СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛА ИЗ СЕМЯН РОБИНИИ ПСЕВДОАКАЦИИ И ЕГО СОСТАВ
METHOD FOR PRODUCING OIL FROM LOCUST PSEUDOACACIA SEEDS AND ITS COMPOSITION

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности, в частности к способам извлечения масла из семян робинии псевдоакации (Robinia pseudaacacia L.).
Известен способ получения эфирного масла из травы тысячелистника азиатского [А.с. №1297279] методом паровой дистилляции, обладающего ранозаживляющей и противовоспалительной активностью.
Известен способ получения эфирного масла из полыни понтийской и якутской [патент РФ №2356567], предусматривающий обработку водяным паром измельченной полыни при определенных условиях.
Известен способ получения эфирного масла лофанта анисового [патент РФ №2433166] методом экстракции водяным паром, содержащего метилхавикол, а также вещества, обладающие противогрибковым, бактерицидным и дезинфицирующим действием.
Известен способ получения кориандрового масла [патент РФ №2317254], который предполагает отгонку эфирного масла в токе водяного пара из предварительно измельченного и увлажненного сырья.
Известен способ получения эфирного масла из шалфея лекарственного [патент РФ №2360953], который включает измельчение шалфея и его обработку в среде жидкого диоксида углерода.
Однако перечисленные выше эфирные масла не могут являться аналогами, так как получены из других растений.
Наиболее близким примером к заявляемому способу получения масла является способ получения эфирного масла из семян робинии псевдоакации [патент РФ №2493245], который предусматривает трехкратную экстракцию петролейным эфиром измельченных семян робинии псевдоакации при нагревании в течение 45 минут.
Недостатком этого метода является то, что технология включает применение органического сольвента, что отрицательно сказывается на экологии и обслуживающем персонале.
Нами было найдено, что измельчение семян робинии псевдоакации до частиц размером 3,0-4,0 мм приводит к увеличению выхода масла, при проведении экстракции в токе жидкого углекислого газа в течение 50 минут (таблица 2), при давлении 300 атмосфер (таблица 4), температуре 40°С (таблица 5) и скорости потока диоксида углерода 40 г/мин (таблица 6). При более длительной экстракции происходит уменьшение выхода жирных кислот, в частности пальмитиновой и линолевой кислот (таблица 3).
Уменьшение количества жирных кислот является недостатком способа получения масла из семян робинии псевдоакации в течение более длительной экстракции в токе жидкого углекислого газа.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является получение масла из семян робинии псевдоакации, включающей пальмитиновую и линолевую кислоты, с более высоким выходом масла (чертеж). Поставленная задача решается с помощью масла из растительного сырья, представляющего семена робинии псевдоакации, включающего пальмитиновую и линолевую кислоты. Масло получено методом сверхкритической флюидной экстракции диоксидом углерода при 50-60°С в течение 15-20 минут семян робинии псевдоакации, измельченных до частиц размером 3,0-4,0 мм, с последующей экстракцией в течение 50 минут, при давлении 300 атмосфер, температуре 40°С и скорости потока диоксида углерода 40 г/мин. Предпочтительно используют семена робинии псевдоакации, собранные в октябре, так как выход масла из семян в этот период максимален (таблица 7). Измельчение сырья семян робинии псевдоакации до размера частиц 3,0-4,0 мм приводит к повышению выхода масла из семян робинии псевдоакации. Одновременно с пальмитиновой кислотой извлекаются и другие жирные кислоты, которые при других условиях экстракции не извлекаются в таком количестве. Измельчение сырья до размера частиц менее 2,0 мм (1,0 мм) привело к понижению выхода масла с 20,2% до 17,5% (таблица 2, пример 9). Сырье, измельченное до размера частиц 3,0-4,0 мм, с последующей экстракцией в течение 50 минут, при давлении 300 атмосфер, температуре 40°С и скорости потока диоксида углерода 40 г/мин позволяет получать масло из семян робинии псевдоакации с более высоким содержанием жирных кислот, не нарушая их структуры. При более длительном времени экстракции, более 50 минут (таблица 3, пример 14), или более высоком давлении, более 300 атмосфер (таблица 4, пример 17), или более высокой температуре, более 40°С (таблица 5, пример 20), или при более высокой скорости потока диоксида углерода, более 40 г/мин (таблица 6, пример 24), могут происходить нежелательные процессы, что приводит к уменьшению выхода пальмитиновой, линолевой кислот и ряда других жирных кислот (таблица 3, пример 14).
При измельчении сырья до частиц размером 10 мм не достигается высокий выход масла (таблица 2, выход масла составляет 20,3%). При степени измельченности сырья 1,0 мм уменьшается количество пальмитиновой кислоты кислоты с 28,9% (таблица 2, пример 7) до 27,8% (таблица 2, пример 9).
Ниже показано содержание компонентов в полученном масле по заявляемому способу.
Отличием предлагаемого изобретения от ранее известного заключается в том, что в качестве сырья используют семена робинии псевдоакации, собранные в октябре и измельченные до частиц размером 3,0-4,0 мм, с последующей экстракцией диоксидом углерода в течение 50 минут, при давлении 300 атмосфер, температуре 40°С и скорости потока углекислого газа 40 г/мин. Техническим результатом предлагаемого решения является получение масла из семян робинии псевдоакации, включающего пальмитиновую и линолевую кислоты, с более высоким выходом с одновременным извлечением 3 других жирных кислот (таблица 8).
Соотношение ненасыщенных и насыщенных кислот масла семян робинии псевдоакации приведено в таблице 9.
Способ получения масла из семян робинии псевдоакации заключается в следующем.
Измельченные до размера частиц 3,0-4,0 мм семена робинии псевдоакации, собранные предпочтительно в октябре, массой 65 г засыпают в сепаратор объемом 200 мл сверхкритического экстрактора марки SFE-500 M1 (фирма THAR). Растительное сырье обрабатывают в среде сверхкритического диоксида углерода в течение 50 минут, давлении 300 атмосфер, при температуре 40°С и скорости потока диоксида углерода 40 г/мин, с последующим отделением масла.
b
Химический состав полученных образцов масла исследовали методом хромато-масс-спектрометрии на приборе Agilent с библиотекой 40 тыс. химических соединений, количественное определение компонентов масла проводили методом газожидкостной хроматографии на хроматографе Shimadzu QP 2010 с масс-селективным детектором после превращения жирных кислот в соответствующие метиловые эфиры при обработке диазометаном. Эфирный раствор диазометана получали из N-нитрозо-N-метилмочевины по известной методике [Г. Беккер, Г. Домшке, Э. Фангхенель. Органикум: в 2 т. Т. 2. - М.: 1979. С. 248]. Для идентификации использовали библиотеку масс-спектров NIST 02. Хроматографирование осуществляли на колонке MDN-1 (метилсиликон, твердосвязанный) 30 м, диаметр - 0,25 мм. Режим хроматографирования: инжектор - 180 C; детектор - 200°С; интерфейс - 210°С; газ-носитель - гелий 1 мл/мин при делении потока 20:1; термостат 60°С - 1 мин, 2 град/мин - до 70°С, 5 град/мин - до 90°С, 10 град/мин - до 180°С, 20 град/мин - до 280°С, далее изотерма - 1 мин. Содержание компонентов масла приведено в масс. %.
Пример 1
Точную навеску сырья (65 г) семян робинии псевдоакации, измельченных до размера частиц 10 мм, помещают в сепаратор объемом 200 мл сверхкритического экстрактора марки SFE-500 M1 (фирма THAR) и проводят экстракцию в среде сверхкритического диоксида углерода в течение 20 минут, давлении 300 атмосфер, при температуре 40°С и скорости потока диоксида углерода 40 г/мин. Давление сбрасывают до атмосферного, а масло собирается в приемнике, оно представляет собой жидкость желтого цвета, показатель преломления изменялся в незначительных пределах и равен  1,3694-1,3915. Относительная плотность изменялась в пределах  0,9035-0,9210. Выход и состав основных компонентов масла приведены в таблице 1.
Пример 2
Аналогичен примеру 1, только экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводят в течение 30 минут (выход и состав приведены в таблице 1).
Пример 3
Аналогичен примеру 1, только экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводят в течение 40 минут (выход и состав приведены в таблице 1).
Пример 4
Аналогичен примеру 1, только экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводят в течение 50 минут (выход и состав приведены в таблице 1).
Пример 5
Сырье - семена робинии псевдоакации, измельченные до частиц размером 10 мм. Экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводили 50 минут при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 2).
Пример 6
Точную навеску сырья (65 г) семян робинии псевдоакации, измельченного до частиц размером 7 мм, помещают в сверхкритический экстрактор. Экстракцию проводят 50 минут при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 2).
Пример 7
Аналогичен примеру 5, только навеску сырья (65 г) семян робинии псевдоакации измельчают до частиц размером 4 мм (выход и состав приведены в таблице 2).
Пример 8
Аналогичен примеру 5, только навеску сырья (65 г) семян робинии псевдоакации измельчают до частиц размером 2 мм (выход и состав приведены в таблице 2).
Пример 9
Аналогичен примеру 5, только навеску сырья (65 г) семян робинии псевдоакации измельчают до частиц размером 1 мм (выход и состав приведены в таблице 2).
Пример 10
Аналогичен примеру 5, только навеску сырья (65 г) семян робинии псевдоакации измельчают до частиц размером 2,0 мм. Экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводили 20 минут (выход и состав приведены в таблице 3).
Пример 11
Аналогичен примеру 10, только экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводили 30 минут (выход и состав приведены в таблице 3).
Пример 12
Аналогичен примеру 10, только экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводили 40 минут (выход и состав приведены в таблице 3).
Пример 13
Аналогичен примеру 10, только экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводили 50 минут при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 3).
Пример 14
Аналогичен примеру 10, только экстракцию масла в сверхкритическом экстракторе проводили 60 минут при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 3).
Пример 15
Аналогичен примеру 13, только экстракцию проводили при давлении 200 атмосфер при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 4).
Пример 16
Аналогичен примеру 13, только экстракцию проводили при давлении 300 атмосфер при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 4).
Пример 17
Аналогичен примеру 13, только экстракцию проводили при давлении 400 атмосфер при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 4).
Пример 18
Аналогичен примеру 13, только экстракцию проводили при температуре 32°С при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 5).
Пример 19
Аналогичен примеру 18, только экстракцию проводили при температуре 40°С при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 5).
Пример 20
Аналогичен примеру 18, только экстракцию проводили при температуре 45°С при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 5).
Пример 21
Аналогичен примеру 19, только экстракцию проводили при скорости потока диоксида углерода 20 г/мин при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 6).
Пример 22
Аналогичен примеру 21, только экстракцию проводили при скорости потока диоксида углерода 30 г/мин при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 6).
Пример 23
Аналогичен примеру 21, только экстракцию проводили при скорости потока диоксида углерода 40 г/мин при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 6).
Пример 24
Аналогичен примеру 21, только экстракцию проводили при скорости потока диоксида углерода 50 г/мин при соблюдении технологических параметров работы экстрактора, указанных в примере 1 (выход и состав приведены в таблице 6).
Пример 25
Аналогичен примеру 13, только сбор сырья семян робинии псевдоакации производили в августе месяце (выход масла приведен в таблице 7).
Пример 26
Аналогичен примеру 13, только сбор сырья семян робинии псевдоакации производили в сентябре месяце (выход масла приведен в таблице 7).
Пример 27
Аналогичен примеру 13, только сбор сырья семян робинии псевдоакации производили в октябре месяце (выход масла приведен в таблице 7).
Пример 28
Аналогичен примеру 13, только сбор сырья семян робинии псевдоакации производили в ноябре месяце (выход масла приведен в таблице 7).
Таким образом, в процессе поиска оптимальной степени измельченности сырья из семян робинии псевдоакации, собранных преимущественно в октябре, содержащей пальмитиновую, линолевую, олеиновую кислоты а также ряд других кислот, установлено, что оптимальным для достижения поставленной задачи является использование частиц размером 3,0-4,0 мм с последующей экстракцией диоксидом углерода в течение 50 минут, при давлении 300 атмосфер, температуре 40°С и скорости потока углекислого газа 40 г/мин, так как при данных технологических условиях более высокий выход масла сочетается с более высоким содержанием пальмитиновой, линолевой и олеиновой кислот (таблица 2).