Подсолнечник. Масленичные культуры

Содержание

Введение

Подсолнечник (лат. Helianthus) — род растений семейства Астровые.

Наиболее известный вид в этом роде растений — подсолнечник масличный (Helianthus annuus). Этот вид выращивается практически во всём мире и используется для производства подсолнечного масла. В этот же род входит многолетнее растение топинамбур или земляная груша (Helianthus tuberosus), у которого в пищу используются корнеплоды. Существуют и чисто декоративные виды подсолнечника, например подсолнечник остролистный (Helianthus argophyllus).

Масличный подсолнечник — однолетнее растение с толстыми стеблями до 4—5 м высоты, простыми или ветвистыми, с одною или несколькими головками; одиночная головка достигает иногда до полуметра в ширину (обычно — 15—20 см); краевые цветки жёлтого цвета, срединные оранжевого.

Плод подсолнечника — продолговатая четырёхгранная или сжатая с боков семянка, состоящая из околоплодника (кожуры, или лузги) и белого семени (ядра), покрытого семенной оболочкой. В околоплоднике современных сортов подсолнечника между склеренхимой и пробковой тканью находится панцирный слой, благодаря чему семянки не повреждаются подсолнечниковой огнёвкой.

Семечки подсолнечника. 100 г жареных семечек подсолнечника содержат: 20,7 г белков, 3,4 г углеводов, 52,9 жиров.

1. Назначение продукта

Название «Подсолнечник» произошло от сочетания двух греческих слов 'helios' — солнце и 'anthos' — цветок. Такое название дано ему неслучайно. Огромные соцветия подсолнуха, окаймленные яркими лучистыми лепестками, и впрямь напоминают солнышко. Кроме того, это растение обладает уникальной способностью поворачивать свою головку вслед за солнцем, прослеживая весь его путь от восхода до заката. 

Основное назначение масличного подсолнечника — получение подсолнечного масла, которое затем употребляется для приготовления пищи и для технических нужд. Гидрогенизацией подсолнечного масла получают маргарин. Масло также используется в лакокрасочной и мыловаренной промышленности. В некоторых странах отработанное кулинарное масло используют в качестве добавки к моторному топливу.

Отходы производства подсолнечного масла (жмых и шрот) используются как высокобелковый корм для скота.

В России ещё до изобретения производства подсолнечного масла поджаренные семянки подсолнечника использовались как народное лакомство — семечки. Собственно, существует даже особый подвид масличного подсолнечника: грызовой подсолнечник, с особенно крупными семянками.

В семенах подсолнечника содержится много витаминов PP и E, а также полиненасыщенные жирные кислоты (особенно линолевая), фосфолипиды, лецитин, растительные воски и т. п.

Подсолнечник — важное медоносное растение. Мёд из нектара цветущего подсолнечника золотисто-жёлтого цвета, обладает слабым ароматом и несколько терпким вкусом. Кристаллизуется мелкими зёрнами и становится светло-янтарным.

Подсолнечник используется как декоративное растение.

Менее известно, что подсолнечник является каучуконосным растением. В последнее время селекционированы сорта, выделяющие латекс из надрезов стебля в значительных количествах. Резины, произведённые на его основе, отличаются гипоаллергенностью по сравнению с натуральным и синтетическими каучуками.

Лузга подсолнечника используется для производства биотоплива — топливные брикеты.

2. Систематика, род, вид, семейство

Подсолнечник (лат. Helianthus) — род растений семейства Астровые.

А́стровые (лат. Asterбceae), или Сложноцве́тные (лат. Compуsitae) — одно из самых больших семейств двудольных растений; включает около 25 тысяч видов (относящихся к 900—1000 родам), распространённых по всему земному шару и представленных во всех климатических зонах.

Главный отличительный признак этого семейства состоит в том, что у него, как показывает само название, цветы — сложные, то есть то, что в обиходе называется цветком, представляет на самом деле целое соцветие из мелких цветочков. Эти цветочки сидят на общем ложе - расширенном конце цветоножки, имеющем плоскую, вогнутую или выпуклую поверхность и окружены общей обвёрткой, общей чашечкой, состоящей из одного или нескольких рядов прицветников (маленьких листочков, расположенных на цветоножке) — получается нечто наподобие корзиночки. Отдельные цветочки обычно очень невелики, иногда совсем мелкие, длиной всего в 2-3 мм. Они состоят из нижней завязи, одногнёздой и односемянной, на верхушке которой прикреплён сростнолепестный венчик. У его основания обычно находится ряд волосков или щетинок, несколько зубчиков или перепончатая кайма. Эти образования соответствуют рудиментарной чашечке.

Большинство видов подсолнечника — однолетние растения, но среди них есть и многолетники. В основном многолетние виды — травянистые растения, но некоторые из южноамериканских относятся к кустарникам. Дикорастущие виды подсолнечника, как правило, крупные растения — до 3 метров высотой. Стебель и листья густо покрыты щетинистыми волосками. Листья овально-сердцевидные с тремя главными жилками. Соцветия в форме многоцветковых корзинок. Внутри корзинки расположены трубчатые цветки, по краям — язычковые. Коричневато-желтые трубчатые цветки обоеполые. После опыления превращаются в семянки.

3. Биология культуры, жизненная форма, строение

Культура подсолнечника получила широкое распространение в полеводстве вначале в Саратовской и Воронежской губерниях, затем и в других районах.

К условиям произрастания подсолнечник предъявляет высокие требования.

Требования к теплу. Семена подсолнечника начинают прорастать при температуре 4–6 °С , при повышении температуры до 20 °С всходы появляются через 6–8 дней.

Наклюнувшиеся семена подсолнечника переносят заморозки до —10 °С, набухшие — до —13 °С. Всходы подсолнечника могут переносить кратковременные заморозки до —7—8 °С, что позволяет проводить посев в ранние сроки.

Наиболее оптимальная температура для роста и развития 20–24 °С, в фазе цветения 25–26 °С. при созревании 26–28 °С. Заморозки в — 1–2 °С в фазу цветения действуют губительно на цветки.

Требования к влаге. Подсолнечник потребляет большое количество воды. Благодаря мощно развитой и глубоко проникающей корневой системе он способен извлекать воду из глубоких слоев почвы. Вместе с тем стебли и листья опушены, устьица приспособлены к активной транспирации, все это обеспечивает высокую устойчивость к жаре и засухе. Транспирационный коэффициент 450–560.

Требования к свету. Подсолнечник — светолюбивое растение короткого дня. При продвижении на север вегетационный период этой культуры удлиняется.

Требования к почве. Лучшие почвы для подсолнечника — черноземные и каштановые. Малопригодны для него заболоченные, кислые, засоленные, тяжелые глинистые и песчаные почвы. Подсолнечник хорошо растет и развивается на слабокислых почвах (рН 6—6,8).

Сорта и гибриды. В СССР районировано более 33 сортов и гибридов подсолнечника. Наибольшее распространение из гибридов получили: Одесский 91, Рассвет, Почин и др.; из сортов: ВНИИМК 8883 улучшенный, Передовик улучшенный, Енисей (503), Салют ВНИИМК 6540 улучшенный, Армавирский 3497 улучшенный и др.

При всем многообразии цветковых растений строение цветков у них одинаково, т.е. цветки состоят из одних и тех же частей. При этом количество некоторых частей, например пестиков и тычинок, у различных растений широко варьируется, но у растений каждого вида оно строго определено.

В центре цветка расположены тычинки и пестик. Пестик – это женская часть цветка. Он образован видоизмененными листочками – плодолистиками. Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. Рыльце – это верхняя часть пестика, улавливающая пыльцу. Завязь содержит женские половые клетки. Она защищаетсемязачаток, который в ней находится, от неблагоприятных факторов среды. Из семязачатков после опыления и оплодотворения образуются семена, а из завязи – плод. Закрытое положение семязачатка в завязи отличает покрытосеменные растения от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто. Столбик связывает рыльце и завязь. По нему проходят жилки, по которым к семязачатку поступают питательные вещества.

Пестик окружен тычинками. Тычинка представляет собой пыльник на тычиночной нити, внутри него развивается пыльца. Пыльник состоит из двух половинок, каждая из которых, в свою очередь, включает 2 пыльцевых мешка. Таким образом, каждая тычиночная нить несет по 4 пыльцевых мешка. Пыльца, образующаяся в пыльниках, недолговечна, у различных растений она сохраняет жизнеспособность от нескольких часов до нескольких дней.

Части цветка, расположенные вокруг тычинок и пестика, называются околоцветником. Околоцветник может быть простым или двойным. У простого околоцветника все листочки однородны, он не делится на части. Двойной, наоборот, состоит из чашечки и венчика. Венчик – это внутренний круг лепестков. Венчик содействует опылению цветка, привлекая насекомых-опылителей своей окраской, размерами и характерной формой. Благодаря яркой окраске лепестков он способен отражать часть спектра солнечных лучей, предохраняя тем самым репродуктивные части цветка от перегрева. Закрываясь на ночь, венчик, напротив, создает своего рода камеру, препятствующую чрезмерному охлаждению цветка или повреждению его холодной росой. Окраска венчика значительно варьируется. В тропиках обычны растения с красной, оранжевой, сине-фиолетовой окраской венчика. В регионах с умеренным климатом преобладают желтые цветки.

Венчик окружен чашечкой, состоящей из чашелистиков. Функция чашечки – защита частей цветка. Недаром при формировании цветка чашечка образуется одной из первых.

Вышеназванные части цветка располагаются на цветоложе. Цветок развивается на цветоножке – это часть стебля под цветком, лишенная листьев. У одних растений цветки развиваются по одному на верхушках побегов или в пазухах листьев – это одиночные цветки. У других растений цветки собраны в соцветия. Соцветие - это специализированный побег, который несет цветки и видоизмененные листья. Биологическое значение соцветия заключается в повышении вероятности опыления большого числа мелких, часто невзрачных цветков.

Самый характерный признак семейства сложноцветные – соцветие корзинка, которое обычно содержит множество мелких цветков, сидящих на ложе соцветия. Нередко соцветие сложноцветных принимают за один цветок, например, желтые корзинки одуванчиков выглядят как крупные одиночные цветки с большим числом лепестков. Однако это мнение ошибочно, в чем легко убедиться, внимательно посмотрев на соцветие. Обычно корзинка окружена оберткой из листочков, чаще зеленых.

У сложноцветных двойной околоцветник, но чашечка не развивается либо представлена щетинками или волосками, образующими хохолок. Хохолок обычно рассматривают как чашечку, видоизменённую в процессе эволюции. Хохолок играет роль в распространении плодов.

Венчик состоит из 5 сросшихся лепестков. Различают трубчатую, язычковую, воронковидную и двугубую форму венчика. При этом обычно все цветки в корзинке одной формы. К трубке венчика прикреплены 5 тычинок, причем они срастаются пыльниками в тычиночную трубку, расположенную вокруг столбика. В цветке 1 пестик с двухлопастным рыльцем, завязь нижняя, одногнёздная. Под рыльцевыми веточками часто расположен венец (воротничок) волосков, служащих для выметания пыльцы. Плод у сложноцветных – семянка, многие из них имеют летучки – приспособления к распространению плодов ветром. Эти летучки развиваются из хохолков.

В классе двудольных сложноцветные расцениваются как наиболее высокоорганизованные, т. к. у них встречаются особо совершенные приспособления для опыления, оплодотворения и успешного расселения.

Листья сложноцветных очередные, реже супротивные или мутовчатые, как правило, без прилистников.

4. Содержание полезных веществ

Полезные и лечебные свойства подсолнечника обширны, что и позволяет использовать его в народной и традиционной медицине.

Наукой доказано, что семена Подсолнечника содержат от 29 до 59% жиров, от 24 до 48% ценных растительных белков, до 12,8% углеводов, до 2,47% клетчатки, лецитин. Их калорийность составляет 560 ккал. Подсолнечник богат различными микроэлементами и рекомендуется к употреблению тем, у кого организм испытывает дефицит магния, железа, цинка, селена, натрия, фтора, кремния, хрома, марганца, кобальта, меди, молибдена. Их содержание в Подсолнечнике отражено в ниже приведенной таблице 1:

Таблица 1

Содержание полезных веществ

 Подсолнечник является одним из самых богатых источников витамина Е, а также содержит витамины В1, В3, В5, В6, В12, D и F, биотин и фолиевую кислоту. Их содержание отражено в ниже приведенной таблице 2:

Таблица 2

Содержание витаминов

В семенах подсолнечника содержится большое количество жирного масла (в состав которого входят глицерины олеиновой, линолевой, пальметиновой, стеариновой, арахидной, лигноцериновой кислот), каротиноиды, дубильные вещества, лимонную, винную, хлорогеновую кислоты, фитин.   

Важно отметить, что 50 грамм подсолнечных ядер почти полностью удовлетворяют потребность взрослого человека в полиненасыщенных жирных кислотах и витамине Е.

В народной медицине водочную настойку цветков и листьев подсолнечника рекомендуют при лихорадке, малярии, отсутствии аппетита, расстройствах пищеварения, крапивнице, невралгиях, особенно простудного характера. Водный настой цветков подсолнечника используют как спазмолитическое средство при желудочно-кишечных коликах и бронхиальной астме. При суставном ревматизме и подагре применяют в виде растирания спиртовую настойку корзинок подсолнечника, срезанных в период созревания семянок.

Подсолнечник как элемент правильного и здорового питания просто необходим.

5. Районы выделывания

Родина масличного подсолнечника – юг. Часть Северной Америки.  В  Россию  завезён  из  стран.

Западной Европы в 18 в. Вначале его выращивали, как  декоративное  растение, затем  семена подсолнечника  стали  разводить  на  огородах  и   бахчах   и употреблять  как  лакомство.  Возделывание  подсолнечника как масличного растения  в  полевой  культуре  связано  с  именем  крепостного  крестьянина Бокарева, который впервые начал вырабатывать  из  подсолнечника  масло  и  с
1835   года   сбывать   его.   Культура   подсолнечника   получила   широкое распространение  в  полеводстве  вначале   в   Саратовской   и   Воронежской губерниях, затем и в других районах.

Подсолнечник является типичным растением степной и лесостепной  полосы.

Обладает  высокой  пластичностью,  которая  позволяет  возделывать   его   в различных климатических условиях. В  России  сосредоточено  около  70%  всех мировых посевов. Подсолнечник – основная масличная  культура,  возделываемая в России на семена, из которых получают пищевое и техническое  масло. 

6. Способы получения полезного продукта

Известен способ добывания подсолнечного масла прямым прессованием необрушенных прожаренных семян подсолнечника непосредственно на местах выращивания.

Традиционным способом извлечения ядра для нужд кондитерского производства (например, изготовления халвы) является обрушение очищенных от примесей органических и минеральных семян, предварительно прожаренных, и последующее многократное отделение от ядра его обломков и лузги, при этом последние идут в отход.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки семян подсолнечника.

При этом способе сухие семена (влажностью 5...7%) отделяют от минеральных и органических примесей, обрушивают, сохраняя лузгу от замасливания, отделенное от лузги ядро плющат на вальцах, смешивают с аспирационными относами (масличная пыль, пленка, мелкие обломки ядра), прожаривают, подвергают влаготепловой обработке и направляют для отжима масла. При этом лузга идет в отход (обычно сжигается).

К недостаткам описанного способа получения ядра и масла из семян подсолнечника можно отнести следующие:

- масличность ядра даже при переработке низкомасличных (менее 37%) и гибридных семян превышает оптимальную для кондитерского производства (до 30% ), что усложняет дальнейшую переработку или требует дополнительных сложных операций с ядром;

- отделенная лузга практически не содержит масла и связанных с ним микроэлементов и витаминов, что делает ее кормовую ценность практически нулевой;

- лузга, полученная при данном способе, непригодна для применения в кормах по причине абразивности, так как не прошла ни влаготепловой обработки, ни прессования.

Задачей данного изобретения является достижение более высоких потребительских показателей конечных продуктов переработки и безотходности производства.

Указанная задача решается способом, который осуществляется следующим образом.

Поступающие семена отделяют от примесей по геометрическому признаку, доводят в случае необходимости до влажности, обеспечивающей надежное обрушение (5...7%), и через магнитный сепаратор, подают на обрушение, где помимо разрушения оболочки достигают замасливания лузги.

Поскольку сила удара семян о деку рушальной машины, а соответственно и частота вращения ротора, неодинаковы для семян различных сортов и габаритных фракций, режимы обрушения меняют для каждой новой партии семян. Как показывает опыт обрушения семян подсолнечника на центробежных рушальных машинах замасливания лузги (например на требуемые 3...7%) достигают при следующем соотношении продуктов на выходе, %: Целяк и недоруш 10...18 Сечка 20...26 Масличная пыль 18...24.

Остальное - ядро и лузга, в то время как при ранее рассмотренном способе: Целяк и недоруш до 25 Сечка до 15 Масличная пыль до 10.

После обрушения целяк и недоруш возвращают на повторное обрушение после разделения. Ядро и его крупные обломки затаривают, а лузгу смешивают с масличными аспирационными относами, подвергают влаготепловой обработке и прессованию для отжима масла. При этом полученный в результате прессования жмых является ценным кормовым продуктов. Обрушение возможно проводить любым усилием, превышающим номинальное, разрушающее оболочку.

Предлагаемый способ получения ядра и масла из семян подсолнечника позволяет получить ядро требуемой кондитерским производством масличности, а избыток масла перевести в лузгу, из которой затем частично извлечь. При этом оставшееся в жмыхе масло делает последний пригодным для откорма скота, а производство безотходным.

Таким образом, данный способ является новым путем в переработке семян подсолнечника на ядро и масло.

Способ получения масла из семян подсолнечника, включающий сушку семян, обрушивание с получением ядра, лузги и аспирационных относов, прожаривание, влаготепловую обработку и выделение масла отжимом, отличающийся тем, что обрушивание проводят так, чтобы усилие воздействия на семена превышало номинальное с обеспечением замасливания лузги, а прожариванию и влаготепловой обработке подвергают лузгу и аспирационные относы с последующим выделением из них масла.

Заключение

Подсолнечник - одно из самых любимых растений в России. Нет огородов в сельской местности, где бы среди петрушки, морковки и свеклы не красовался этот гигант. Однако родина подсолнечника, как и кукурузы, картофеля, томатов и табака, Америка. За пределами Нового Света это растение в диком виде не найдено.

Название «Подсолнечник» (Helianthus) произошло от сочетания двух греческих слов 'helios' - солнце и 'anthos' - цветок. Такое название дано ему неслучайно. Огромные соцветия подсолнуха, окаймленные яркими лучистыми лепестками, и впрямь напоминают солнышко. Кроме того, это растение обладает уникальной способностью поворачивать свою головку вслед за солнцем, прослеживая весь его путь от восхода до заката. Также известно, что «цветок, поворачивающийся за солнцем» встречается в греческом мифе о Клитии у Овидия, то есть задолго до появления подсолнечника в Европе - предположительно речь идет о гелиотропе или календуле. В геральдике «подсолнечник» - символ плодородия, единства, солнечного света и процветания.

Родина подсолнечника — Северная Америка. По-видимому, впервые подсолнечник был одомашнен племенами североамериканских индейцев. Имеются археологические свидетельства выращивания подсолнечника на территории нынешних штатов Аризона и Нью-Мексико примерно в 3000 году до н. э. Некоторые археологи утверждают, что подсолнечник был одомашнен даже раньше пшеницы.

Список литературы

Ватолин Д. О мёде и не только о нём // Наука и жизнь. — 2008. — № 11. — С. 124.

Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Мулдашев А.А. Высшие растения: краткий курс систематики с основами науки о растительности: Учебник. — 2-е, перабот.. — Москва: Логос, 2002. — 256 с.

Кирпичников М. Э. Семейство сложноцветные (Asteraceae, или Compositae) // Жизнь растений. В 6-ти т. Т. 5. Ч. 2. Цветковые растения / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 2008. — С. 462—476.

Терентьева Е. Подсолнечники // В мире растений - 2002 г. - №10

Хржановский В. Г. Курс общей ботаники. Часть 2. Систематика растений: Учебник для сельхозвузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 2010. — С. 439—450.