Масличные растения семейства капустных-перспективное сырье для России Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

■ „ ' ' 635.34.002.3

МАСЛИЧНЫЕ РАСТЕНИЯ СЕМЕЙСТВА КАПУСТНЫХ- . ПЕРСПЕКТИВНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ РОССИИ . ■■

В.Г. ЛОБАНОВ, А.Д. МИНАКОВА,

И.В. ШУЛЬВИНСКАЯ, В.Г. ЩЕРБАКОВ

Кубанский государственный технологический университет

Масложировая промышленность является отраслью, продукция которой во многом определяет продовольственную безопасность России. Для ее устойчивой работы необходима сырьевая база, производящая растительное масличное сырье - семена масличных растений. После распада СССР значительная часть районов, возделывавших масличные растения, стала ближним зарубежьем, и объемы масличного сырья в России сократились.

В связи с этим особую актуальность приобретает поиск новых ввдов масличныхрастений, которые могли бы возделываться в климатических условиях нашей страны и компенсировать существующий недостаток масличного сырья. К таким культурам относятся масличные растения семейства капустных - рапс и сурепица, относительно мало возделывавшиеся в России, но широко распространенные в других странах.

В производственной практике под рапсом принято понимать два близких ботанических вида: рапс (Brassia napus subsp oleifera Metzger) и сурепицу (В. campestris subsp oleifera). Они принадлежат к семейству капустных, роду капуст.

Большинство ботаников относят рапс и сурепицу к растениям средиземноморского происхождения. Дикорастущий рапс с достоверностью неизвестен. Рапс является естественным амфидиплоидом и произошел в результате спонтанной гибридизации сурепицы и листовой формы капусты с последующей полиплоидиза-цией.

Рапс и сурепица - травянистые однолетние растения, представленные яровой и озимыми формами. Корень у рапса прямой, маловетвистый, достигает в глубин}' 2 м. Стебель прямостоячий, высотой 80-130 см, ветвистый, число ветвей первого порядка 4-8. Нижние листья черешковые, крупные; верхние листья сидячие; средние - узкие. Цветки мелкие желтые, собраны в рыхлые кисти. Стручки узкие, длиной 6-10 см, обычно двугнездные. На растениях формируется от 50 до 500 стручков в зависимости от площади питания. В стручке образуется 25-30 семян черного или бурого цвета, у сурепицы известна также желтая окраска семенной оболочки. Масса 1000 семян варьирует от 2,4 до 5,0 г.

Рапс относится к растениям длинного светового дня, однако может нормально развиваться при длине дня от 10 до 24 ч. Длина вегетационного периода у ^

ярового рапса изменяется от 80 до 120 дней в зависимости от района выращивания, у озимого рапса она составляет около 270 дней. У сурепицы продолжитель- і

ность развития на 15-30 дней короче, чем у рапса. ;

Рапс - холодостойкая культура. Прорастание семян '

начинается уже при +1°С, оптимальная температура для появления всходов 15-17 °С. Всходы выносят іфатковременньїе заморозки до -3...-5 °С. Цветение продолжительное - около 20 дней. Рапсу свойственно главным образом самоопыление, тогда какдля сурепицы характерно преимущественно перекрестное опыление. Оптимальная температура в период цветения 20-25 °С, при температуре выше 32 °С возможна стерилизация пыльцы [1]. Период налива семян продолжается около 30-40 дней.

Масличный рапс известен в Европе с давних пор. В XVI в. его выращивали в Бельгии и Голландии, затем он распространился в Германию, Францию, Данию, ! Швецию, Польшу и Россию. Рапс возделывают также в Индии, Китае и Японии. После второй мировой войны он занял большие площади в Канаде, которая остается крупнейшим экспортером рапса. В последние годы рапс получил распространение также в США, Южной Америке, Южной Африке и в Австралии. В настоящее время мировое производство масличного рапса составляет свыше 160 млн т.

Наряду с традиционными проблемами повышения урожайности семян, масличности, скороспелости, зимостойкости озимых сортов, технологичности, устойчивости к болезням, главными для рапса являются про -блемы биохимического состава масла и шрота.

Рапсовое масло, вместе с подсолнечным и арахисовым, - одно из наиболее потребляемых в мире растительных масел. Жирно кислотный состав пищевого рапсового масла подобен оливковому. После извлечения масла остается шрот, содержащий около 26 % белков, который используют в кормопроизводстве.

Особенностью жирнокислотного состава рапсового и сурепного масла является присутствие эруковой и эйкозеновой жирных кислот. В сортовых популяциях рапса и сурепицы, не подвергшихся отбору по жирнокислотному составу, содержание эруковой кислоты колеблется от 15 до 60 % [2]. Эти жирные длинноцепочечные кислоты, состоящие из 20 (эйкозеновая) и 22 (эруковая) атомов углерода, не утилизируются фер-

-3,2003

L002.3

говош длине кода у ависи-)на со-игель-;а.

семян

ратура

1Н0СЯТ

:тение 'венно ?репи-шы деления асте-зодол-

пор, В затем ,анию, зкжев зойны гается годы )жной оящее а сопения ги, зи-таой-япро-

1ХИСО-

засти-

[евого

иече-

{>бсл-

ICOBO-

1ВОЙ и щиях ирно-;лоты ноце-)и22 фер-

ментной системой млекопитающих и имеют тенденцию накапливаться в различных тканях, оказывая вредное воздействие на рост и развитие организма.

В масле сортов, у которых содержание эруковой кислоты снижено практически до нуля, уровень олеиновой кислоты повышается до 60-65 %, линолевой -до 20 %, а количество линоленовой и эйкозеновой кислот уменьшается до 10 и 2 % соответственно. Таким образом, масло безэруковых сортов рапса по содержанию олеиновой кислоты становится сходным с оливковым, а сумма нежелательных насыщенных жирных кислот в нем в два раза ниже (7 %), чем в оливковом масле (14-16 %). Благодаря такому составу рапсовое масло безэруковых сортов не вызывает повышения уровня холестерина и признается диетологами оптимальным для здоровья.

Возможность широкого пищевого использования рапсового и сурепного масел появилась после выведения в Канаде в 1961 г. из немецкого сорта 1л1ю растений, не содержащих эруковой кислоты. На их основе благодаря использованию методики определения жири о кислотно го состава масла в одной семядоле проростка создан исходный материал для селекции безэруковых сортов рапса и сурепицы.

Подобные сорта, в масле которых эруковая кислота отсутствует или ее количество не превышает допустимого уровня, принято относить к типу «0». В 1995 г. в России районированы два озимых сорта «0»-типа: французский М-ЫеиГ и Проминь селекции ВНИИМК

[3].

Селекция на безэруковость оказалась неразрывно связанной с отбором на низкое содержание глюкози-нолатов. Рапсовый шрот является высокобелковым кормом, в нем содержится 40-50 % белка, сбалансированного по аминокислотному составу, который подобен соевому. При индустриальной переработке семян рапса б шроте обнаружены в количестве 5-6 % глюко-зинолаты (гликозиды моносахаридов, в которых кислород карбонильной группы замещен атомом серы). Фермент мирозиназа, содержащийся в семенах, гидролизует глюкозинолаты с образованием глюкозы, неорганического сульфата и изотиоциоатов, обладающих токсичными свойствами.

Для улучшения рапсового шрота применяют термический и биохимический способы обработки, при которых фермент мирозиназа денатурируется. Однако эти способы не получили широкого распространения в производстве из-за высокой стоимости и потерь масла и белка. Наиболее дешевым и эффективным методом улучшения шрота является выращивание сортов рапса с пониженным содержанием глюкозинолатов, которое в современных сортах не должно превышать 1 % от массы абсолютно сухого обезжиренного вещества (или 20 мг воздушно-сухого вещества). Сорта, отвечающие требованиям отсутствия эруковой кислоты в масле.и низкого содержания глюкозинолатов в семенах, обозначают «00».

К 1995 г. в нашей стране были районированы следующие сорта ярового рапса «00»-типа: ВНИЙМК-214-, Гэдстнт Рядикя г? LLThht Ярвэлок (сс~ лекции ВНИИМК, Краснодар); Липецкий (ВНИПТИ рапса, Липецк); Луговской (ВИК Московской области); Дубравинский скороспелый (Ужурская ГССКК, Красноярский край); Золотонивский (Омский СХИ); Оредеж-2 (НИИСХ Северо-Запада, Ленинградская область), а также сорта, интродуцированные из Швеции, - Global и Hanna. Среди озимых районированных сортов к «00»-типу относятся Отрадненский (ВНИИМК) и Тисменицкий (Украинский НИИКК, Ивано-Франковск).

Все утвержденные для районирования сорта яровой сурепицы относятся к «00»-типу: Восточная и Янтарная селекции ВНИИМК и Emma из Швеции. Впервые представлены к внесению в реестр сорта Аргумент и Мадригал (ВНИПТИР, Липецк), СибНИИК-21 (Новосибирская область), а также Lisoran PF 1040/91, созданные в Германии.

Известна изменчивость окраски семенной оболочки у сурепицы. Установлено, что мука из желтых семян содержит на 1 % клетчатки меньше, чем мука из темноокрашенных семян. Этот признак обусловлен действием генов Вг1-Вг8. Полностью желтые семена фенотипически проявляются у гомозиготы по рецессивным аллелям всех генов. Сорта сурепицы без эруковой кислоты с низким содержанием глюкозинолатов и желтой окраской семенной оболочки обозначают «000». К этой группе сортов относятся Восточная и Янтарная (ВНИИМК), Косогорская и Крутоярская (Ужурская ГССКК), Kelta, Vakka и Nopsa (Финляндия), Tyko и WW-341 (Швеция), Jumbuk (Австралия), а также канадские линии BL-GHY-1 и BL-802-2.

Дня рапса перспективна возможность создания гибридов на основе системы цитоплазматической мужской стерильности. Эффект гетерозиса достигает у рапса 15-20 % [4]. Известно не менее семи источников ЦМС различного происхождения. В настоящее время практическое значение имеет система Polima, на основе которой идет создание производственных гибридов

[5].

Помимо этих основных проблем, в селекции рапса и сурепицы решается и ряд других задач. Кормовые достоинства жмыха связаны с высоким содержанием белков, сбалансированных по аминокислотному составу. Так, созданный во ВНИИМК сорт Галант содержит 6,3-6,5 % лизина.

Все изложенное свидетельствует о перспективности дальнейшего расширения посевов рапса и сурепицы в Российской Федерации, что ПОЗВОЛИТ' существенно расширить сырьевую базу масложировой промышленности и обеспечит ее устойчивую работу на протя-

жении всего производственного периода без импорта масличных семян и растительных масел.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ро1о\уккР.Ь., вап'Ипеу У.К. //Ат. ВсЛ. (ив А). - 1998. - 62. -№ 1. - Р. 83-86.

2. Перечень образцов коллекции рапса и сурепицы с характеристикой качеств масла (по содержанию жирных кислот). - Л., 1987. -34 с.

3. Официальный бюллетень Государственного комитета РФ по испытанию и охране селекционных достижений при Минсельхозпроде России. - М., 1 995.

4. Franen М Andan und Zuchtung von Raps in der Bundesrepublich Deutschland // GCIRC Bull. - 1990. - № 6. - P. 31-36.

5. Piimisch R.,McVetty P.B.E. //Can. J. PlantSei. - 1994. - №74. -P.437^t40.

Кафедра биохимии и технической микробиологии

Поступила 17.01.03 г.

665.335.82.002.3:664.3

ВИНОГРАДНЫЕ СЕМЕНА-ВАЖНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ МАСЛОЖИРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Таблица I

Л.В. СИНЯВСКАЯ, С.А. КАЛМАНОВИЧ,

В.И. МАРТОВЩУК, А.Ф. БАБУШКИН, Н.С. КРАВЧУК

Кубанский государственный технологический университет

В условиях рынка производство винограда стало вновь расти [1]. Винные сорта винограда составляют до 70 % от общего объема его производства и являются основным сырьем винодельческой промышленности. С увеличением объема переработки ягод винограда растет и количество получаемых отходов, среди которых виноградные семена занимают важное место, так как из них можно получить до 10 тыс. т масла.

За последние годы поступление сырья на маслозаводы значительно сократилось. В связи с этим возникла проблема удовлетворения нужд даже фармакопейной промышленности, использующей масло в качестве растворителя лекарств, вводимых в кровь человека. Еще большее количество масла применяется в парфюмерии, а также для пищевых целей [2]. Качество виноградных семян, поставляемых на заводы масложировой промышленности, зависит от их сортовых особенностей, условий возделывания, зон произрастания, а также способов их выделения из выжимок.

Виноградные семена, получаемые на Старотита-ровском винзаводе, (Темрюкский район Краснодарского края) после сушки на АВМ представляют собой смесь из сортов винограда Ркацители, Саперави, Каберне, Рислинг, Шаногри и Траминер.

Изучение состава семян и масел осуществляли по

методам [3,4].

Определение общего содержания фенольных соединений в семенах проводили методом Левенталя в

пересчете на танин [5].

В табл. 1 приведен химический состав семян винограда, а в табл. 2 и 3 - химический состав выделенных из них масел.

№ образца семян Мае личность, % Влажность, % КЧ масла семян, мг КОН/г Массовая фенольных нений.

1 15,2 8,0 0,91 2,81

2 16,8 7,6 0,85 2,94

3 16,3 7,9 5,10 3,27

4 16,9 6,4 2,01 4,56

5 16,3 6,9 1,83 4,18

6 17,5 6,7 1,85 3,75

7 17,0 6,2 1,49 4,26

Как видно из данных табл. 1, масличность семян колеблется в интервале от 15,2 до 17,5 %, кислотное число (КЧ) масла - от 0,85 до 5,10 мгКОН/г, влажность -от 6,2 до 8,0 %, а содержание фенольных соединений - от 2,81 до 4,56 %.

Таблица 2

№ образца семян Содержание, мг/кг Соотношение

хлоро- филлы кароти- ноиды каро- тины ксанто- филлы кароти- ны:ксанто- филлы хлорофил- льккароти- ноиды

1 20,6 10,2 1,7 7,0 0,24 2,0

2 24,5 9,8 1,4 6,8 0,20 2,4

3 52 7 11,6 3,1 6,0 0,52 4,5

4 47,1 12,6 2,8 5,8 0,48 3,7

5 62,2 12,7 3,7 5,9 0,63 4,8

6 57,6 12,5 3,4 6,1 0,55 4,6

7 65,9 12,3 3,9 6,2 0,62 5,3

Все изученные масла имели интенсивную окраску от зелено-желтого до темно-бурого цвета Причиной интенсивной окраски масел является высокое содержание в них пигментов группы хлорофилла, среди которых преобладают феофитины. Для удаления пигментов этой группы из масел потребуется разработка специальных приемов рафинации.

Содержание пигментов группы хлорофилла в маслах семян колеблется в широких пределах - от 20,6 до 65,9 мг/кг. Оно превышает содержание пигментов группы каротина в 2,4—4,6 раза.