UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRICOLE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ A BANATULUI – TIMIȘOARA

FACULTATEA DE TEHNOLOGIA PRODUSELOR AGROALIMENTARESPECIALIZAREA: SISTEME DE PROCESARE ECOLOGICĂ

MULTIFUNCŢIONALĂ INTEGRATĂ A PRINCIPIILOR BIOACTIVE NATURALE

PROIECT

COORDONATOR ȘTIINTIFIC: MASTERAND: PROF. DR. ING. JIANU IONEL RUSUCEANU SIMONA

TIMIȘOARA 2012

1

SUBPRODUSE DE PROCESARE A PRINCIPIILOR BIOACTIVE NATURALE

ANALIZAȚI O VARIANTĂ TEHNOLOGICĂ DE VALORIFICARE ECOLOGICĂ INTEGRATĂ A

UNUI PRINCIPIU BIOACTIV DIN SUBPRODUSUL DE PROCESARE PRIMARĂ ALIMENTARĂ:

CIMBRUL (SATUREJA HORTENSIS)

2

Cuprins

I. Descrierea botanică a cimbrului 4II. Tehnologia de cultivare a cimbrului 6III. Descrierea procesului tehnologic de obținere a uleiului de cimbru 9IV. Bilanțul de materiale 12

Bibliografie 14

3

I. DESCRIEREA BOTANICĂ A CIMBRULUI

Generalități.Cimbrul (Satureja hortensis) este o plantă perenă din genul Satureja, familia labiatelor (Lamiaceae).Cimbrul provine din zonele din sudul continentului european. Cimbrul își are originile pe țărmurile europene ale Mării Mediterane.Este cultivat din antichitate. Se găseşte sub formă spontană în Europa şi America de Nord. Momentan se cultivă cam în toate ţările continentului european, dar şi cel american.În trecut, cimbrul se denumea și lămâiță, respectiv lămâioară și era deosebit de apreciat în Evul Mediu, mai ales în bucătăriile de pe lângă așezămintele monahale.Cimbrul este o plantă anuală cu o tulpină bogat ramificată, sub formă de tufă, cu o înălţime în jur de 50 cm. Pe suprafaţa tulpinilor se află perişori deşi. Rădăcina este bine dezvoltată, pivotantă, bine ramificată.Frunzele sunt de regulă fără peţiol sau au un peţiol foarte scurt, limbul frunzei este linear-lanceolat sau linear, cu puţini perişori scurţi.  Florile au dimensiuni mici, sunt de culoare liliachie, rozee sau chiar albă, pe partea interioară a petalelor cu pete purpurii, sunt hermafrodite, zigomorfe, pentamere, cu aromă puternică, dispuse într-o inflorescenţă denumită cimă. Fructele sunt nişte tetraachene de culoare brună sau cenuşiu-verzuie, netede şi lucioase,  de formă ovoidală-trunchiară, de dimensiuni foarte mici (într-un singur gram găsindu-se până la 1500). Pot fi păstrate până la 2-3 ani, perioadă în care vor germina în proporţie de aproximativ 70%.Este o plantă cu pretenţii modeste faţă de factorii de mediu. Are pretenţii ridicate faţă de lumină şi căldură. Pretenţii reduse pentru apă. Poate fi cultivată în aproape toate tipurile de sol. Pentru plante cu aromă puternică, trebuie plantate în zone calde, însorite, cu soluri bine aprovizionate în elemente nutritive.

Compoziția chimică a cimbrului.Compoziția chimică medie a cimbrului este:

apă 71,9 % substanțe azotoase 4,1 % substanțe extractive fără azot 12,6 % substanțe grase 1,65 % celuloză 8,6 % cenușă 2,1 %

Cimbrul uscat la aer are circa 6 % apă și în această stare conține 10,8 % pentozani.Mirosul și gustul cimbrului aparțin uleiului eteric care se găsește în proporție de 0,09-0,10 % și are densitatea de 0,900-0,930. Uleiul eteric conține 36-42 % carvacrol.

4

Carvacrolul determină aroma specifică a uleiului eteric de cimbru; unde se găsesc și circa 20 % timol și 40 % hodrocarburi terpenice.Principalii compuși ai uleiului eteric de cimbru:

Timol

Carvacrol Limonen Terpinolen

α-terpinen β-terpinen γ-terpinen

Herba conține ulei volatil 0,5-2 %, acizi triterpenici liberi (ursolic și oleanolic), tanin 4-8 %, mucilagii, rezine, zaharuri, β-sitosferina, săruri minerale.

5

II. Tehnologia de cultivare a cimbrului

Cimbrul se cultivă în câmp, iar cultura se poate înfiinţa prin semănat direct în câmp sau prin producere de răsad. Se cultivă de obicei asociat cu alte culturi sau mai rar în cultură pură. Plante bune premergătoare sunt culturile prăşitoare, care lasă terenul curat de buruieni, leguminoasele şi cerealele păioase.Toamna se discuieşte terenul, se nivelează, se fertilizează cu fosfor 50-70 s.a. kg/ha, potasiu 60-80 s.a. kg/ha şi gunoi de grajd 40 t/ha care se încorporează printr-o arătură la 28-30 cm adâncime.Primăvara se fertilizează azot 50-80 s.a. kg/ha, se execută mobilizarea solului cu combinatorul la 8-10 cm adâncime, după care se face modelarea acestuia în straturi înălţate cu lăţimea la coronament de 104 cm. Pe suprafeţe mici şi teren nemodelat, distanţa între rânduri este de 50 cm, iar între plante pe rând 20-25 cm.Semănatul direct în câmp se face la începutul lunii aprilie, când în sol se înregistrează temperatura de 5-6ºC, la adâncimea de 1,5-2 cm, folosind 3-4 kg sămânţă la ha. Se seamănă mecanizat cu SUP-21 sau SUP-29, două rânduri pe stratul înălţat cu lăţimea la coronament de 104 cm.În cazul producerii răsadului, se seamănă în răsadniţe reci sau solarii neîncălzite la sfârşitul lunii martie, folosind 3-5 g sămânţă la m². Lucrările de îngrijire aplicate răsadurilor sunt cele obişnuite. Răsadul nu se repică.Plantarea răsadului în câmp se face în luna mai, la aceeaşi distanţă între rânduri ca şi la semănatul direct, între plante pe rând se lasă 18-19 cm.Lucrări de îngrijire.Răritul plantelor se face la  culturile obţinute prin semănat direct în câmp, când plantele au 4-5 perechi de frunze, lăsând o distanţă de 18-20 cm. Două praşile manuale pentru a combate buruienile și pliviri, putându-se folosi și erbicidul Afalon (3 kg/ha) aplicat imediat după semănat. Contra ruginii se recomandă tratamente cu Plantavax 75 WP sau Dithane M 45 în concentrație de 0,2 %. Această boală este foarte păgubitoare, putând reduce producția (cu 40-50 %) și calitatea materiei prime. Cuscuta se previne prin folosirea seminței decuscutate și distrugerea vetrelor (cosire și ardere), care apar în lan. Se irigă cu câte 200-250 m³ apă la ha de 2-3 ori, pentru a menţine în sol o umiditate de 70 % din IUA.Dacă este în cultură asociată, se îngrijeşte o dată cu aplicarea lucrărilor la cultura de bază.Recoltarea.Recoltarea cimbrului începe o dată cu declanşarea înfloritului, când se detaşează vârfurile lăstarilor sau frunzelor verzi. Se recolteaza “herba” când 40-50 % din plante sunt înflorite. Se taie plantele la 5-7 cm de la sol, manual (cu secera) sau mecanic cu cositori. Pentru consum în timpul iernii se recoltează plantele înflorite, prin tăiere de la bază prin cosire sau prin smulgere, se fac legături şi se usucă în încăperi bine aerisite sau în uscătorii la 35ºC.Condiționarea.Dupa recoltare (tăierea plantelor) se înlătură tulpinile groase și toate impuritățile, apoi produsul se trece la uscat. Se poate usca pe cale naturală la umbră, în încăperi uscate și aerisite, sau artificial la maxim 35 ºC. Randamentul la uscare este de 4-5:1.Producţia este de 10-15 t/ha plante verzi sau 3-4 t/ha plante uscate.

6

Utilizări.Aplicații interne:- indigestie și gastrită: se ia înainte de masă puțină pulbere de plantă sau se bea imediat, după, o cană de infuzie;- flatulenta: se face o cură de 2 saptamani cu infuzie;- atonie gastro-intestinală: se consumă zilnic 1-2 căni de macerat la rece de cimbru de grădină. Suplimentar se administrează plante amare (anghinare, pelin, tintaura) pentru activarea mai puternica a digestiei și a funcției de eliminare. De altfel, în medicina populară combinația dintre cimbrul de grădină și plantele amare este imbatabilă în tratarea bolilor digestive.- indigestie și tulburări digestive pe fond de stres, gastrita hipo-acidă: se pune în mâncărurile mai grele cimbru din belșug. În plus, înainte de masă cu 5-10 minute se ia un varf de cuțit de pulbere de cimbru de grădină, pe stomacul gol;- balonare, dispepsie: pentru efecte rapide se consumă infuzie fierbinte de cimbru - o jumatate de pahar. Persoanelor care se confruntă frecvent cu această problemă le este recomandată o cură de o lună cu pulbere de cimbru de grădină: o jumatate de linguriță de patru ori pe zi;- dischinezie biliară: se fac tratamente succesive de 3 săptămâni, cu o săptămână de pauză, timp în care se administrează o combinație în proporții egale de pulbere de cimbru de grădină și de anghinare (Cinara scolymus). Doza este de 1 linguriță rasă, care se administrează de trei ori pe zi, cu un sfert de ora înaintea meselor principale;- crampe stomacale, contracții și dureri abdominale pe fond nervos: ca remediu de prim ajutor, se bea cu înghițituri mici o cană cu infuzie fierbinte de cimbru de grădină. Pentru tratament de lungă durată, se consumă zilnic câte o jumătate de litru de macerat la rece de cimbru de grădină;- amenoree, frigiditate: se face un tratament de două luni, în care se administrează extract alcoolic de cimbru de grădină, câte 4 lingurițe pe zi. Cimbrul de grădină are efecte emenagoge (declanșează ciclul menstrual) și este un afrodisiac de intensitate medie.Aplicații externe:- tuse convulsive: se recomandă infuzia de cimbru;- răceală și stări febrile: se fac băi calde în care s-a turnat infuzie;- răni, plăgi: se fac spălări cu infuzie concentrată (3 lingurițe la o cană de apă) de cimbru. Are efecte antiinfecțioase și cicatrizante ușoare.- nevralgii: se pun pe locurile afectate comprese fierbinți cu infuzie concentrată (3 lingurițe la jumătate de cană de apă) de cimbru de grădină.- crampe musculare (cârcei): se fac băi locale cu infuzie cât mai caldă de cimbru de grădină. Aplicația durează 15-20 de minute și are efecte relaxante și decongestionante.Dar acestor însușiri terapeutice le-a luat locul reputația de plantă aromatică. El și-a întărit și sporit considerabil pozițtia în artă culinară:- englezii îl folosesc într-un chip original, aromatizând pudingurile și produsele de patiserie, dând savoare și conservelor;- americanii merg cu originalitatea și mai departe, presărând cimbrul pe fursecuri, adăugându-l în blaturile de tort, în plăcinta de dovleac sau în pâinea aromată. Aroma lui se armonizează perfect cu păstrăvii sau fructele de mare. Tot ei susțin ca dacă se adaugă câteva frunze de cimbru în apă în care se fierb legumele cu miros puternic ca: varză, ceapă, gulia, napul, aerul din bucătărie rămâne nealterat.- pe meleagurile europene, mai ales în sud, cimbrul este cel mai bine instalat în drepturile lui de plantă aromatică de primă mână, într-o gamă și o serie de preparate, aproape nelimitată: carne, pește, ouă, legume preparate sub formă de supe, ciorbe,

7

salate, sosuri, aromatizarea oțetului, a pastelor, a cremelor pe baza de unt și este deosebit de apetisant împreună cu leguminoasele ca: fasolea, lintea, mazărea, bobul.În diete poate înlocui cu succes piperul, deoarece aroma sa picantă dă iluzia de piperat.

8

III. DESCRIEREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE OBȚINERE A ULEIULUI DE CIMBRU

a) Schema tehnologică de obținere a uleiului de cimbru.

9

Cimbru

Depozitare-uscare

Ulei de cimbru

Sortare-curățare

Decantare

Antrenare la foc direct

Rectificare

Ambalare

Filtrare

Depozitare

b) Descrierea procesului tehnologic.Pentru obținerea uleiului de cimbru trebuie parcurse următoarele etape: sortare-curățare, depozitare-uscare, antrenare la foc direct, decantare, filtrare, rectificare, ambalare, depozitare.1. Sortare-curățare.Are rolul de a elimina exemplarele necorespunzătoare, cu grad de coacere diferit față de celelalte produse, exemplarele zdrobite, alterate sau cu defecte. După sortarea calitativă și după calibrare, se obține un produs omogen.2. Depozitare-uscare.Deshidratarea se realizează în spații cu circulație liberă de aer, bine ventilate, 4-5 săptămâni. În această perioadă de depozitare se produc modificări importante în compoziția chimică a cimbrului. Depozitarea în spații deschise dar acoperite, la centrele de colectare a cimbrului, influențează direct calitatea produsului finit.3. Antrenare la foc direct.Materialul vegetal obținut este dirijat spre operația de antrebare în curent de vapori. Agentul termic, aburul, este generat într-o instalație anexă. Încălzirea antrenorului este uniformă, degradarea uleiului volatil prin contactul plantei cu pereții supraîncălziți fiind eliminată, iar debitul de vapori poate fi controlat.Materialul vegetal este plasat în partea superioară a antrenorului fie prin încărcare pe un suport perforat, fie prin introducerea în antrenor a unui coș metalic perforat.Antrenarea în curent de vapori se poate realiza cu abur direct sau indirect.În varianta cu abur direct, utilajul este prevăzut în interior, la partea inferioară, între cele două suporturi plane, cu o serpentină perforată pentru distribuția aburului. Utilajul are o manta prin care circulă aburul. În antrenor se introduce o cantitate determinate de apă și material vegetal fără contact direct cu apă prin unul din sistemele menționate.Aburul, circulând prin mantaua antrenorului, încălzește apa la fierbere iar materialul vegetal este străbătut de vaporii de apă generate în antrenor.Ambele variante tehnologice sunt mult folosite, existând unele preferințe pentru încălzire indirect, deși durata de antrenare este mai mare, dar se realizează o încălzire treptată a materialului vegetal și menajantă a uleiului volatil.Sistemele de îmbinare capac-corp antrenor sunt diferite, în cele mai multe cazuri cu flanșe, astfel concepute încât să permită o bună etanșare, închidere și deschidere simplă. Condensatorul este tip serpentine sau fascicol de țevi.Separatorul este de construcție similară vasului florentin cu modificări care să permită o bună separare a uleiului volatil. Adaptările aduse urmăresc a optimiza separarea cât mai eficientă a fazelor. Pentru a înlătura pierderile cauzate de dizolvarea parțială a uleiului volatil în apa de antrenare se practică, în multe cazuri, o recirculare automată a apei separate.Uleiul volatil de cimbru este dirijat spre zona de depozitare a platformei de producție, în tancuri închise etanș și menținute la o temperatură ce nu trebuie să depășească 20ºC.4. Decantare.Decantarea ca operație se impune deoarece în timp, uleiurile volatile separă parțial apa dizolvată sau emulsionată. Îndepărtarea acesteia se recomandă prin decantare simplă într-un vas separator, sau prin transvazarea stratului uleios, într-un vas intermediar de depozitare.5. Filtrare.Eliminarea unor suspensii, impurități se realizează prin filtrare, care se execută prin transferarea uleiului printr-o suprafață sau strat filtrant inert, cu sau fără vid.

10

6. Rectificare.Rectificarea este procedeul cel mai simplu de distilare sub vid a uleiurilor volatile, care se poate realiza practic fără coloană de fracționare sau în coloană cu eficiență redusă.Operația de rectificare se recomandă prioritar pentru eliminarea apei, a componentelor foarte volatile. Operația este un procedeu de purificare, constând în eliminarea unor fracțiuni minore, dar care influențează negativ calitățile organoleptice ale uleiului, determină ameliorarea caracteristicilor fizico-chimice.7. Ambalare.Uleiul de cimbru este ambalat în recipient de sticlă închise ermetic și paletizate în cutii de carton ca ambalaje colective de transport.8. Depozitare.Depozitarea se realizează în locuri uscate, răcoroase și bine ventilate, în recipient ermetic închise. A se evita contactul vaporilor cu surse de aprindere.

Condiții tehnice de calitate a materiei prime vegetale.

Specia și materia primă

Aspectul materiei prime

Impurități Corpuri străine Umiditate

Satureja hortensis L.

(S. herba uscată)

Ramuri tinere cu frunze opuse,scur-tul-pețiolate liniar-lanceolate, frunze de culoare verde, flori de culoare alb roz. Miros plăcut, aromat, mai pro-nunțat la frecare. Gust aromat pro-nunțat.

Tulpini lemnificate, cu frunze brunifica-te max. 2 %Frunze scuturate max. 1 %

organice max. 0,5 %

minerale max. 0,5 %

13 %

S. Herba ge-rebelt (sitat)

Fragmente de frunze și flori.Mi-ros plăcut aroma-tic, mai pronunțat prin frecare. Gust aromatic pronunțat.

Fragmente de tul-pini lemnificate și de frunze brunifica-te max. 2 %

organice max. 0,5 %

minerale max. 0,5 %

13 %

Limitele pentru puritate fizică, semințe străine, germinație pe clase de calitate.

Specia Clasa Puritate fizică min. %

Semințe străine admise

Germinația totală min. %

Satureja hortensis

12

8570

1050

7050

11

IV. BILANȚUL DE MATERIALE

Sortare-curățare.Cantitate de cimbru: 3 000 kgImpurități de 2,5 %Pierderi de sortare-curățare 2 %Randamentul este de 96 %

Etapa Materiale intrate Cantitate (kg) Materiale ieșite Cantitate (kg)

Sortare-curățare

Cimbru 3 000ImpuritățiPierderi

Cimbru procesatCimbru neprocesat

7558,5

2 751,84114,66

Total 3 000 3 000

Depozitare-uscare.Cantitate de cimbru: 2 751,84 kgUmiditate inițială de 75 %Umiditate finală de 55 %

Etapa Materiale intrate Cantitate (kg) Materiale ieșite Cantitate (kg)Depozitare-

uscareCimbru 2 751,84 Cimbru uscat

Apă evaporată1 513,511 238,33

Total 2 751,84 2 751,84

Antrenare la foc direct.Cantitate de cimbru: 1 513,51 kgPierderi de ulei antrenat 1,5 %Randamentul este de 94 %Conținut de ulei în cimbru 2 g

Etapa Materiale intrate Cantitate (kg) Materiale ieșite Cantitate (kg)

Antrenare la foc direct

Cimbru 1 513,51Pierderi

Cimbru procesatCimbru neprocesat

Ulei eteric de cimbru

0,421 394,23

90,8128,02

Total 1 513,51 1 513,48

12

Decantare.Cantitate de ulei de cimbru: 28,02 kgPierderi de decantare 1 %Randamentul este de 98 %Apa din uleiul antrenat 2 %

Etapa Materiale intrate Cantitate (kg) Materiale ieșite Cantitate (kg)

Decantare Ulei de cimbru 28,02

PierderiUlei neprocesatUlei procesatApa din uleiul

antrenat

0,280,5526,490,67

Total 28,02 27,99

Filtrare.Cantitate de ulei de cimbru: 26,49 kgPierderi de filtrare 1 %Rest vegetal 0,8 %

Etapa Materiale intrate Cantitate (kg) Materiale ieșite Cantitate (kg)

Filtrare Ulei de cimbru 26,49Pierderi

Ulei procesatRest vegetal

0,2626,010,20

Total 26,49 26,47

Rectificare.Cantitate de ulei de cimbru: 26,01 kgPierderi de rectificare 1 %Randamentul este de 98 %Apă dizolvată 0,5 %

Etapa Materiale intrate Cantitate (kg) Materiale ieșite Cantitate (kg)

Rectificare Ulei de cimbru 26,01Pierderi

Ulei procesatUlei neprocesatApă dizolvată

0,2625,090,510,12

Total 26,01 25,98

13

Bibliografie

1. C. Jianu, Condimente. Mixuri senzoriale alimentare, Editura Agroprint, Timisoara 20082. http://www.agricool.ro/cimbrul.html3. http://ro.wikipedia.org/wiki/Cimbru4. http://www.reteteculinare.ro/ghid_alimente/C/cimbrul_de_gradina/5. L.S. Muntean, Fitotehnie, Editura Ion Ionescu de la Brad, Iasi 20016. L.S. Muntean, Cultura plantelor medicinal si aromatice, Editura Dacia, Cluj-Napoca 1996

14