ЭФИРНЫЕ МАСЛА - душистые маслянистые вещества растительного происхождения, называемые также летучими маслами. Слова "летучие" или "эфирные" подчеркивают отличие этих масел от нелетучих (или глицеридных) масел растительного и животного происхождения, а также от минеральных масел. Эфирные масла получают из растений, принадлежащих примерно к девяноста семействам. Из различных частей одного и того же растения могут быть извлечены разные эфирные масла. Например, цветы апельсинового дерева дают неролиевое масло, из кожуры плодов получают апельсинное масло и еще одно масло выделяют из листьев. Эфирные масла представляют собой смеси органических соединений, главные компоненты которых - терпены; возможно присутствие также алифатических и бензоидных соединений. Свойства эфирных масел зависят от вида растения, климата, почвы, времени и метода сбора, процессов выделения и хранения.
Историческая справка. Использование эфирных масел человеком началось еще в дописьменную эпоху, но археологические находки свидетельствуют, что в древнем мире, включая цивилизации Египта, Шумера, Ассирии, Вавилона, Крита и Китая, были известны масла для притираний, благовоний и курений и имелись навыки в экстракции, смешивании и сохранении растительных масел. В 14 в. каталонский врач Арнальдо да Вилланова впервые описал перегонку эфирных масел. В 18-20 вв. систематическим изучением химии эфирных масел занимались А. Лавуазье, Й. Берцелиус, Ф. Велер и Ж. Дюма; значительный вклад в эту область внесли Ф. Кекуле, У. Тилден, О. Валлах, Л. Ружичка. И в наши дни в химии душистых веществ ведутся активные исследования.
Свойства. Свежеперегнанные эфирные масла бесцветны или имеют желтоватый оттенок, но в присутствии примесей цвет может изменяться от красного до голубого. При стоянии эфирные масла темнеют. Пахнут они так же, как те части растения, из которых они получены, но поскольку аромат эфирного масла гораздо интенсивнее, он может казаться неприятным. Содержащиеся в маслах терпены легко окисляются, и тогда появляется скипидарный запах. Плотность эфирных масел изменяется в пределах от 0,84 до 1,18. Они летучи уже при комнатной температуре и легко испаряются при нагревании. Эфирные масла, как правило, слегка растворимы в воде и лучше - в растворах сахара.
Состав. Эфирные масла - это смеси, обычно состоящие главным образом из углеводородов и содержащихся в небольших количествах многочисленных кислород-, азот- и серусодержащих компонентов. Углеводороды обычно представлены терпенами (С5Н8)n (полимерами изопрена, т.е. 2-метилбутадиена 1,3-С5Н8), монотерпенами (n = 2), сесквитерпенами (или полуторатерпенами (n = 3)) и политерпенами, т.е. димерами (n = 4), тримерами (n = 6) и т.д. Монотерпены (С10Н16) могут быть ациклическими (мирцен и оцимен), моноциклическими (лимонен, фелландрен и терпинен) или бициклическими (карен и пинен). Аналогично, сесквитерпены (C15H24) могут быть ациклическими (фарнезол), моноциклическими (бизаболен), бициклическими (кадинен) или трициклическими (цедрол и санталол). В некоторых эфирных маслах содержание терпеновых углеводородов очень высоко. Так, в лимонном, апельсинном и других цитрусовых маслах около 95% приходится на монотерпены, а 85-90% масла аира, имбиря, можжевельника и розмарина состоит из моно- и сесквитерпеновых углеводородов. Однако есть и масла с низким содержанием монотерпеновых углеводородов: например, от 70 до 90% масла корицы или кассии приходится на коричный альдегид, а около 70% масла гвоздики составляет эвгенол.
Производство. Эфирные масла производятся из свежего, частично обезвоженного или высушенного сырья; для получения цветочных масел, таких, как розовое масло или масло из цветов апельсина, сырье должно быть свежим или законсервированным (при помощи глицерина или соли). Майоран и различные виды мяты (болотной, перечной или колосовой) перегоняют свежими. Сухое сырье часто требует мацерации (разъединения клеток растительных тканей путем растворения или разрушения межклеточного вещества при замачивании в растворителе) перед перегонкой и должно быть измельчено.
Отжим. Этим методом получают только масла из плодов цитрусовых - грейпфрута, лимона, апельсина, лайма и бергамота. В "губочном" процессе кожуру плода погружают в воду и отжимают рукой через губку, которая поглощает масло и при повторном выжимании выделяет его. В механизированном варианте для измельчения плодов применяют мельницы, затем масло отделяют от водной фазы (сока).
Перегонка. Основным способом выделения эфирных масел является перегонка с паром (струя пара пропускается через сырье, нагреваемое в перегонном кубе). Конденсат улавливают в приемнике, и масло отделяют от водной фазы. При низком выходе масла водную фазу возвращают в перегонный куб и смесь перегоняют снова. Некоторые эфирные масла можно перегнать непосредственно. Так, копайское масло выделяют перегонкой копайского бальзама. Ряд масел, прежде всего масла, не содержащие моно- и сесквитерпенов, получают фракционной и вакуумной перегонкой. Для извлечения некоторых масел, например масел горького миндаля и горчицы, перегонке предшествует стадия ферментации.
Экстракция растворителем. Существует два основных варианта экстракционного метода. Первый: масла извлекаются низкокипящими растворителями (спирт, хлороформ, эфир или петролейный эфир) путем мацерации или перколяции (фильтрации через адсорбирующий слой), затем растворитель отгоняют. Второй: для экстракции эфирного масла путем мацерации применяют подогретое масло или жир (не имеющее запаха растительное масло, свиной жир или смесь свиного и говяжьего жира). Противоточная экстракция применяется для извлечения не содержащих терпенов (бестерпеновых) масел, при этом используются два несмешивающихся растворителя - неполярный (минеральное масло или жидкие алифатические углеводороды) и полярный (этиловый или метиловый спирт). Неполярный растворяет удаляемые терпены и другие углеводородные компоненты, а полярный - нужные компоненты. Затем фазы разделяют и выделяют компоненты посредством химических реакций, перегонкой, вымораживанием, высаливанием или комбинацией подходящих методов. Анфлераж, или мацерация в холодном состоянии, - это процесс контактной жировой экстракции. Испаряющиеся из цветков эфирные масла поглощаются говяжьим или свиным жиром с последующей экстракцией растворителем. Таким способом получают масла жасмина, резеды, розы и туберозы, используемые в парфюмерии.
Анализ. Эфирные масла анализируют стандартными методами органической химии. Главными стадиями при анализе являются выделение, разделение и идентификация. Выделение осуществляется при помощи перегонки, экстракции растворителями или возгонки. Разделение проводят с помощью различных видов хроматографии (газожидкостной, адсорбционной, колоночной, тонкослойной и т.п.). Для идентификации масел используют масс-спектрометрию, ядерный магнитный резонанс, поляриметрию и рентгеноструктурный анализ.
См. также
ХИМИЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ;
ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ.
Применение. Эфирные масла применяются в качестве ароматизирующих пищевых добавок, косметических средств и фармацевтических препаратов. Для их получения используются следующие виды сырья:
ароматизаторы для пищевых продуктов: анис, апельсин померанец, базилик, бальзамическая мята, береза граболистная, гаультерия, гвоздика, горчица, дудник, имбирь, кардамон, кассия, кмин тминовый, кожура плодов грейпфрута, кориандр, корица, лавр, лайм, лимон, любисток, майоран, мандарин, миндаль обыкновенный (без синильной кислоты), мирт, можжевельник, морковь, мускатный орех, мята колосовая, мята лимонная (мелисса), мята перечная, ореган, пальма ротантовая, перец, перец гвоздичный, петрушка, плоды бадьяна (анис звездчатый), ромашка, сассафрас, сельдерей, тмин, укроп, фенхель, хмель, чабер, шалфей, эстрагон; парфюмерные эфирные масла: бальзамовое дерево, бергамот, березовый деготь, вербена, гваяковое (бакаутовое) дерево, герань, ель, иланг-иланг (кунанга душистая), иссоп, камфара, кедровая хвоя и древесина, корневище ириса (с ароматом фиалки), лаванда, ладан, магнолия виргинская, мироксилон (перуанский бальзам), мирра, мята болотная, неролиевое масло (цветов апельсина), пачули, пихта бальзамическая, пихта сибирская, роза, розмарин, рута, сандаловое дерево, смола мастикового дерева, сорго лимонное, сосна, стиракс, тсуга (американское хвойное дерево), цитронелла, шалфей; эфирные масла для фармацевтических препаратов: березовый деготь, валериана, душица, кипарис, копайский бальзам, кротон, лавровишня, мелколепестник, можжевельник, пижма, полынь, тимьян, чайное дерево, шалфей, эвкалипт.
Это деление, однако, не является жестким; например, многие эфирные масла, используемые как ароматизаторы, применяются также в парфюмерии и лекарственных препаратах.
ЛИТЕРАТУРА
Кустова С.Д. Справочник по эфирным маслам. М., 1978 Хейфиц Л.А., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. М., 1994