CC BY
28УДК 633.81:665.528
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛОДОВ ВИТЕКСА СВЯЩЕННОГО В КРЫМСКОМ РЕГИОНЕ
THE TECHNOLOGICAL ASPECTS AND PERSPECTIVES VITEX SACRED (VITEX AGNUS CAN-TUS L.) FRUITS PROCESSING IN CRIMEAN REGION
Глумова Н. В., кандидат биологических наук;
Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»; Грунина Е. Н., бакалавр; ГБУ РК «НИИ CХ Крыма»
Glumova N. V., Candidate of Biological Science;
Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»;
Grunina E. N., bachelor,
SBO RC «SRI of Crimea agriculture»
Обсуждаются перспективы переработки плодов витекса священного в Крымском регионе. Представлены результаты количественного определения эфирного масла витекса священного, выделенного из плодов способом паровой дистилляции, результаты определения компонентного состава и основных качественных показателей. Обсуждаются технологические аспекты промышленной переработки плодов витекса священного.
Ключевые слова: витекс священный, эфирное масло, паровая дистилляция.
The perspectives Vitex sacred (Vitex agnus cantus L). fruits processing in Crimea region are discuss. The results of essential oil Vitex sacred quality determinations, which obtained from fruits by steam distillation, the resuls of main index quantitative determination and component composition are presented. The technological aspects industrial convert, of Vitex sacred fruits are discuss.
Key words: vitex sacred,Vitex agnus cantus L, essential oils, steam distillation.
Введение. Производство эфиромасличного сырья и эфирных масел для пищевой, фармацевтической, парфюмерно-косметической и других отраслей промышленности является важнейшей составляющей агропромышленного комплекса страны, а в связи с ориентацией государственной экономической политики Российской Федерации на импортозамещение в отношении социально значимых отраслей, продуктов и изделий, производство эфирных масел из собственного сырья, а также производство отечественных медицинских препаратов растительного происхождения являются одной из первостепенных задач развития российской экономики. Ежегодная потребность
предприятий Российской Федерации в эфиромасличной продукции в настоящее время по подсчетам специалистов составляет порядка тысячи тонн в год [1]. Богатый опыт развития эфиромасличного производства в Крыму, опыт промышленного производств, наличие современных научных разработок в области селекции, технологии выращивания и переработки эфиромасличных растений свидетельствует о возможности и высокой рентабельности возделывания не только основных эфиромасличных культур (роза, лаванда, шалфей мускатный, кориандр, анис, фенхель, тмин), но и перспективных, с целью расширения ассортимента отечественной эфиромасличной продукции.
Введение в агропромышленное производство новых перспективных эфиромасличных растений, к числу которых может быть отнесен и витекс священный, поиск и предложение оптимальных технических решений его переработки будет способствовать решению вопроса импортозамещения в отношении производства эфирных масел из собственного сырья, а также производства отечественных медицинских препаратов растительного происхождения [2].
Материал и методы исследований. Витекс священный - Укех agnus саП;ш L. - многолетнее растение - полукустарник семейства Вербеновых (УегЬепасеае), высотой 150-200 см. Родиной растения считается Средиземноморье, известно порядка 250 видов витекса, распространенных на Кавказе, Причерноморье, Крыму, Средней Азии, Средиземноморье (от Италии до Египта), на Балканском полуострове, в Малой Азии, Сирии, Палестине, Иране, Северной Америке, Северо-Западной Африке. Промышленное значение в качестве сырья для производства эфирного масла и пряно-ароматического сырья - заменителя черного перца имеет именно витекс священный. Содержание эфирного масла в плодах составляет порядка 1% , в надземной части растений до 0,5% [3].
Плоды содержат также до 10% жирного масла, 1,5% органических кислот, алкалоиды, витамин С, дубильные вещества, кумарины, флавоноиды. Листья витекса священного содержат иридоиды и флавоноиды[4].
Основным промышленным сырьем являются плоды, может также перерабатываться надземная часть растений (молодые побеги, листья), но эфирное масло из надземной части витекса ценится гораздо ниже в сравнении с маслом, полученным из плодов [3].
Основными поставщиками эфирного масла витекса священного на мировой рынок эфирных масел являются Турция и Египет [3].
Эфирное масло витекса священного из плодов получают способом паровой отгонки в измельченном и неизмельченном виде на аппаратах преимущественно периодического действия, принимая во внимание небольшие объемы сырья. Более оптимальной является переработка плодов витекса на оборудовании непрерывного действия - малой модели установки Понома-ренко - Поколенко для переработки зернового сырья.
Уборку плодов производят в фазу биологической спелости, сушат на открытом воздухе или сушилках при температуре не выше 50 C°. Период сбора и переработки плодов - сентябрь.
Побеги с листьями убирают - в период бутонизации или цветения, начиная с третьего года жизни. Урожайность зеленой массы составляет 15-20 т/га. Уборка надземной массы производится комбайнами. Ориентировочные сроки уборки зеленых побегов в Крыму - август.
Масло эфирное из плодов витекса священного в лабораторных условиях получали способом гидродистилляции в аппаратах Клевенджера.
Эфирное масло из надземной части растений (молодые побеги, листья) получали методом отгонки с водяным паром в лабораторных кубиках с гидравлическим затвором, сырье классифицируется как травянистое и перерабатывается соответствующим образом.
Органолептические и физико-химические показатели качества эфирного масла определяли соответственно требованиям нормативной документации.
Компонентный состав эфирного масла определяли методом хромато-масс-спектрометрии. Для анализа использовали хроматомасс-спектрометр HP Agilent 6890& MSD 5893 (USA).
Идентификацию компонентов эфирного масла осуществляли по временам удерживания и в сравнении со справочной, информационной базой данных прибора.
Результаты и обсуждение. Выход эфирного масла из плодов в лабораторных условиях составил 1,05% на воздушно-сухую массу плодов. Выход эфирного масла из надземной части растений составил 0,45%.
Эфирное масло витекса священного из плодов представляет собой жидкость желтого цвета с зеленоватым оттенком и специфическим пряным запахом, достаточно высоко ценится на мировом рынке и используется как заменитель масла или экстракта черного перца.
Результаты исследования основных органолептических и физико-химических показателей качества масла из плодов витекса священного приведены в таблице 1. Общее количество обнаруженных методом хроматомасс-спек-трометрии компонентов эфирного масла из плодов витекса священного масла составляет 41, из них идентифицировано 26 компонентов.
Установлено, что основными компонентами эфирного масла витекса священного, выделенного нами из плодов являются а- и ß - пинены, 1,8-цинеол, сабинен, мирцен, лимонен, ß - фелландрен, суммарное содержание которых составляет 18,96%. В числе других компонентов, влияющих на запах и физико-химические свойства масла следует отметить присутствие, кариофиллена (7,30%), гермакрена D (5,12%), /- терпенилацетата (4,92%), ß - фарнезена (21,91%) и бициклогермакрена (13,25%).
Таблица 1. Органолептические и физико-химические показатели качества эфирного масла из плодов витекса священного
Наименование показателя Характеристика и норма Метод испытания
Внешний вид Желтоватая жидкость ГОСТ - 30145-94
Цвет От бледно-желтого до золотисто-желтого ГОСТ - 30145-94
Запах Теплый, древесно-пряный, сладковатый, ГОСТ - 30145-94
Относительная плотность при 20°С 0,889 ГОСТ - 14618 - 10-78
Показатель преломления при 20°С 1,4810 ГОСТ - 14618 - 10-78
Кислотное число, мг КОН /г 3,40 ГОСТ - 30143- 94
В состав эфирного масла из надземной части растений входят: а- и Р-пине-ны (40 %), 1,8-цинеол (до 25 %), сабинен, лимонен (1,5 %), п-цимол, камфара, борнилацетат.
Для промышленной переработки плодов витекса священного переработки в качестве основного оборудования считаем наиболее целесообразным использовать малую модель аппарата непрерывного действия Пономаренко -Поколенко. Эфирное масло, полученное в аппаратах непрерывного действия отличается более высоким качеством, а существенное снижение расхода пара в сравнении с аппаратами периодического действия оказывает влияние на экономические показатели и рентабельность переработки в целом [5].
Технологический процесс переработки плодов витекса священного должен включать следующие основные стадии:
- приемка сырья, отбор проб для анализа;
- очистка от примесей (по результатам анализа);
- измельчение сырья;
- дистилляция;
- конденсация паров эфирного масла и воды в теплообменнике;
- отделение эфирного масла от воды в приемнике-маслоотделителе;
- приведение в товарный вид (отстаивание, фильтрация, вакуум - сушка).
Технологический процесс переработки семян витекса священного может
быть организован следующим образом:
Сырье доставляется на перерабатывающее предприятие с помощью автотранспорта. После отбора проб и получения результатов по определению массовой доли примесей в сырье, а также эфирного масла и влаги, сырье направляется на очистку от примесей. Очистка осуществляется в сепараторах
различной конструкции и производительности, соответствующей объемам перерабатываемого сырья. Очищенное сырье ссыпают в бункер временного хранения, из которого сырье подают на измельчение. Для измельчения рекомендовано использовать вальцевой станок ВС-5. Измельченные семена поступают в накопительный бункер, откуда с помощью наклонного транспортера подаются в приемный бункер малой модели перегонного аппарата конструкции Понома-ренко - Поколенко.
Насыщенный водяной пар подается по паровой магистрали под давлением 3-4 атм. Продолжительность процесса переработки составляет 45 минут. Производительность малой модели аппарата Пономаренко - Поколенко по сырью составляет 270 кг/час или 5,4 т в сутки.
Конденсация паров эфирного масла и воды осуществляется в трубчатом теплообменнике вертикального типа Охлажденный до температуры 50-55 °С дистиллят из теплообменника поступает в приемник- маслоотделитель (флорентину), где происходит декантация эфирного масла. Для окончательного удаления воды из масла - сырца целесообразно использовать вакуум-сушку масла в вакуум-аппарате. Отгонку воды из масла рекомендуется вести при температуре в парах не более 55°С и вакуумметрическом давлении 0,053-0,060 МПа.
После сушки и охлаждения до температуры окружающей среды масло поступает на фильтр. Отфильтрованное масло собирают в тарированную емкость, взвешивают на весах, а затем направляют в сборник готовой продукции. Из сборника отбирают пробу масла для определения соответствия его требованиям нормативной документации. Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение эфирного масла витекса священного производят в соответствии с нормативной документацией на данный вид продукции. Дистилляционная вода содержит 0,02-0,04% эфирного масла, поэтому получение вторичного масла способом когобации для плодов витекса священного считаем нерентабельным.
Выводы. Промышленное возделывание витекса священного в Крыму с целью расширения ассортимента растений многоцелевого использования, пользующихся неизменно высоким спросом на отечественном и мировом рынках открывает возможность возобновления производства эфирного масла из плодов витекса, а его высокая стоимость может привлечь внимание производителей эфиромасличной продукции к переработке плодов витекса и производству эфирного масла.
Переработка сырья возможна в межсезонный период, это позволит обеспечить занятость квалифицированных работников предприятия. В комплектацию технологической линии должны входить: сепарационное устройство для очистки сырья от примесей, измельчитель сырья, перегонный аппарат непрерывного или периодического действия в зависимости от объемов перерабатываемого сырья, трубчатый теплообменник марки ХТ или ТНВ, приемник-маслоотделитель цилиндрической конструкции, а также отстойники, фильтры и вакуум-сушильный аппарат для приведения эфирного масла в товарный вид.
Экономическая оценка процесса переработки плодов витекса священного проведенная нами, дает основание полагать, что предлагаемое аппаратур-но-технологическое решение переработки плодов витекса священного является рентабельным и перспективным. Рентабельность переработки определяется стоимостью сырья, выходом и качеством основного продукта - эфирного масла витекса священного, получением прибыли за счет его реализации и может составить 35-40%.
Список использованных источников:
1. Черкашина Е. В. Основы формирования эфиромасличной и лекарственной отрасли страны. - М.: ГУ-ЗЕМ, 2014 - с. 62-68.
2. Черкашина Е. В. Процесс интеграции Республики Крым в Российское экономическое пространства как стимул развития эфиромаслич-ной и лекарственной отрасли страны: ГУЗЕМ, 2014.
3. С. А. Войткевич Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии. - М: Пищевая промышленность, 1999. - 282 с.
4. Fagar R. С. Salem Н. N. Badei A. Z. Biochemical studies on the essential oils of some medicmal plants Fette seifen Austrichm - 1986. - v. 88. - N 2. - p. 69-72.
5. Сидоров И. И Турышева Н. И. Фалеева Л. П., Ясюкевич Е. И. Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ. - М: Легкая и пищевая промышленность. 1984. - 367 c.
Сведения об авторах:
Глумова Наталья Всеволодовна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, и.о. зав. кафедрой технологии и оборудования производства жиров и эфирных масел Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: kafedra.
References:
1. Cherkashina E. V. Basic of aromatic and medicinal industry in the country - M.: GUZEM, 2014 - p. 62-68.
2 Cherkashina E. V. Integration process of Republic of Crimea in the Russian economic space as a stimulus for aromatic and pharmaceutical industry in the country,: ГУЗЕМ, 2014.7p.
3. Voitkevich S. A. Essential Oil for Perfumery and Aromatherapy. - M: Food Industry? 1999/- 282 p.
4. Fagar R.C. Salem H.N. Badei A. Z. Biochemical studies on the essential oils of some medicinal plants Fette seifen Austrichm - 1986. - v.88. - N 2. -p. 69-72.
5. Sidorov I. I., Turisheva N. A., Faleeva L. P. Yasyukevich E. I. The Tech-nology of natural essential oils and synthetic aromatic substances. - М: Light and Food Industry, 1984. - 367. p. Легкая и пищевая промышленность. 1984. - 367 c.
Information about the authors:
Glumova Natalia Vsevolodovna -candidate of Biological Sciences (Ph.D), senior sciences work, associate Professor, Head of Department of fats and essential oils technology and equipment of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal Uni-
essential.oil@gmail.com 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Грунина Елена Николаевна - бакалавр, старший лаборант отдела переработки и качества эфиромаслично-го сырья и продукции ГБУ РК «НИИ сельского хозяйства Крыма» 295043. Республика Крым, г. Симферополь, ул. Куйбышева 60\24. кв. 2
versity, e-mail: kafedra.essential.oil@ gmail.com 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe. Grunina Elena Nicolaevna - bachelor, superior laboratory assistant of Department processing and quality of essential oil and production, SBO RC «SRI of Crimea agriculture», e-mail: kafedra.essential.oil@gmail.com 295043 Republic of Crimea, Simferopol, Kuibishev str., b.58-a, fl. 2.
УДК 663.223
ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ МЕЗГИ ВИНОГРАДА СОРТА ANCELLOTTA НА ПОКАЗАТЕЛИ СОСТАВА КРАСНЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ ВИНОМАТЕРИАЛОВ
Геок В. Н., кандидат технических наук, доцент,
Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
Установлено, что виноград сорта Ancellotta пригоден для производства вина «Портвейн красный». Для экстрагирования фенольных и ароматических веществ в производстве виноматериалов этого типа следует применять брожение мезги.
Ключевые слова: сусло, мезга, ви-номатериалы, фенольные и ароматические вещества, антоцианы.
INFLUENSES OF METHODS OF TREATMENT PULP FROM GRAPE ANCELLOTTA ON INDEXES OF COMPOSITION OF RED SPECIAL WINE-MATERIALS
Geok V. N., Candidate of Technical Science, Associate Professor, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
It was established that Ancellotta grapes suitable for the production of wine «Port Wine Red.». For the extraction of phenolic and aromatic substances in the production of this type wine-materials should be applied fermenting of pulp.
Keywords: must, pulp, wine-materials, phenolic and aromatic substances, anthocyanins.
Введение. Крымское виноделие ориентируется на получение высококачественной конкурентоспособной винодельческой продукции, и в этой связи особая роль отводится обеспечению сырьевой базы высокопродуктивными сортами. Одним из способов решения данной проблемы является расширение
