ 5479–64. Масла растительные и натуральные жирные кислоты. Метод определения неомыляемых веществ. – Взамен ГОСТ 5479–50 ; введ. 1965–01–07. – М. : Гос. комитет по пищевой промышленности при Госплане СССР, 1964.

• 6.    Дергаусов В. И. Амарант – культура перспективная / В. И. Дергаусов // Масла и жиры. – 2006. – № 2. – С. 7–8.

• 7.    Офицеров Е. Н. Амарант – перспективное сырье для пищевой и фармацевтической промышленности / Е. Н. Офицеров // Бутлеровские сообщения. – 2001. – Т. 2, № 5. – С. 1.

• 8.    Офицеров Е. Н. Углеводы амаранта и их практическое использование / Е. Н. Офицеров, В. И. Костин. – Ульяновск, 2001. – 180 с.

• 9.    Способ получения масляных экстрактов из растительного сырья : пат. 2109038 Российская Федерация : C11B1/10, C11B9/02 / И. М. Филиппович. – Заяв. № 94033849/13 ; опубл. 20.04.1998.

• 10.    Стогова Н. А. Амарант против 100 болезней / Н. А. Стогова. – СПб. : Лидер, 2006. – 96 с. – (Против 100 болезней).

• 11.    Шмалько Н. А. Амарант – перспективная пищевая культура XXI века / Н. А. Шмалько, Ю. Ф. Росляков, Л. К. Бочкова // Наука Кубани. – 2007. – Прил. – С. 6–13.

• 12.    Шмалько Н. А. «Бессмертный» амарант / Н. А. Шмалько, Ю. Ф. Росляков // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. – 2004. – № 1. – С. 71–73.

EXTRACTION OF AMARANTH OIL AND STUDYOF ITS PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES

L.A. Mikheeva, G.T. Brynsky, A.R. Yakubova

Ulyanovsk State University