Ефірні масла утворюються у всіх частинах рослин, але кількісний розподіл їх по частинах рослини зазвичай неоднаково. Листя, квітки, нирки, плоди, коріння і кореневища є в більшості випадків місцем найбільшого накопичення ефірних масел.
У живих тканинах рослин ефірні масла можуть бути розсіяні дифузно по всіх клітках тканини в розчиненому або емульгованому стані вцітоплазме або клітинному соку, однак найчастіше вони накопичуються в особливих утвореннях, які виявляються під мікроскопом.
Розрізняють екзогенні та ендогенні видільні структури.
Екзогенні освіти розвиваються в епідермальній тканини і являють собою залізисті «плями», залізисті волоски і ефірномаслічниє залізяки. Залізисті плями - найпростіші видільні освіти. Це дрібнокраплинного скупчення ефірних масел відразу під кутикулою епідерми, що викликають відшаровування (здуття) кутикули. Ефірна олія виробляється окремими групами видільних клітин - «плямами», - розкиданими в епідермальній тканини. Така локалізація ефірних масел спостерігається в пелюстках троянди, конвалії, в листі деяких рослин, в епідермісі криють лусок бруньок тополі та ін.
Залізисті волоски складаються з одноклітинної або частіше багатоклітинній «ніжки» і «головки» кулястої або овальної форми, яка утворена однією або декількома видільними клітинами.
Ефіроолійні залозки можуть бути різної будови. Всі вони мають дуже коротку ніжку і багатоклітинні головки з різною кількістю і розташуванням складових їх залізистих (видільних) клітин. Так, наприклад, у видів родини губоцвіті головка найчастіше утворена вісьмома клітинами, розташованими у вигляді розетки - «ромашки». У міру освіти ефірного та загальна кутикула цих клітин здувається куполообразно, утворюючи резервуар з ефірною олією. Залізяки рослин сімейства айстрових складаються з декількох, найчастіше з чотирьох, вертикально розташованих рядів клітин, по дві клітини в кожному, причому верхні клітини функціонують в якості видільних, а нижележащие містять хлоропласти і є асимілюються клітинами. Ендогенні освіти розвиваються в паренхімних тканинах. До них відносяться секреторні клітини, вмістилища та ефіроолійні канальці (ходи).
Секреторні клітини можуть зустрічатися поодиноко (клітини-ідіобласти) або ж утворюють в паренхімі шари. Клітинні стінки схильні до опробковенію. Поодинокі клітини є, наприклад, в кореневище лепехи, в паренхімі якого в місці зіткнення декількох (3-4) клітин розташовується одна секреторна клітина. Типовим прикладом є кореневища валеріани, в шарі гіподерми якої локалізуються секреторні клітини. У разі, якщо ефірна олія складається з речовин, розчинених в клітинному соку або цитоплазмі, ефіроолійних клітин може бути виявлена тільки в ході гістохімічних реакцій (судан III і інші реактиви).
Судини ефірних масел - спеціальні освіти в різних органах рослин, в яких накопичуються ефірні масла.
Судини є круглі або овальні порожнини, зустрічаються в мезофіл листа, шкірці плодів цитрусових, в корі і деревині деяких рослин. Судини утворюються двояким шляхом - схізогенним і схізолізігенним. При схізогенном формуванні вмістища в межклетники «виливаються» виділення прилеглих продукуючих клітин, які тим самим стають вмістилищем і ефірного масла. Міжклітинний простір далі розширюється і збільшується в об'ємі за рахунок «розсовування» клітин. При схізолізігенном формуванні вмістилищ початкові етапи його утворення подібні до описаних вище, але потім прилеглі порожнину клітини руйнуються, в результаті чого вся порожнина збільшується в об'ємі. Функцію секреторних клітин замість лу (розчинених) набувають клітини, що примикають до порожнини посудини.
Судини, що мають витягнуту форму, називаються ефіроолійних канальцами, які, як і типові вмістилища, утворюються схізогенно або схізолізігенно.
Секреторні освіти в деякій мірі можуть служити систематичною ознакою. У багатьох хвойних вони представлені у вигляді ходів, розташованих у всіх частинах рослини і виділяють ефірні масла і смолу. Серед однодольних секреторні освіти зустрічаються у семействАроідние, Ірисові, Імбирні (секреторні клітини). Дуже різноманітно представлені видільні структури у дводольних. Існують сімейства, які містять тільки секреторні клітини (наприклад, представники сімейства Перцеві). Судини, різні за походженням, є у видів багатьох родин - Рутові, Миртові, Звіробійні і ін. Канальці з ефірними маслами типові для плодів Зонтичних. Ходи і вмістилища зустрічаються у звіробійним. Винятково велике розмаїття залізистих волосків і залозок, які порізно або при спільному поєднанні можуть характеризувати окремі сімейства, наприклад, губоцвіті, Айстрові, Валеріанові.
Характер секреторних утворень, їх кількість і розміри нерозривно пов'язані з кількістю утворюються в рослинах ефірних масел. У сировині рослин, що мають екзогенні освіти, більшу кількість ефірного масла отримують з залозок, а не з залізистих волосків. Рослини порядкаЯсноткоцветние більш багаті ефірним маслом, в порівнянні з видами сімейства Айстрові, оскільки в першому випадку ефірну олію продукується всіма 8 видільними клітинами, а в другому - з 8 клітин продукують є тільки 2 верхні.
Фізіологічне значення ефірних масел рослин
Ефірні масла широко поширені в рослинному світі, і їх роль дуже велика. До найважливіших фізіологічних функцій відносяться такі:
1. Ефірні масла є активними метаболітами обмінних процесів, що протікають в рослинному організмі. На користь цього судження свідчить висока реакційна здатність терпеноідних і ароматичних сполук, що є основними компонентами ефірних масел.
2. Ефірні масла при випаровуванні огортають рослина своєрідною «подушкою», зменшуючи теплопроніцаемості повітря, що сприяє запобіганню рослини від надмірного нагрівання вдень і переохолодження вночі, а також регуляції транспірації.
3. Запахи рослин служать для залучення запилювачів-комах, що сприяє запиленню квіток.
4. Ефірні масла можуть перешкоджати зараженню патогенними грибами і бактеріями, а також захищати рослини від поїдання тваринами.
Виробництво ефірних олій
Світове виробництво ефірних масел в зв'язку зі скороченням сировинної бази і витісненням ефірних масел продуктами органічного синтезу поступово скорочується. Найбільш великотоннажні продукти - скипидар, за ним слідують ефірні масла апельсина, лимона, м'яти.
Отримання ефірних масел
Так як ефірні масла добре розчиняються в спиртах, жирах та інших органічних сполуках, ці властивості часто використовують при їх отриманні. Основними методами отримання ефірних масел є: дистиляція, холодне пресування, мацерація або анфлераж і екстракція розчинниками.
Метод перегонки з водою
Найстаріший спосіб отримання ефірних масел з рослинної сировини.
Метод перегонки ефірного масла з водою з рослинної сировини заснований на фізичному законі парціального тиску Дальтона-Рауля, відповідно до якого дві незмішувані рідини, що нагріваються разом, закипають при температурі нижче температури кипіння кожної рідини в окремо, і на властивостях ефірного масла - летючості і практичної нерастворимости в воді. Пари води з парообразователя, проходячи через рослинний матеріал, захоплюють летюча ефірну олію, яке вони вбирають в холодильнику і збирається в приймач. Температура кипіння окремих компонентів ефірних масел коливається від 150 до 350 ° C. Наприклад, пінен кипить при 160 ° C, лімонен - при 177 ° C, гераніол - при 229 ° C, тимол - при 233 ° C. Однак, всі ці речовини як компоненти ефірної олії в присутності водяної пари перегоняются при температурі нижче 100 ° C. Так, суміш скипидару і води в умовах атмосферного тиску буде переганяти при 95,5 ° C (замість 160 ° C для пинена - основного компонента скипидару). Отже, в даних умовах парціальний тиск парів суміші досягає атмосферного тиску (умова кипіння) ще до кипіння води. Цей метод вимагає менше складної апаратури, але дає менший вихід масла, якість якого може знижуватися за рахунок перегріву сировини.