Castor Oil

Клещевина принадлежит к семейству молочайных и представ­ляет собой однолетнее растение, цветки которого собраны в соцветии типа «кисть», плод типа «ко­робочка». Коробочки трехгнездные, трехсемянные, шаровидно-овальные, поверхность их часто усажена типами.

При созревании коробочка у некото­рых сортов раскрывается тремя створками, образуя а — соцветие — кисть, б —коробочка; в — третники; г—семена, «третинки», освобождающие каждая по од­ному семени. Наибольшее хозяйственное значение имеют сорта, дающие нерастрескивающиеся коробочки. Семена овальной или яйцевидной формы, слегка сжатые, покрытые твердой блестящей оболочкой, серовато-пестрой окраски — серая с буро-красно-корич­невой, красной и голубой. На переднем конце семени находится выступ — карункула, — образовавшийся во­круг места проникновения в семяпочку пыльцовой тру­бочки.

Клещевина является древнейшей культурой субтро­пических и тропических стран земного шара. Семена клещевины обнаружены при раскопках в египетских саркофагах и памятниках материальной культуры, на­ходимых на территории Китая. В Египте масло из семян клещевины применялось на приготовление всевозможных мазей. В Китае масло из семян клещевины использовали для приготовления некоторых кушаний. О древности возделывания клеще­вины свидетельствуют ее названия, которые встре­чаются в древних языках почти всех народов тропиков и субтропиков. Египтяне называли ее «кротон», римля­не дали название клещевине «рицинус», что значит клещ, так как ее семена похожи на клеща. На терри­тории нашей страны посевы клещевины появились в на­чале XIX в. на Кавказе, затем в Туркестане.

В Узбеки­стане клещевина впервые была посеяна в 1894 г. В на­стоящее время клещевину возделывают почти во всех субтропических странах — Индии, Китае, Афганистане, Иране, а также в Африке, Испании, Португалии, на юге Франции, в Южной Америке. Народнохозяйственное значение клещевины опреде­ляется ценностью получаемого из ее семян масла. До 1940 г. культура клещевины занимала прочное место в сельскохозяйственном производстве СССР. Од­нако после войны посевы клещевины резко сократились. Причиной этого явилась- большая трудоемкость этой культуры. При уборке семян клещевины требовалось двукратно срезать соцветия вручную.

Касторовое масло применяется в ряде современных отраслей техники. Области применения касторового масла непрерывно расширяются и потребность в нем из года в год увеличивается. В настоящее время посевы под клещевиной начали вновь расти. Свойства касторового масла определяются его соста­вом— в триглицеридах содержится не менее 80% рицинолевой кислоты. Касторовое масло и рицинолевая кис­лота обладают повышенными вязкостью и плотностью, а также высокой реакционной способностью, вследствие наличия в молекуле рицинолевой кислоты карбоксиль­ной и гидроксильной групп и двойной связи. Касторовое масло широко известно благодаря своим лечебным свойствам. В настоящее время промышленное использование касторового масла очень расширилось (для медицинских целей оно применяется не более 1%). В промышленности касторовое масло широко исполь­зуется для приготовления защитных покрытий. Вследствие содержания в молекуле рицинолевой кислоты оксигруппы, касторовое масло принадлежит к невысыхающим. Если произвести дегидратацию, т.е. отцепление оксигрупп, происходящее одновременно с отцеплением одного атома водорода от соседнего с оксигруппой атома углерода, то рицинолевая кислота переходит в изомер линолевой кислоты, являющейся ос­новной кислотой в высыхающих маслах. Эта реакция позволяет использовать касторовое масло в производстве пленкообразователей и олиф.

Ка­сторовое масло или его производные применяют в каче­стве компонентов в алкидных и эпоксидных смолах, в качестве исходного продукта для приготовления клее­нок и выделки кожи, в качестве компонентов для про­изводства пластиков и каучука. Диэлектрическая постоянная касторового масла вы­ше диэлектрических постоянных других растительных масел, что также обусловлено наличием оксигруппы и рицинолевой кислоты. Диэлектрическая постоянная ка­сторового масла 4,0—4,5, в то время как у остальных масел 3,0—3,2. Это позволяет использовать касторовое масло в качестве жидкого диэлектрика и как сырье в производстве радиотехнической аппаратуры, Перспективным является использование касторового масла в качестве смазочного материала. Интересно, что применение касторового масла в качестве жидкой смаз­ки было известно уже давно. Затем, по мере перехода к более жестким условиям эксплуатации современных мощных двигателей, касторовое масло перестало удов­летворять требованиям по вязкости при различных тем­пературах и по другим показателям.

В дальнейшем было установлено, что на базе касто­рового масла можно получать смазочные материалы, удовлетворяющие современным требованиям. Для этого надо выделенные жирные кислоты касторового масла подвергнуть процессу эстолидизации, заключающемуся в том, что молекулы рицинолевой кислоты соединяются одна с другой за счет гидроксильных групп. При помощи специально подобранных режимов про­цесса и катализаторов можно соединить 3, 6, 9 и более молекул рицинолевой кислоты в одну и получить высо­комолекулярный продукт. При этом в готовом продукте всегда будут находиться в свободном состоянии те же две функциональные группы карбоксильная и гидро-ксильная, расположенные па разных концах моле­кулы, которые характерны для исходных рицинолевых кислот. Полученные весьма вязкие высокомолекулярные эстолиды этерифицируют с любым из одноатомных спиртов — чаще всего с амиловым, после чего материал готов к использованию. Смазочные материалы, получен­ные таким образом, могут иметь заданную вязкость в большом интервале отрицательных и положительных температур. Температура застывания их очень низкая и, кроме того, они не образуют нагаров при эксплуата­ции в условиях высоких температур.

Давно известно использование касторового масла в парфюмерной и в химической промышленности для получения из него энантового альдегида СГ1з(СН2)5С и ундециленовой кислоты СН2 = СН — СН2 ОН которые могут быть использованы также для приготовле­ния важных видов полиамидных смол. В последние годы в ряде стран — Италии, Бразилии, Франции — по­строены заводы для получения из касторового масла полиамидного вещества рильсана. Нити из рильсана об­ладают прочностью в сухом и особенно во влажном состоянии, упругостью, устойчивостью и поэтому превосходят другие полиамидные вещества. Рильсан более ле­гок, чем другие ткани, не горюч. Можно предполагать дальнейшее расширение сферы: использования касторового масла в современных отрас­лях химической промышленности. Это подтверждается также и тем, что мировые цены на клещевинные семена непрерывно растут. Нежировая часть семян клещевины также находит использование, но ее народнохозяйственное значение не идет ни в какое сравнение со значением масла.

Для расширения производства касторового масла необходимы сорта клещевины, допускающие механизи­рованную уборку урожая. Селекционерами в этом на­правлении достигнуты большие успехи. Выведенный во ВНИИМКе сорт клещевины ВНИИМК 165 обладает свойством образовывать пре­имущественно главную центральную кисть, в которой сосредоточено до 90—95% урожая семян. У этого сорта к моменту созревания центральной кисти опадает зна­чительная часть листьев, что позволяет успешно приме­нить для уборки комбайны. Коробочки семян этого сор­та не растрескиваются и потери семян при уборке не происходит. Этот сорт можно убирать на 10—15 дней раньше обычного срока, не ожидая созревания боковых кистей, имеющих незначительный удельный вес по со­держанию семян. Урожайность этого сорта 8—12 ц/га. Аналогичными свойствами обладает сорт, выведенный Кубанской опытной станцией ВИР, Гибрид ранний, так­же допускающий механизированную уборку.

Кроме новых сортов, в культуре еще находятся ста­рые сорта клещевины — Сангвинеус 401 —с нерастрескивающимися коробочками и Кавказская улучшенная. Семена этих сортов имеют меньшую масличность и не­сколько большую лузжистость. Семена мелкие, урожай­ность их ниже урожайности новых сортов. В государст­венном стандарте на семена клещевины (ГОСТ 9157—59) предусмотрено деление их на следующие ти­пы в зависимости от ботанических особенностей. В каждом типе примесь семян другого типа допу­скается не более 10%. Семена клещевины не соответ­ствующие этим требованиям, определяются ГОСТом как смесь типов с указанием типового состава в процентах.

Различают следующее состояние семян клещевины по влажности:

сухие — при влажности семян до 7% включительно,
средней сухости — при влажности от 7 до 9% включительно,
влажные — при влажности от 9 до 11% включительно
и сырые — при влажности свы­ше 11%.

По чистоте семян клещевины различают следующее состояние:

чистые—при чистоте более 97 до 100% включительно,
средней чистоты — от 92 до 97%
и сор­ные при чистоте менее 92%.

К сорной примеси у семян клещевины относят: весь проход, получаемый при просеивании на сите с отверстиями диаметром 3 мм; минеральную примесь (земля, камни, песок и пр.); органические примеси (плодовые оболочки, семенная кожура, пустые семена, остатки листьев, стеблей и пр.); семена всех дикорастущих и культурных растений, в том числе и масличных. К масличной примеси относят семена клещевины: обрушенные, раздавленные и битые; поврежденные мо­розом, сморщенные; проросшие; заплесневшие, испорчен­ные самосогреванием или сушкой, с явным поврежде­нием ядра и недозрелые семена, не имеющие рисунка. Семена клещевины, отгружаемые маслодобывающим заводам, должны иметь влажность не более 13% и чи­стоту не менее 92%. Семена клещевины содержат токсические компонен-ты4 не извлекаемые вместе с маслом при переработке семян на маслозаводах. Токсические компоненты со­ставляют 2,8—3% от массы семян. Важнейшим токси­ческим компонентом является рицин — водорастворимая фракция (альбумин) неденатурированного белка кле­щевинных семян. Другие белковые фракции — солерастворимая (глобулин) и щелочерастворимая не ядовиты.

Очищенный рицин представляет собой альбумин с молекулярной массой 80000. Аминокислотный состав его типичен для растительного протеина В то же время рицин сходен с бактериальными токсинами. Подобно другим токсальбуминам рицин способен вызывать агглютинацию красных кровяных шариков, это позво­ляет легко обнаруживать содержание его методом агглютинации в пробирках. Денатурация рицина при нагревании сопровождается потерей им токсических свойств. Наряду с рицином в семенах клещевины обнаружен аллерген, инактивировать который труднее, чем рицин. Считают, что аллерген представляет собой протеозу. Аллерген клещевины растворим и воде, осаждается спиртом, жаростоек и не подвергается диализу.

Выход аллергена из целых семян составляет 6% (Грабарь и Кутцев, 1934), положительная кожная реакция у чело­века проявлялась при дозировке 0,01 мг этого препа­рата. По другим данным (Снайс с сотр., 1944), выход токсичного аллергена из семян клещевины составляет 1,8% от массы семян. Аллерген содержит 18,3% азота, 2,3% серы и 3,32% углерода. Аминокислотный состав аллергена отличается высоким содержанием аргинина (26%) —в два раза больше, чем в сыром протеине се­мян (12%). Третьим токсическим компонентом семян клещевины является алкалоид рицинин. Рицинин хорошо раство­ряется в воде и спирте, плохо в эфире и бензоле. Точка плавления его 193° С. Для человека рицинин мало ток­сичен. Абсолютное содержание его в семенах возрастает по мере роста и развития растения. Клещевинные жмыхи и шрот представляют собой высококонцентрированные кормовые продукты, но из-за наличия в составе нежировой части семян клещевины токсических веществ — белка рицина, аллергена и ал­калоида рицинина — жмыхи и шроты перед использова­нием для корма скоту требуется .обезвреживать при по­мощи термической обработки в присутствии влаги.

Про­цесс обезвреживания сводится к обработке жмыхов и шротов водяным паром при перемешивании.

Обработка считается законченной, если реакция методом гемагглю­тинации па рицин будет отрицательной. Однако аллергические свойства у жмыхов и шрота после такой об­работки не исчезают. Сырой протеин клещевинных жмыхов состоит из: 60% глобулинов, 16% альбуминов (в том числе рицин), 4% протеоз (в том числе аллерген), 20% глютелинов, сложных белков (протеидов) и небелковых азотистых соединений. Аминокислотный состав сырого протеина клеще­вины сходен с аминокислотным составом других мас­личных семян. Клещевинные семена содержат много фосфора (по некоторым данным больше, чем другие масличные семена), около 90% фос­фора представлено фосфором фитина.

Обезжиренная мука из семян клещевины, приготов­ленная без нагревания, представляет собой препарат сырой липазы, которая может быть использована для гидролиза сложных эфиров, в том числе растительных масел. В присутствии триглицеридов липаза выдержи­вает без инактивирования нагревание до 165° С. Обез­жиренная - инактивируется при 60° С.