Биохимические изменения запасных липидов семян высокоолеинового подсолнечника при созревании Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

993

тьего % к екае-жхо-для рив-

нных

звни-

ноло-

рера-

юсти )ОТКИ I, по-1 т :трак-!асла, )те, и

стении

—

ескому омыш-Л.:

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ, ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1-2, 1993

'43

633,854.78.002,3:665.347.8

БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЗАПАСНЫХ ЛИПИДОВ СЕМЯН ВЫСОКООЛЕИНОВОГО ПОДСОЛНЕЧНИКА

ПРИ СОЗРЕВАНИИ

Е.В. ШМЫГЛЯ

Кубанский государственный аграрный университет

Ресурсы растительного масличного сырья в нашей стране определяются и первую очередь объемами производства основной масличной культуры — подсолнечника. Высокая селекционная пластичность растения позволила в последние десятилетия создать уникальный тип подсолнечника — высокоолеиновый, масло которого способно заменить импортируемое оливковое.

В настоящее время селекционерами созданы новые высокоолеиновые гибриды подсолнечника, призванные в 1993—1994 гг. полностью заменить основной высокоолеиновый сорт Первенец. Гибриды превосходят этот сорт по урожайности, маслич-ности семян, большей стойкости к болезням, они технологичны при возделывании и уборке, в их масле высокая массовая доля олеиновой кислоты. Для масло-жи^ровой промышленности новые высокоолеиновые гибриды подсолнечника — практически новый вид растительного масличного сырья, и необходимость изучения особенностей их химического состава, в первую очередь липидов, является актуальной.

Объектом полевых и лабораторных исследований служили семена высокоолеиновых гибридов подсолнечника Краснодарский-885 и Краснодар-ский-906 и высокоолеинового сорта Первенец урожая 1989—1991 гг.

• В полевых опытах пробы для анализов составляли из семян, полученных из соцветий растений, которые имели одинаковое время цветения и примерно одинаковый диаметр соцветия, частота проб — 1 раз в неделю. Соцветия в течение получаса доставляли с поля, вручную выделяли семена и отбирали пробы для анализов в соответствии с существующими методиками. Анализировали семена краевой и срединной зон соцветия. Качество семян — влажность, масличность, лузжистость, массу 1000 семян, кислотное число масла в семенах, содержание азота по Кьельдалю — определяли

в соответствии со стандартами и методами, принятыми в масло-жировой промышленности.

Липиды из семян извлекали по Фолчу в двух модификациях — Блайя и Дайера, Филлипса и Приветта; содержание свободных и связанных липидов — последовательной экстракцией безводным диэтиловым эфиром, 96%-ным этанолом и после этой экстракции — диэтиловым эфиром. Липидный экстракт с преимущественным содержанием триацилглицеролов извлекали гексаном без нагревания, чистоту экстракта проверяли ТСХ в системе растворителей: диэтиловый эфир—гексан—уксусная кислота. Чистые триацклглицеролы получали колоночной хроматографией. Разделение липидов, полученных по Блайю и Дайеру, на полярные и неполярные вели противоточной экстракцией гексаном и 87%-ным этиловым спиртом в делительных воронках [ 11.

Для определения жирнокислотного состава триацилглицеролов их омыляли 2 н. спиртовым раствором КОН, жирные кислоты метилировали свежеприготовленным из нитрозометилмочевины диазометаном. Метиловые эфиры жирных кислот разделяли методом ГЖХ на хроматографе Хром-5, колонка 10% ПЭГС на целите 545, температура колонки 180"С, носителя — 230°С, скорость ленты 1,5, 0,3 см/мин, азота — 30 мл/мин. Идентифицировали жирные кислоты по внутренним стандартам и свидетелям [I!.

Стереоспецифический анализ строения триацилглицеролов вели по предложенной нами модифицированной методике [2] путем ферментативного гидролиза панкреатической липазой, продукты гидролиза разделяли методом препаративной тонкослойной хроматографии. Фракции ацилглицеро-лов подвергали омылению, мыла разлагали, свободные жирные кислоты экстрагировали и после обработки определяли методом ГЖХ. Контроль процессов гидролиза и последующих операций вели методом ТСХ на пластинах Силуфол и Сорбфил.

Содержание олеиновой кислоты, помимо методов ГЖХ, определяли также рефрактометрическим способом (ТУ 18—2/36—80) на рефрактометре ИРФ-22.

В связи с тем, что высокоолеиновые гибриды

]

ИЗВЕОТ

подсолнечника являются новым, практически не изученным видом масличного сырья, мы провели сравнение по технико-химическим показателям семян двух гибридов и высокоолеинового сорта Первенец (табл, 1).

Таблица I

Показатель Гибриды Сорт Первенец

К-885 К-906

Масличность семян, % на СВ 52,74 52,90 50,42

Массовая доля белка в ядре, семян, % на СВ (Ы х 6,25) 16,40 17,20 19,60

Лузжистость семян, % 20,03 22,12 21,11

Масса 1000 семян, г 51,45 66,29 76,50

Кислотное число масла в семенах, мг КОП 1,07 1.12 і 1,07

Массовая доля в триацилглицеролах, % от суммы жирных кислот 75,01 73.71 72,05

Как следует из полученных данных, принципиальных отличий между гибридами и сортом высокоолеинового подсолнечника по сравниваемым показателям семян практически нет. В то же время основной показатель семян — массовая доля олеиновой кислоты, % от суммы жирных кислот, в масле сильно варьирует в зависимости от года урожая, номера репродукции и поколения растения (табл. 2),

Так, у гибрида Краснодарский-885 массовая доля С18:! изменяется от 70,15 до 85,89%, а у гибрида Краснодарский-906 — от 68,05 до 79,37% от суммы жирных кислот. Наиболее высокий уровень олеиновой кислоты имеют только семена элиты, и даже в семенах первой репродукции ее массовая доля снижается. Одновременно с уменьшением уровня С18:1 упрощается жирнокислотный состав.

Различие между гибридами и сортом Первенец обнаружено в жирнокислотном составе три-, ди- и моноацилглицеролов. По количественному содержанию С18:1, % от суммы жирных кислот, уменьшение идет у гибридов: моноацилглицеролы -* свободные жирные кислоты -* диацилглицеролы; у сорта: свободные жирные кислоты -*■ диацилглицеролы -> моноацилглицеролы. Наибольшая доля С18:1 в триацилглицеролах — у семян сорта и семян гибридов (табл. 3).

Различия в структуре триацилглицеролов обнаружены и между исследуемыми гибридами. Так, у гибрида К-885 преобладают триацилглицеролы, содержание С18:1 — в положении бп-З, у К-906 — в положении зп-2. Как известно, жирная кислота в положении 5П-2 влияет на свойства масла, в частности на стойкость к окислению.

Сравниваемые семена высокоолеиновых гибридов и сорта различаются по величине связанных липидов: у гибридов она выше, чем у сорта, а между гибридами — у К-885.

Таблица 2

Семена гибридов с16:0 С18:0 с16:1 . С18:1 с18:2 Сумма кислот

насыщенных ненасыщенных

Элита: Краснодарский-885 5.22 3,81 Следы 75.8*9 15,05 9,03 90,94

Краснодарский-906 5,94 2.89 1,70 75.08 14,38 8,83 91,16

I репродукция урожая 1989 г.:

Краснодарский-885 3,50 4,41 Следы 65,97 25,65 7,91 91,62

Краснодарский-906 3,04 4,68 0.66 48,03 43,59 7,72 92,28

репродукция урожая

Краснодарский-885 4,39 3,37 Следы 65,70 26,53 7,76 92,23

Краснодарский-906 5,48 3,29 >> 68,90 21,55 8,77 90,45

Эти { менчивс зревши) гибридо Хараї

Дни пос, окончат цветени

8-й

15-й

22-й:

28-й

36-й

ставе т сокооле сраввеї ющих Гибрид тическ ВНИИ: % еую К/С,

%

X

Фракция

ацилглицеролов

Массовая доля жирных кислот, % от суммы

Таблица 3

сорт Первенец

гибрид Краснодарский-885

с16:0 с18:0 с!8:1 с18:2 с 16:0 С18:0 с18:1 С-18:2

Триацилглицеролы 5,25 5,63 73,08 16,08 5,23 5,42 77,97 11,37

Диацилглицеролы 10,24 6,44 66,85 16,46 9.38 4,62 76.75 9,24

Моноацилглицеролы 12,71 8,26 70.45 8,57 16,62 7,70 68,25 21,46

Свободные жирные кислоты 11,88 6.71 63,77 ! 7,62 11,49 6,21 70,81 11,52

Изм левой и 2 — ги'

изоля гибри, высок распо, ло, сі ность

1993

аядоля ^брида суммы |> олеи-и даже я доля уровня

эвенец , ди- и содер-умень-

)ЛЫ

олы; у 1ГЛИЦе-I доля эрта и

) обна-Так, у пы, со-16 — в

лота в в част-

гибри-

13ННЫХ

рта, а гблица 2

іблица 3

18:2

1,37

9.24

>1,46

1,52

Эти результаты свидетельствуют о большой изменчивости липидного комплекса полностью созревших семян высокоолеинового типа — сорта и гибридов.

Характер накопления олеиновой кислоты в со-

пыльцой. Хотя более поздний посев семян и погодные условия осенью создали необходимость вести окончательную уборку на стадии уборочной спелости семян, т.е. на Зб-й день после окончания цветения растений, эти предосторожности Г103В0-

Таблица 4

Дни после окончания цветения Гибрид Краснодарский 885 Гибрид Краев ода р с ки й -906 Сорт Первенец

^12-16 (сумма) С18:0 с18:! с18:2 с 12-16 (•18:0 с18:1 с18:2 С12-16 (сумма) с18:0 I с 18:1 с18:2

8-й 5,48 6.85 67 12 20,54 5,57 2,35 73,37 18,70 4,59 3,65 65,51. 26,25

15-й 3.86 5,07 74,55 16,52 3,83 4,47 74,75 16.95 4,34 3,01 78,20 14,48

22-й . 3.95 1,73 74,27 20,05 5,79 3,54 75,13 15,54 4,61 3,00 74,15 18,24

28-й ■3.98 2,14 74,21 19.56 3,70 1.98 72,21 22,10 4,77 3,77 64,40 27,06

36-й 4,01 3,50 74,36 18.13 3,72 3.72 71,16 21,40 3,79 3,21 65,12 27,88

ставе триацилглицеролОв созревающих семян высокоолеиновых гибридов подсолнечника изучали в сравнении с составом триацилглицеролов созревающих семян высокоолеинового сорта Первенец. Гибриды и сорт выращивали в одинаковых климатических и почвенных условиях на опытных полях ВНИИМК (г. Краснодар). Для создания условий

% ФП?

евнпы

ЮС/ФОЯТ

36 Фя/ созданий

Изменение массовой доли стеариновой, олеиновой и лнно-левой кислот при созревании: / — гибрид Краенодарский-885; 2 — гибрид Краснодарский-906; 3 — сорт Первенец

изоляции от переопыления семена исследуемых гибридов высевали на 2 нед позже семян других высокоолеиновых гибридов, посевы которых были расположены в радиусе около 10 км. Это позволило, сдвинув сроки цветения, исключить возможность переопыления опытных растений чужой

лили получить масло с высокой массовой долей олеиновой кислоты порядка 70—75%. Возможно, этот опыт создания «изоляции» смещением сроков посева для исследуемых гибридов будет полезен работникам сельскохозяйственных предприятий, специализирующихся на выращивании не только высокоолеинового подсолнечника. Данные об изменении жирнокислотного состава, % от суммы жирных кислот триацилглицеролов, масла высокоолеиновых гибридов и сорта Первенец в процессе созревания приведены в табл. 4 и на рисунке.

Как следует из полученных данных, у высокоолеиновых гибридов при созревании изменена интенсивность накопления олеиновой кислоты — по сравнению с сортом Первенец они накапливают ее быстрее. В то же время для высокоолеинового подсолнечника характерно непрерывное снижение массовой доли линолевой кислоты, отличающее его от подсолнечника линолевого типа, у которого соотношение между кислотами при созревании обратное. Для семян сорта Первенец характерно ■ значительное уменьшение при созревании стеариновой кислоты, что ранее отмечено на семенах Первенца [3], которое можно интерпретировать как результат десатурационного превращенйя С18:0 — С18:1 - Для исследуемых высокоолеиновых гибридов такой процесс, по-видимому, возможен, но менее вероятен. Сравниваемые гибриды заметно различаются по начальной массовой доле стеариновой кислоты и характеру ее изменения. Так, если у гибрида Краснодарский-885 массовая доля стеариновой кислоты снижается при созревании почти вдвое, то у другого гибрида подобная закономерность не обнаруживается.

Если согласиться с исследователями, считающими, что повышение массовой доли олеиновой кислоты у высокоолеинового подсолнечника — результат торможения синтеза линолевой кислоты [4, 5,

ЛИТЕРАТУРА

6], то отмеченное различие между гибридами определяется преобладанием окислительных или восстановительных процессов в созревающих семенах.

ВЫВОДЫ

1. По составу запасных (нейтральных) липидов высокоолеиновые гибриды подсолнечника Красно-дарский-88.5 и Краснодарский-906 отличаются от высокоолеинового сорта Первенец более высокой массовой долей олеиновой кислоты в триацилгли-церолах.

2. Характер накопления в созревающих семенах высокоолеиновой кислоты отличается от характера накопления этой кислоты в семенах сорта Первенец отсутствием периода синтеза общих жирных кислот,

3. Массовая доля олеиновой кислоты в семенах гибридов снижается по сравнению с элитой уже у семян первой репродукции.

1. Кейтс М. Техника липидологии. Выделение, анализ и идентификация липидов, — М.: Мир, 1976, — 322 с.

2. А.с. )'130888 СССР, Способ стереоспецифического анализа гриацилглицеролов / В.Г. Щербаков, В.Г. Лобанов, А.Н, Кожухов, Е.В. Шмыгля, — Опубл. в Б.И. — 1988, — № 38.

3. Солдатов К.И. Использование химического мутагенеза в селекции подсолнечника / Материалы VII Международной конференции по подсолнечнику. — М.: Колос, 1978. — 551 с '

4. Бородулина А.А., Варченко Л.Н, Накопление и метаболизм жирных кислот в семенах высокоолеинового гибрида подсолнечника //• Физиол. растений 1975. — 23, — Вып. 5. — С. 952—957.

5. Харченко Л.Н., Солдатов К.И. Накопление жирных кислот в липидах семян высокоолеинового мутанта подсолнечника в процессе созревания // Физиол. и биохим, культ, растений. — 1976. — № 8. — С. 508—51.3.

6. Харченко Л.Н., Шавло В.Ф. Липиды семян нового высокоолеинового сорта подсолнечника / / Масло-жир. пром-сть. — 19/8. — № 11. — С. 20—22.

Кафедра технологии хранения и переработки

сельскохозяйственных продуктов

Поступило 29.06.92

[633.854.78:631.547.66 ]:577.115.001.5

ИЗМЕНЕНИЕ ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ФРАКЦИЙ ЛИПИДОВ ПОКРОВНЫХ ТКАНЕЙ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА ПРИ СОЗРЕВАНИИ

О.В. МЕЛЕХИНА, В.Т\ ЛОБАНОВ

Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

Современная технология переработки подсолнечника не обеспечивает полного отделения покровных тканей от ядра семян перед их обезжириванием, в-первую очередь из-за резкого возрастания потерь масла с отделяемой лузгой. Вследствие этого липиды покровных тканей семян ■— плодовой и семенной оболочек, остающиеся в материале, направляемом на обезжиривание, извлекаются при прессовании и экстракции вместе с товарным подсолнечным маслом, отрицательно влияя на его качество [1]. Степень этого влияния неизвестна, так как не исследован состав липидов покровных тканей семян подсолнечника новых и современных сортов, среди которых наиболее широко распространены сорт Юбилейный-60 и гибрид Полевик. Их семена существенно отличаются от других сортов подсолнечника и от сорта-контроля Передовик,

улучшенного по ряду технологических характеристик, в том числе и по. составу запасных липидов ядра [2]. !

Можно полагать, что липиды покровных тканей сравниваемых сортов также будут различными, хотя прямых исследований в этом направлении не проводилось.

Цель нашей работы — изучение жирнокислотного состава двух фракций липидов покровных тканей семян подсолнечника сорта Юбилейный-60 и гибрида Полевик. В качестве контроля был взят сорт Передовик улучшенный. Учитывая высокую разнокачественность поступающих на технологическую переработку семян подсолнечника по степени зрелости, мы считали целесообразным выяснить изменение липидов покровных тканей семян непосредственно на растении от начальных стадий созревания до уборки.

Исследовали липиды лузги подсолнечника указанных сортов и гибрида, выращенные в 1991-1992 гг. на опытных полях ВНИИМК. Семена из краевой зоны соцветия отбирали на 7, 15, 22, 29, 35 и 54-й дни после окончания цветения. Для

ИЗВЕС!

отделе гу изм липид ным о дов в э этой т осадка

1‘

а-

я-

я-

го-

ю-

о-

10-

¥■

№■

Ю‘

О

дуемс тверд эфир| Ра. вая, свеж: взбал проб; растЕ ля и

ЭТИЛ(

при 1 дов с пром Ра сков; фрак ты Д1

ЛОТ 1

нога

Хрол

А]

ный

покр

ным