Расти́тельные масла́ (растительные жиры), продукты, получаемые из семян и плодов растений, которые содержат липиды в количествах, экономически оправдывающих их промышенное использование. Основными компонентами растительных масел являются триглицериды высших жирных кислот. В мировой практике производства растительных масел широко используются следующие масличные культуры: соя, хлопчатник, арахис, подсолнечник, оливы, рапс, кокосовая пальма, масличная пальма, кунжут, лён, кукуруза, конопля, тунг, мак, рыжик, сафлор, кориандр, какао и др.

В качестве сырья для получения растительных масел, кроме масличных семян и плодов, используются также разнообразные маслосодержащие отходы пищевых и других производств, перерабатывающих сельскохозяйственное сырьё. Благодаря специфическим свойствам растительных масел и возрастающему интересу к их использованию, переработке маслосодержащих отходов придаётся важное значение. К таким отходам относятся зародыши зерновых культур: пшеничные, рисовые отруби, отруби проса, кукурузные зародыши, кориандровые отходы, плодовые косточки абрикоса, персика, сливы, вишни, черешни, миндаля, виноградные семена, семена томатов, арбуза, табака и чая.

Свойства

Растительные масла – жидкие (температура застывания ниже 0 °C) или (реже) твёрдые (температура застывания до 40 °C) окрашенные вещества; некоторые токсичны; плотность 870–980 кг/м³; способны растворять газы, сорбировать летучие вещества и эфирные масла; за редким исключением смешиваются в любых соотношениях с большинством органических растворителей (гексаном, бензином, бензолом, дихлорэтаном и др.), в воде практически не растворяются; окисляются с выделением большого количества энергии (38–40 кДж/г); некоторые полимеризуются при нагревании или под действием кислорода воздуха (в тонком слое «высыхают» – образуют плёнки).

Классификация

Растительные масла в зависимости от их физического состояния и жирнокислотного состава можно классифицировать на: жидкие (например, соевое, подсолнечное, рапсовое, оливковое, хлопковое, кукурузное); твёрдые (масло какао, кокосовое, пальмовое, пальмоядровое); высыхающие (льняное, конопляное, тунговое); полувысыхающие (подсолнечное, кукурузное); невысыхающие (касторовое, оливковое, рапсовое); линолевая группа (подсолнечное, кукурузное); линоленовая группа (льняное); олеиновая группа (оливковое, арахисовое); олеиново-линолевая группа (кунжутное); эруковая группа (рапсовое, горчичное); пальмитиновая группа (пальмовое); лауриновая группа (кокосовое, пальмоядровое).

Состав

Природные растительные масла являются смесью различных однокислотных и разнокислотных (двух- и трёхкислотных) глицеридов. Однокислотными глицеридами являются такие, в которых три гидроксила глицерина этерифицированы жирной кислотой одного вида, например С₃Н₅(ОСОС₁₇Н₃₅)₃ – тристеарин; разнокислотными – те, в которых гидроксилы глицерина этерифицированы разными кислотами, например пальмитостеароолеин С₃Н₅(ОСОС₁₅Н₃₁)(ОСОС₁₇Н₃₅)(ОСОС₁₇Н₃₃). Одна или две гидроксильные группы глицеридов могут быть незамещёнными (соответственно диглицериды и моноглицериды). В природе моно- и диглицериды встречаются редко, обычно они образуются в результате частичного гидролиза или являются составной частью жира в разных стадиях его биосинтеза; различаются местом расположения свободных гидроксилов. Триглицериды, содержащие три эфирные группы, изомеров не имеют, если в их состав входит одна жирная кислота. Разнокислотные глицериды встречаются в виде нескольких изомеров, различающихся местом расположения радикалов разных жирных кислот.

Свойства растительных масел определяются в основном составом и содержанием высших жирных кислот, образующих триглицериды. Подавляющее большинство растительных масел представляют собой смесь разнокислотных глицеридов, хотя в некоторых маслах, где одна какая-либо кислота превалирует над остальными, присутствуют и однокислотные глицериды. Например, в оливковом масле, где содержится около 80 % олеиновой кислоты, содержатся однокислотные глицериды этой кислоты. В зависимости от строения жирных кислот различают тринасыщенные, динасыщенные, мононасыщенные и триненасыщенные глицериды. В состав тринасыщенных глицеридов входят только насыщенные жирные кислоты, причём такие глицериды могут быть как однокислотными, так и разнокислотными. Динасыщенные глицериды содержат два разных или одинаковых радикала насыщенных жирных кислот и один радикал ненасыщенной кислоты. В мононасыщенных глицеридах содержится один радикал насыщенной кислоты и два одинаковых или различных радикала ненасыщенных кислот. Триненасыщенные глицериды содержат радикалы ненасыщенных жирных кислот, разные или одинаковые.

В состав триглицеридов входят насыщенные (в основном миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, арахиновая, бегеновая, лигноцериновая) и ненасыщенные (в основном олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая, эруковая) жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты ряда С_nH_2n–4О₂ (диеновые) в природных жирах представлены в основном линолевой кислотой (в большом количестве содержится в жидких растительных маслах). Ненасыщенные кислоты ряда С_nH_2n–6О₂ (триеновые) содержатся главным образом в жидких растительных маслах. Наличие этих кислот в маслах обусловливает их хорошую высыхаемость и способность к образованию устойчивых плёнок. Важнейшими представителями этого ряда кислот являются линоленовая и элеостеариновая. Иногда в растительных маслах содержатся кислоты с четырьмя двойными связями С_nH_2n–8О₂ (тетраеновые), основными представителем которых является арахидоновая кислота.

Кроме триглицеридов, в состав растительных масел входят сопутствующие вещества и примеси, что отражается на вкусовых и ароматических качествах, обусловливает цвет, иногда токсичность или лечебные свойства масел. Количество и состав сопутствующих веществ в растительных маслах непостоянны и зависят от качества исходного сырья, способа извлечения из него масла и технологического режима процесса извлечения. Содержание сопутствующих веществ чаще всего не превышает 2–4 %. Однако поскольку эти компоненты оказывают значительное влияние на качество растительных масел и на их дальнейшую обработку, в одних случаях приходится принимать меры для сохранения таких веществ в растительных маслах, в других – заботиться о возможно более полном их удалении. При хранении растительных масел в результате разнообразных химических и биохимических процессов могут образовываться новые вещества, которые также оказывают влияние на качество масла.

Растительные масла содержат около 1–2 % свободных жирных кислот. Свободные жирные кислоты образуются в результате гидролиза глицеридов при хранении и транспортировке сырья или в процессе извлечения масел из масличных культур под действием технологической воды. В небольшом количестве (порядка 0,1–0,2 %) свободные жирные кислоты не ухудшают пищевых достоинств растительных масел и не мешают промышленной переработке. Содержание свободных жирных кислот может быть значительным в растительных маслах, полученных из несозревших семян и семян, подвергшихся самосогреванию из-за хранения во влажном состоянии. Суммарное процентное содержание в масле свободных жирных кислот определяет его кислотность. В технологической практике кислотность обычно оценивается кислотным числом, которое показывает количество миллиграммов KОН, расходуемого на нейтрализацию свободных жирных кислот, находящихся в 1 г жира. При повышении кислотного числа в растительных маслах начинают интенсивно протекать химические реакции, сопровождающиеся значительными изменениями состава глицеридов.

Растительные масла в качестве сопутствующих веществ содержат также значительное количество фосфолипидов (0,05–4 %), в основном глицерофосфатидов и (реже) инозитфосфатидов. Молекулы глицерофосфатидов имеют дифильное строение: гидрофобная часть представлена радикалами жирных кислот, а гидрофильная – эфирными, гидроксильными, азотсодержащими и другими полярными группами. В растительных маслах фосфолипиды образуют коллоидные растворы ограниченной стабильности. При поглощении воды фосфолипиды коагулируют из коллоидных растворов с образованием осадков (называемых фузами), в которых могут происходить гидролитические процессы, приводящие к потере масла и технологическим затруднениям при переработке. Фосфолипиды легко окисляются кислородом воздуха, в условиях получения и переработки растительных масел взаимодействуют с восстанавливающими углеводами и продуктами их распада, в частности с фурфуролом и 5-гидроксиметилфурфуролом, что приводит к образованию разнообразных тёмноокрашенных соединений. Из-за своей активности фосфолипиды оказывают существенное влияние на качество масла и его свойства, что обусловливает необходимость извлечения фосфолипидов из нерафинированного масла. Гидратируемые фосфолипиды в виде набухшей массы в смеси с глицеридами теряют растворимость в масле и выделяются из него в виде осадка. Этот эффект лежит в основе промышленных методов удаления фосфолипидов. Для удаления негидратируемых фосфолипидов используют специальные химические реагенты. Учитывая высокие физиологические и пищевые достоинства фосфолипидов, а также их важное значение как эмульгаторов и других добавок, обычно предусматривается не только извлечение фосфолипидов, но и их облагораживание с целью производства самостоятельных пищевых и кормовых продуктов.

В растительных маслах, не подвергшихся действию сильных реагентов, содержатся стерины (обычно 0,3–0,5 %). Из стеринов растительного происхождения (фитостерины) наиболее распространёнными в растительных маслах являются ситостерин С₂₉Н₅₀О с одной двойной связью и стигмастерин С₂₉Н₄₈О с двумя двойными связями.

В небольших количествах в растительных маслах (в подсолнечном масле до 0,4 %, в льняном – около 0,01 %, в соевом – до 0,002 %) содержатся воски и воскоподобные вещества, представляющие собой смеси различных соединений с преобладающим присутствием сложных эфиров жирных кислот и спиртов с высокой молекулярной массой. Воски вызывают помутнение растительных масел, в результате чего последние приобретают нетоварный вид. Для удаления восков масло охлаждается до температуры 8–12 °C, после чего фильтруется (вымораживание).

В состав растительных масел входят различные пигменты. При производстве растительных масел красящие вещества, содержащиеся в масличных семенах, попадают в масла и придают им соответствующую окраску. Жёлтые и красные оттенки окраски растительных масел определяются присутствием в них каротиноидов (каротинов, ксантофиллов), которые, являясь сильно ненасыщенными веществами, легко окисляются и обесцвечиваются при этом.

Образец облепихового масла, в состав которого входят каротиноиды.Образец облепихового масла, в состав которого входят каротиноиды.Зелёный оттенок растительных масел определяется присутствием в них хлорофиллов (a и b). В хлопковом масле содержится токсичный пигмент госсипол. Содержание госсипола и продуктов его химических превращений в хлопковом масле от 0,14 до 2,5 %. Повышенное количество этих веществ содержится в масле, полученном из низкосортных и недозрелых хлопковых семян. Госсипол удаляется из хлопкового масла в результате реакции с антраниловой (2-аминобензойной) кислотой, с которой образует нерастворимые в масле соединения.

Белки в растительных маслах содержатся в количестве 0,1–0,15 %. Основную массу белков, содержащихся в клетках зрелых масличных семян, составляют альбумины и глобулины. Белки способствуют порче растительных масел, ухудшают их товарный вид, увеличивают потери при рафинировании и хранении. Белки обладают способностью вступать в химическое взаимодействие с другими веществами растительных жирных масел.

Углеводы – моно-, ди- и олигосахариды, декстрины, пектины, крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза – содержатся в растительных маслах в небольших количествах. Взаимодействуя с белками и фосфолипидами, углеводы обусловливают стабилизацию эмульсии, потемнение масел при тепловых воздействиях, придают маслам специфический вкус и запах.

В состав растительных масел входят жирорастворимые витамины: А, D, Е, K. Витамин Е содержится в маслах в основном в виде α-, β-, γ- и δ-токоферолов.

Углеводороды растительных масел в значительной степени определяют вкус и запах масла. Присутствуют насыщенные и ненасыщенные углеводороды с разветвлённой цепью углеродных атомов. В частности, в состав подсолнечного масла входит ациклический полиненасыщенный углеводород сквален С₃₀Н₅₀ с шестью двойными связями (до 0,012 %). Сквален содержится также в хлопковом и соевых маслах. Некоторые ароматические и вкусовые вещества переходят в растительные масла из сырья, образуются и накапливаются в маслах при их извлечении из семян и переработке.

Отдельные растительные масла содержат также гликозиды, дубящие вещества, алкалоиды, эфирные масла и прочие компоненты.

Получение и применение

Наиболее распространённым способом извлечения растительных масел из масличного сырья является экстракция. У предварительно очищенных семян отделяют шелуху от ядра, ядерную фракцию измельчают. Семена, у которых оболочка прочно связана с ядром (лён, рапс), измельчают целиком. Измельчённый материал (мятка) обрабатывается при 50–65 °С растворителем (бензин, гексан, этанол) в экстракторах для максимально полного извлечения масла. Из полученного раствора масла в растворителе (мисцеллы) отгоняют растворитель, масло охлаждают и фильтруют. Для извлечения растительных масел применяется также метод прессования, при котором мятка увлажняется и подвергается тепловой обработке при 100–115 °C, после чего прожаренный материал (мезга) прессуется. Как экстракционные, так и прессовые растительные масла для удаления примесей подлежат очистке (рафинированию). Мировое производство растительных масел около 209 млн т/год (2022).

Получение масла путём прессования.Получение масла путём прессования.Подсолнечное, оливковое, кукурузное, соевое, льняное, горчичное, арахисовое и некоторые другие растительные масла используются в основном для пищевых целей – потребляются непосредственно или вводятся в состав маргаринов, майонезов, кулинарных, кондитерских, хлебопекарных жиров, соусов и т. д. в натуральном или модифицированном виде. Специалисты в области питания придают важное значение увеличению доли растительных масел, используемых в пищу, т. к. они обладают специфическим физиологическим действием, обусловленным содержанием в их составе полиненасыщенных незаменимых жирных кислот.

Значительные количества растительных масел применяются для технических целей – для производства биотоплива (например, рапсовое масло), в составе красок и лаков, медицинских препаратов, для получения глицерина и жирных кислот, как компоненты сырья в производстве мыла, косметических средств и прочее.