УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛА ИЗ СЕМЯН ОСТРОГО ПЕРЦА

АННОТАЦИЯ

Целью данного исследования является усовершенствование технологии получения масла из семян красной свеклы, выращенной в Узбекистане. В данной статье был изучен способ производства местных «Мумтоза» и «Тилларанга», а также исследовано масло, используемое в этом процессе, в качестве сырья. Сырье сначала отделяют от семян, затем семена тщательно высушивают и определяют в них масличность в лабораторных условиях с помощью аппарата Сокслета методом экстракции. Качество масла в исследуемых объектах определялось с помощью газовой хроматографии на оборудовании Agilent 8860 GC, такое как содержание жирных кислот, их количество, количество влаги и летучих веществ, количество каротиноидов, масличность сырья. Также даны рекомендации по технологии добычи нефти. В результате производства этого масла можно получать капсаицин, необходимый для медицины.

ABSTRACT

The purpose of this study is to improve the technology of extracting oil from red beet seeds grown in Uzbekistan. In this article, the production method of local "Mumtoz" and "Tillarang" was studied, and the oil shown in this process was researched as a raw material. The raw material is first separated from the seeds, then the seeds are thoroughly dried and their oil content is determined in the laboratory using a Soxhlet apparatus by extraction. The quality of the oil in the studied objects was determined using gas chromatography Agilent 8860 GC equipment, such as the content of fatty acids, their amount, the amount of moisture and volatile substances, the amount of carotenoids, the oil content of raw materials. Recommendations on oil production technology are also given. As a result of the production of this oil, it is possible to supply capsaicin, which is necessary for medicine.

Ключевые слова: сельскохозяйствo, красный перец, масло, экстракт, каротиноиды, жирные кислоты.

Keywords: agriculture, red pepper, oil, extraction, carotenoids, fatty acids.

Результаты представленных образцов. №1 - Перец «Мумтоз»,  №2 – Перец.

«Тилларанг». Определение влажности и летучих веществ  [Руководство по методам исследования технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности.- Т. II,- Ленинград, 1965. - С. 96].

Семена вручную освобождали от подпушка, измельчали,  тщательно перемешивали и рассыпали тонким слоем на доске. Из разных  мест  перемешанной массы отбирали около 5 г сырья на каждое определение. Анализ проводили в двукратной повторности. Измельченную навеску переносили в предварительно высушенные и взвешенные бюксы и, закрыв крышками, взвешивали на аналитических весах. Высушивали пробы в сушильном шкафу при 100-105°C сначала 2 часа, а затем по 30 минут до постоянного веса [1-3].

Постоянный вес считали достигнутым в том случае, когда разница между взвешиваниями не превышал 0,001 г.

Влажность сырья в % (Х) вычисляли по формуле[4-5]:

где: Р1- вес бюкса с пробой до высушивания, в г

Р2 - вес бюкса с пробой после высушивания. в г;

Р – навеска проба, в г.

Определение масличности семян. Определение содержания масла в  семенах (масличность) определяли стандартным методом исчерпывающей экстракции бензином по варианту 2 [Руководство по методам исследования технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности. - Т. II.- Ленинград, 1965. - С.  154-155].

Семена подсушивали в сушильном шкафу при температуре 105оС в течение 2-х час, измельчали в кофемолке, помол  тщательно перемешивали шпателем и из перемешанной массы брали на аналитических весах две навески по 10 г [6-7].

Экстракционные патроны из фильтровальной бумаги взвешивали на аналитических весах. Навеску измельченных семян помещали в экстракционные патроны, прикрывали небольшим слоем ваты, края патронов завертывали и помещали в экстрактор аппарата Сокслета. К экстрактору присоединяли чистые колбы, которые  предварительно высушивали в течение часа при 100-1050С, взвешивали, помещали в эксикатор и выдерживали в нем до охлаждения. Через водяной холодильник при помощи маленькой воронки наливали в экстрактор необходимое количество предварительно перегнанного  экстракционного бензина (t.кип 72-76⁰С) [8-9].

Экстракцию масла вели в течение 20-22 часов. Пробу на полноту экстракции производили через 12 ч путем проверки капли экстракта на фильтровальной бумаге по отсутствию жирного пятна после высыхания на ней экстракта. После полного извлечения масла приемные колбы с экстрактом масла отсоединяли от аппарата Сокслета, и  бензин отгоняли на роторном испарителе. Остатки  бензина удаляли высушиванием масла в сушильном шкафу при температуре 100-105 ⁰С до постоянного веса.  Первое взвешивание производили через 1 час сушки, последующие - через каждые 30 мин. Сушку считали законченной, если разница между двумя последними взвешиваниями составляла 0,0002-0,0004 г.

Содержание масла в семенах  в  % (Х) вычисляли по формуле:

 ,

где: Р₁- вес колбы с маслом, в г,

Р₂ - вес пустой колбы, в г,

Р - навеска семян, в г.

Для пересчета  масличности семян на абсолютно сухое  вещество использовали формулу,

где:  Х₁ -  масличность семян на влажное вещество;

Х₂ -  масличность  семян на абсолютно сухое вещество;

Вл. – влажность семян.

Определение содержания каротиноидов.  Анализ проводили спектрофотометрическим методом на спектрофотометре  «Cary- 60» (Германия).

Приготовление  раствора стандартного образца  калия  бихромата. Навеску 0,090 г  калия  бихромата (K2Cr2O7,  ГОСТ 4220-75)   растворяли в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 250 м  доводили объем раствора дистиллированной водой до метки[10]. Один мл этого раствора по окраске соответствует содержанию 0,00208 мг β-каротина. Навеску в 0,5 г масла (с точностью до 0.0001 г) растворяли в небольшом количестве гексана в мерной колбе на 25 мл и объем  растворителя доводили до метки. Измеряли оптическую плотность  (D)  этого раствора на  спектрофотометре при длине волны λ 440 нм (толщина кюветы 10 мм).  Содержание суммы  каротиноидов (Х, мг%) в пересчете на β-каротин вычисляли по формуле:

где: 0,00208 – количество β-каротина, соответствующее цвету 1 мл стандартного раствора образца бихромата калия.

D₀ – оптическая плотность раствора стандартного образца;

D₁ - оптическая плотность испытуемого раствора;

25 – разведение,  см³;

а – навеска,  г.

Полученные показатели   обобщены в таблице 1.

Таблица 1.

Химические показатели  2-х образцов семян горького перца

Определение состава жирных кислот.  Анализ осуществляли методом газовой хроматографии (ГХ). Жирные кислоты (ЖК)  выделили из масла  рекомендованным методом [Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности.- Т.1.- Кн.2.- Ленинград, 1967.- C. с. 817-818].

В колбу отвешивали около 5г масла, приливали к маслу 30 мл метанола  и 5 мл 50%-ного водного раствора КОН, присоединяли воздушный холодильник и кипятили содержимое в течение 1 ч до полного омыления[11]. После охлаждения содержимое колбы количественно переносили в делительную воронку, куда предварительно наливали 20 мл теплой дистиллированной воды, затем приливали 5 мл этанола  и добавляли еще 20 мл холодной дистиллированной воды. Реакционную колбу ополаскивали 50 мл экстракционного бензина (t_кип72-76⁰С), который сливали в делительную воронку после охлаждения ее содержимого до комнатной температуры. Делительную воронку закрывали пробкой, встряхивали в течение 1 мин (периодически удаляя пары бензина через краник) и оставляли  выстаиваться до расслоения жидкости в воронке. Мыльный раствор сливали в колбу,  экстракт неомыляемых веществ  переводили в другую делительную воронку. Экстракцию мыльного раствора  бензином повторяли  еще 6 раз, используя каждый раз по 50 мл бензина.

После удаления неомыляемых веществ к мыльному раствору в делительной воронке добавляли каплю метилоранжа и порциями 50%-ную серную кислоту для разложения мыла до появления  розовой окраски раствора. Выделившиеся ЖК извлекали экстракцией диэтиловым эфиром (3 раза по 10-15 мл.). Эфирные вытяжки объединяли, промывали дистиллированной водой (3-5раз по 10-15 мл) до нейтральной реакции промывных вод по метилоранжу. Отсутствие розовой окраски промывных вод свидетельствовало о полном удалении из раствора серной кислоты. Эфирный раствор жирных кислот высушивали безводным сульфатом натрия, переносили в сухую круглодонную колбу и упаривали на роторном испарителе в слабом вакууме водоструйного насоса. Выделенные ЖК переводили в метиловые эфиры (МЭ) обработкой эфирным раствором  диазометана. Очистку полученных метиловых эфиров ЖК (МЭЖК) проводили методом препаративной тонкослойной хроматографии (ПТСХ) на пластинках с закрепленным слоем  силикагеля в системе растворителей гексан : эфир (8:2). Зону МЭЖК на сорбенте проявили в парах J₂, счищали зону с пластинки   и десорбировали  с силикагеля многократным элюированием хлороформом. Хлороформные элюаты объединяли, упаривали на роторном испарителе, остаток растворяли в гексане и анализировали на газовом хроматографе.

Анализ осуществляли на газовом хроматографе Agilent 8860 GC с пламенно-ионизационным детектором, используя капиллярную колонку Supelco 100м х 0,25мм с  фазой SР^tm-2560, газ-носитель гелий, температура программирования колонки от 140⁰С до 250⁰С. Идентификацию ЖК проводили путём сравнения времён удерживания пиков с таковыми пиков стандартного образца смеси 37 метиловых эфиров жирных кислот (Supelco® 37 component FAME mix, Sigma-Aldrich, США).  В таблице 2 приведены полученные результаты.

Таблица 2.

Состав жирных кислот  2-х образцов семян горького перца, ГХ, % от суммы жирных ксилот

Эфирные масла (ЭМ) из семян получали методом гидродистилляции из воздушно сухого сырья в течение 3 ч с использованием стеклянной колбы и насадки Клевенджера. Полученные ЭМ представляют собой бледно-желтую подвижную жидкость со специфическим запахом которое до анализа хранили при 4°С в запаянных ампулах.

Таблица 3

Состав эфирного масла в семенах перца Tillarang и Мумтоз полученных методом гидродистилляции

Эфирные масла анализировали на хромато-масс-спектрометре Agilent 5975С inert MSD/7890A GC. Разделение компонентов проводили на колонке Agilent HP-INNOWax (30м´250mm´0.25mm) в температурном режиме: 60°С (2 мин) - 4°С/мин до 220°С (10 мин) - 1°С/мин до 240°С (10 мин). Объем вносимой пробы составлял 0.2 ml, скорость потока подвижной фазы (H₂) - 1.1 мл/мин. Компоненты идентифицировали на основании сравнения характеристик масс-спектров с данными электронных библиотек хромато-масс-спектром. Результаты по составу эфирного масла двух образцов показаны в таблице 3.

Результаты анализа показали, что в состав эфирного масла семян перца Тилларанг, состоит из 19 компонентов, среди них пальмитиновая кислота (40,64 %), линолевая кислота (10,67 %), 1-октадецен (4,84 %), олеиновая кислота. кислота (3,37 %), пентадекановая кислота (3,17 %), стеариновая кислота (3,10 %), миристиновая кислота (1,81 %), циклопентадекан (1,98 %), элаидиновая кислота (1,53 %), пентакозан (1,29 %), тетракозан (1,19 %). ), 1-тридецен (1,00 %) и другие вещества были обнаружены в относительно больших количествах. Суммарное количество перечисленных веществ составило 74,59 % от общей суммы, а 4,00 % от общей суммы составило менее 1 % от суммы.

В состав эфирного масла семян перца Мумтоз, состоит из 21 компонентов, среди них пальмитиновая кислота (31,22 %), линолевая кислота (16,89 %), 1-октадецен (4,38 %), элаидиновая кислота (4,11 %), пентадекановая кислота (3,30 %), олеиновая кислота (3,20 %), стеариновая кислота (2,52 %), циклододекан (2,46 %), 1-пентадецен (2,42 %), маргариновая кислота (1,17 %), миристиновая кислота (1,13 %), циклопентадекан (было установлено, что такие вещества, как 1,04 %), встречаются в относительно больших количествах. Суммарное количество перечисленных веществ составило 73,84 % от общего количества, а 4,08 % от общего количества составило менее 1 % веществ.

Список литературы:

1. Yilmaz, E.; Arsunar, E.S.; Aydeniz, B.; Güne¸ser, O. Cold pressed capia pepper seed (Capsicum annuum L.) oils: Composition, aroma and sensory properties. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2015, 117, 1016–1026.
2. Gurnani, N.; Gupta, M.; Mehta, D.; Kumar Mehta, B. Chemical composition, total phenolic and flavonoid contents, and in vitro antimicrobial and antioxidant activities of crude extracts from red chilli seeds (Capsicum frutescens L.). J. Taibah Univ. Sci. 2016, 10, 462–470.
3. Jarret, R.L.; Levy, I.J.; Potter, T.L.; Sermak, S.C. Seed oil and fatty acid composition in Capsicum spp. J. Food Compos. Anal. 2013, 30, 102–108.
4. Materska, M.; Perucka, I. Antioxidant activity of the main phenolic compounds isolated from hot pepper fruit (Capsicum annuum L.). J. Agric. Food Chem. 2005, 9, 1750–1756.
5. Sun, T.; Xu, Z.;Wu, C.T.; Janes, M.; Prinyawiwatkul,W.; No, H.K. Antioxidant activities of different colored sweet bell peppers (Capsicum annuum L.). J. Food Sci. 2007, 72, S98–S102.
6. Sim, K.H.; Sil, H.Y. Antioxidant activities of red pepper (Capsicum annuum) pericarp and seed extracts. Int. J. Food Sci. Technol.2008, 43, 1813–1823.
7. Moncef Chouaibiac, Leila Rezigc, Salem Hamdic Giovanna Ferraria,b. Chemical characteristics and compositions of red pepper seed oils extracted by different methods. Industrial Crops and Products. Volume 128, February 2019, Pages 363-370.
8. Manual on research methods, technological-chemical control and production accounting in the oil and fat industry. - Vol. II, - Leningrad, 1965. - p. 96.
9. Manual on research methods, technological-chemical control and production accounting in the oil and fat industry. - Vol. II, - Leningrad, 1965. – pp. 154-155.
10. Manual on research methods, technological-chemical control and production accounting in the oil and fat industry. - Vol. I, 2^nd book - Leningrad, 1965. - pp. 817-818.
11. Azim Oltiev., The role of catalysts in fat transesterification technology// Matluba Kamalova., Kakhramon Rakhmonov., Orifjon Mamatqulov// IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 848(2021) 012220