CC BY
87
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10409 УДК 633.85:631:526.32
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МАСЛОСЕМЯН КАПУСТНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕВОЛЖСКОГО РЕГИОНА
А. Н. КШНИКАТКИНА1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (e-mail: [email protected])
Т. Я. ПРАХОВА2, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: prakhova.tanya@ yandex.ru)
А. П. КРЫЛОВ1, аспирант
А. А. ГАЛИУЛЛИН1, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. декана
пензенский государственный аграрный университет, ул. Ботаническая, 30, Пенза, 440014, Российская Федерация
2Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Мичурина, 1Б, р.п. Лунино, Пензенская обл., 442731, Российская Федерация
Резюме. Изучены масличность и жирнокислотный состав семян капустных культур, выращенных в условиях лесостепной зоны Поволжья. Основные компоненты их жирнокислотного состава - линоленовая, линолевая, эйкозеновая и олеиновая кислоты. Содержание эруковой кислоты по культурам варьирует от 0,03 до 59,53 %. Наибольшей масличностью обладали семена крамбе абиссинской - 45,6 %, что на 4,4-11,1 % превышает остальные культуры. Содержание жира у горчицы белой и редьки масличной находилось на одном уровне и составляло 32,9 и 34,5 %. Высокая концентрация в маслосеменахрапса и сурепицы олеиновой кислоты (54,99-64,25 %) и низкое эруковой(0,03-0,65 %)характеризует ихпригодность в основном для пищевых целей. Содержание олеиновой и эруковой кислот на уровне 13,69-14,37 % и 2,98-3,34 %, а также высокое содержание линолевой (15,58-18,16%) илинолено-вой (35,60-37,23 %) кислот позволяет использовать масло рыжика на пищевые и технические цели. Масло крамбе, горчицы белой и редьки масличной, благодаря высокому содержанию эруковой кислоты (18,01-59,53 %), пригодно для получения биодизеля. Отношение С18:2кС18:1 кислотуярового и озимого рапса в среднем составляет2,5:1, омега-6(линолевой) комега-3(линоленовой) в среднем по озимому и яровому рыжику - 1:2,5, что соответствует рекомендуемому соотношению кислот для пищевых масел. Корреляционный анализ показал положительную связь масличности семян с содержанием олеиновой кислоты (r = 0,71), слабую с линолевой (r = 0,12) и линоленовой (r = 0,18), и отрицательную с эруковой (r = -0,34). Благодаря возможности многопланового использования масличные культуры семейства капустных перспективны для возделывания в условиях Среднего Поволжья. Ключевые слова: капустные культуры, масличность, жирнокис-лотный состав, линолевая, олеиновая, эруковая кислоты. Для цитирования: Оценка качества маслосемян капустных культур в условиях Средневолжского региона/А. Н. Кшникат-кина, Т. Я. Прахова, А. П. Крылов и др. //Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 4. С. 41-43. DOI: 10.24411/02352451-2018-10409.
Растущий интерес к культурам семейства Вгазвюасеае обусловлен увеличением производства масличного сырья и потребления биотоплива в мире, что может привести к значительному изменению структуры посевных площадей под масличными культурами [1, 2]. Высокий спрос, как на внутреннем, так и на международном рынках, стимулирование производства масличного сырья со стороны производителей биодизельного топлива, а также необходимость диверсификации растениеводческой отрасли определяют необходимость увеличения посевов капустных культур [2, 3]. В этом отношении перспективны, как традиционные масличные (рапс, яровая и озимая сурепица, горчица белая, редька масличная), так и нетрадиционные (рыжик посевной, крамбе абиссинская) [4, 5, 6, 7].
Биологические особенности позволяют выращивать крестоцветные культуры в широком диапазоне почвенно-климатических условий. Они хорошо адаптированы к возделыванию в регионах с высокой относительной влажностью воздуха и достаточным количеством осадков, с умеренными температурами в период вегетации, особенно весной и в начале лета, когда проходит фаза вегетативного развития растений. Нельзя не учитывать и их высокую устойчивость к засухе [8, 9, 10, 11]. Эти культуры обладают значительным потенциалом продуктивности и служит источником высококачественного сырья многопланового использования.
Масло горчицы применяют в консервной, маргариновой, мыловаренной, текстильной и фармацевтической отраслях промышленности, а также в хлебопечении и кондитерском производстве. В качестве побочного продукта получают горчичный порошок и эфирное масло (аллило-вое), используемые в медицине, ветеринарии и химической промышленности [12]. Масло рапса имеет техническое и пищевое значение. Техническое рапсовое масло применяют в металлургической, лакокрасочной, мыловаренной и текстильной промышленности [9, 13].
Цель наших исследований изучение жирнокислотного состава маслосемян культур семейства капустных, выращенных в условиях Среднего Поволжья для обоснования диверсификации производства масличных растений различного направления использования.
Условия, материалы и методы. Объектом исследования были маслосемена масличных капустных культур, выращенные на черноземах выщелоченных среднемощ-ных среднегумусных. Почвы имеют слабокислую реакцию среды (рНвод 6,4), содержание гумуса - 6,51 %. Метеоусловия в годы исследований (2015-2017 гг.) характеризовались как умеренно увлажненные (ГТК 0,8-1,0).
Изучали семена рапса озимого Северянин, рапса ярового Галант, сурепицы озимой Злата, сурепицы яровой Янтарная, рыжика озимого Козырь, рыжика ярового Юбиляр, крамбе абиссинской Полет, горчицы белой Люция и редьки масличной Фиолина. Технология возделывания - общепринятая в регионе. Минеральные удобрения под культуры не вносили. Обработку посевов инсектицидами проводили при превышении количества вредных объектов экономического порога вредоносности.
Общая направленность процесса образования жира заключается в последовательном увеличении его количества в формирующихся семенах начиная с завязывания и до созревания. В связи с этим для анализа маслона-копления образцы отбирали каждые 10 дней, начиная со времени образования семян.
Для изучения состава высокомолекулярных жирных кислот (ВЖК) масло получали по ГОСТ Р 51 483-99. Идентификацию и определение содержания ВЖК выполняли методом газожидкостной хроматографии.
Результаты и обсуждение. Количество и качество жира в семенах различных масличных культур изменяется в зависимости от вида и сорта растений, а также от условий произрастания (условий питания и обеспеченности влагой) [14].
Рисунок. Динамика накопления жира в семенах масличных культур: ■ - семена прозрачные; □ - семена зеленые водянистые; - молочно-восковая спелость; □ - семена зрелые.
У всех культур на начальных этапах развития семян (семена прозрачные) содержание жира было низким и варьировало в пределах 3,8-6,3 % (см. рисунок). Начиная со стадии, когда семена приобретают зеленый цвет, но еще остаются водянистыми, отмечается неравномерность течения маслообразовательного процесса и изменение его скорости. Особенно это проявляется у сурепицы и крамбе, у которых содержание жира в семенах увеличилось примерно в 3-4 раза. При наступлении молочно-восковой спелости интенсивность накопления масла резко снижается, и к фазе полной зрелости семян содержание жира увеличивается, по сравнению с молочно-восковой спелостью, всего на 1,5-5,7 %.
Наибольшей масличностью обладали семена крамбе абиссинской - 45,6 %, которая по величина этого показателя существенно превышала остальные изучаемые культуры. Содержание жира в семенах горчицы и редьки находилось на одном уровне и составляло 35,9 и 34,5 % соответственно.
Качественная оценка жирнокислотного состава маслосемян показывает, что основными жирными кислотами можно считать пальмитиновую С18:2, стеариновую С18:0, олеиновую С18:1, линолевую С18:2 и линоленовую С18:3, которые отличаются по своему процентному содержанию и в основном определяют назначение использования продукции культур.
Высокая концентрация олеиновой кислоты (54,9964,25 %) и низкая эруковой (0,03-0,65 %) делает масло озимых и яровых рапса и сурепицы пригодными в основном для пищевых целей (табл. 1). Качественные показатели масла рыжика, а именно содержание олеиновой кислоты на уровне 13,69-14,37 %, эруковой - 2,983,34 %, открывают возможности для его использования на пищевые цели, поскольку такие параметры соответствует требованиям к пищевым растительным маслам (эруковой кислоты не более 5 %). В то же время высокое содержание в маслосеменах рыжика полиненасыщенных
жирных кислот - линолевой (15,58-18,16 %) и линолено-вой (35,60-37,23 %) - делает его пригодным для технических целей. Высокое содержание олеиновой кислоты в масле горчицы и редьки, достигающее 29,94 и 30,16 % соответственно, открывает возможности для использования в кондитерской промышленности, для изготовления майонезов и других консервов.
У изученных культур ярового типа отмечена большая концентрации олеиновой и линолевой кислот - 44,81 и 20,12 % соответственно, что на 1,42 и 0,33 % больше, чем у озимых. При этом накопление пальмитиновой и стеариновой кислот в культурах озимой формы было, наоборот, выше, чем в яровых, - в среднем 1,85-4,08 % против 1,80-3,93 %. В среднем отношение содержания С18:2 (линолевая) кислоты к С18:1 (олеиновая) у ярового и озимого рапса составляет 2,5:1, омега-6 (линолевая) к омега-3 (ли-ноленовая) у озимого и ярового рыжика - 1:2,5. Это соответствует рекомендуемому соотношению кислот для пищевых масел.
Размах вариации содержания линолевой, линолено-вой, эйкозеновой и эруковой кислот по культурам был высоким - 32,7-46,0 %, что свидетельствует о разном проявлении этого признака. Концентрация пальмитиновой и стеариновой кислот по культурам изменялась менее значительно (V - 8,4 и 9,3 % соответственно).
Масло крамбе, горчицы белой и редьки масличной, благодаря высокому содержанию эруковой кислоты (18,01-59,53 %) можно использовать на технические цели, для получения биодизеля.
Следует подчеркнуть, что содержание эйкозеновой кислоты, специфичной для масла рыжика, оставалось на достаточно высоком уровне и изменялось в пределах от 14,8 % у ярового рыжика до 16,8 % у озимого рыжика. Масло с высоким содержанием эруковой и эйкозеновой жирных кислот используют на технические цели и для производства биотоплива, так как это динноцепочные кислоты, имеющие высокую теплоту сгорания.
Результаты корреляционного анализа свидетельствуют о высокой положительной связи масличности с содержанием олеиновой кислоты, коэффициент корреляции составил - 0,71. Отмечена слабая прямая сопряженность масличности с концентрацией линолевой (г = 0,12) и линоленовой (г = 0,18) кислот, а также обратная с
содержанием эруковой кислоты - г= -0,34 (табл. 2).
Таблица 1. Содержание основных жирных кислот в масличных культурах, % от общего содержания жирных кислот в масле
Культура Миристи-новая Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Линолено-вая Эйкозено-вая Эруковая
Озимые
Рыжик 0,05 4,79 2,27 14,37 15,58 37,23 16,15 2,98
Рапс 0,05 4,81 2,14 60,81 20,29 8,35 1,34 0,65
Сурепица 0,03 2,64 1,13 54,99 23,75 14,52 1,25 0,22
Яровые
Рыжик 0,05 5,51 2,28 13,69 18,16 35,60 14,80 3,34
Рапс 0,05 3,49 1,74 64,25 18,73 8,66 1,35 0,03
Сурепица 0,03 2,80 1,38 56,50 23,46 13,19 1,15 0,30
Крамбе 0,04 1,31 0,58 16,15 7,91 7,86 2,13 59,53
Горчица белая 0,05 2,83 1,29 29,94 11,34 9,57 8,16 29,99
Редька масличная 0,07 5,40 2,21 30,16 15,54 13,47 9,22 18,01
V, % 4,5 8,4 9,3 19,2 32,7 38,9 42,1 46,0
Таблица 2. Коэффициенты корреляции содержания жирных кислот с мас-личностью
Название кислоты
Наименование пальми- стеари- олеино- линоле- линоле- эруко-
тиновая новая вая вая новая вая
Линоленовая — — — — — 0,65
Линолевая — — — — 0,68 -0,10
Олеиновая — — — -0,47 -0,33 0,28
Стеариновая - — -0,24 0,25 0,37 0,62
Пальмитиновая — 0,51 0,17 -0,11 0,46 0,51
Масличность 0,17 -0,11 0,71 0,12 0,18 -0,34
Содержание линолевое и линоленовой кислот тесно взаимосвязано, коэффициент корреляции равен 0,68. Сильная положительная корреляция отмечена у эруковой кислоты с линоленовой (r=0,65) и стеариновой (r=0,62). Выявлена средняя сопряженность между содержанием пальмитиновой и стеариновой кислот (r = 0,51).
Растительные масла, используемые для непосредственного употребления в пищу, для получения продуктов питания и использования на технические
цели, как правило, не имеют оптимального жирнокислотного состава, который по современным представлениям определяется не только содержанием полиненасыщенных жирных кислот, но и их соотношением. Например рекомендуемое соотношение омега-6 к омега-3 кислот в масле пищевого использования подсолнечника составляет 1:2-1:6. В нерафинированном масле рапса оно составляет 1:2,5.
Выводы. Таким образом, изучаемые масличные культуры (рапс, сурепица, рыжик, крамбе абиссинская, горчица белая и редька масличная) характеризуются различным жирнокислотным составом и перспективны для возделывания в условиях Среднего Поволжья с целью диверсификации производства масличных растений в связи с возможностью многопланового использования их продукции.
Литература.
1. Mamun F., Ali M. H, Chowdhury I. F., Hasanuzzaman M., Matin M. A. Performance of rapeseed and mustard varieties grown under different plant density //Scientia Agriculture. 2014. Vol. 4 (2). Pp. 70-75.
2. Лукомец В. М., Зеленцов С. В., Кривошлыков К. М. Перспективы и резервы расширения производства масличных культур в Российской Федерации // Масличные культуры. 2015. Вып. 4 (164). С. 81-102.
3. Performance of Rapeseed and Mustard (Brassica sp.) Varieties/Lines in North-East Region (Sylhet) of Bangladesh / U. H. Mostofa, I. Nazrul, K. Monjurul, H. M. Noor//Agricultural Research & Technology. 2016. June. Vol. 1 (5). Pp. 001-006.
4. Прахова Т. Я., Смирнов А. А. Рыжик (CAMELINA SATIVA (L.) CRANTZ) и крамбе (CRAMBEABYSSINICA HOCHST.) - перспективные масличные культуры // Зерновое хозяйство России. 2013. № 4 (28). С. 20-22.
5. Тулькубаева С. А., Васин В. Г., Абуова А. Б. Возделывание ярового рапса в системе сберегающего земледелия на севере Казахстана //Земледелие. 2018. № 1. С. 20-23.
6. Гурьянов А. М., Артемьев А. А., Капитанов М. П. Возделывание промежуточных культур в поукосных и пожнивных посевах // Земледелие. 2017. № 8. С. 24-28.
7. Тимошкин О. А., Прахова Т. Я. Перспективный способ повышения урожайности чечевицы тарелочной // Земледнлие. 2017. № 5. С. 21-24.
8. Кшникаткина А. Н., Прахова Т. Я. Рыжик озимый - как альтернатива масличным культурам // Фермер. Поволжье. 2015. № 7 (38). С. 34-35.
9. Гущина В. А., Гришин Г. Е., Лыкова А. С. Продуктивность ярового рапса в паровом звене севооборота лесостепи Среднего Поволжья в зависимости от нормы высева // Земледелие. 2016. № 5. С. 23-25.
10. Прахов В. А. Биохимические характеристики семян рыжика озимого// Инновационные технологии в АПК: теория и практика: сборник статей IV.Всероссийской научно-практической конференции. Пенза: РИО ПГСХА, 2016. С. 85-88.
11. Новые сорта масличных культур семейства Brassicaceae селекции Пензенского научно-исследовательского института сельского хозяйства/А. А. Смирнов, Т. Я. Прахова, Л. Е. Вельмисева и др. // Таврический вестник аграрной науки. 2016. № 3 (7). С. 95-102.
12. Water-soluble yellow mustard mucilage: A novel ingredient with potent antioxidant properties / Y. Wu, D. Hui, N. A. Eskin, etc. // International Journal of Biological Macromolecules. 2016. Vol. 91. Pр. 710-715.
13. Гущина В. А., Лыкова А. С. Особенности формирования урожайности и качества маслосемян ярового рапса в зависимости от густоты посева //Нива Поволжья. 2015. № 4 (37). С. 27-33.
14. Budin J. T., Breene W. M., Putnam D. H. Some compositional properties of camelina (Camelina Sativa L. Grandz) seeds and oil// J. Am. oil Chem. Soc. 1995. Vol. 72. № 3. Pp. 309-315.
ESTIMATION OF QUALITY OF OILSEEDS OF CABBAGE CULTURES UNDER CONDITIONS
OF THE MIDDLE VOLGA REGION
A. N. Kshnikatkina1, T. Ya. Prahova2, A. P. Krylov1, A. A. Galiullin1
'Penza State Agrarian University ul. Botanicheskaya, 30, Penza, 440014, Russian Federation
2Penza Research Institute of Agriculture, ul. Michurina, 1B, r.p. Lunino, Penzenskaya obl., 442731, Russian Federation Abstract. Oil content and fatty-acid composition of seeds of cabbage cultures, grown under conditions of the forest-steppe zone of the Volga region, was determined. The main components of their fatty-acid composition are linolenic, linoleic, eicosenic and oleic acids. The contents erucic acid in the cultures varies from 0.03 to 59.53%. Seeds of Crambe abyssinica had the most oil content - 45.6% that exceeded all other cultures by 4.4-11.1%. The content of fat in white mustard and oil radish was on the same level and was 32.9 and 34.5%. The high concentration of oleic acid (54.99-64.25%) and low content of erucic acid (0.03-0.65%) in oilseeds of rape and winter cress characterizes their suitability mainly for food purposes. The content of oleic and erucic acids at the level of 13.69-14.37% and 2.98-3.34%, as well as the high content of linoleic (15.58-18.16%) and linolenic (35.60-37.23%) acids allows to use the oil of false flax for food and technical purposes. The oil of crambe, white mustard, and oil radish oil, due to the high content of erucic acids (18.01-59.53%), can be used for technical purposes, for production of biodiesel. The ratio of C18:2 to C18:1 acids averages 2.5:1 in spring and winter rape; the ratio of omega-6 (linoleic) to omega-3 (linolenic) acids are 1:2.5 for winter and spring false flax, which corresponds to the recommended ratio of the acids for food oils. The correlation analysis revealed the positive correlation between oil content of seeds with the content of oleic acid (r = 0.71) and the weak correlations with the content of linoleic (r = 0.12) and linolenic acid (r = 0.18). The correlation of the oil content with the content of erucic acid was negative (r = -0.34). Due to the possibility of multifunctional use, oil cabbage cultures are perspective for cultivation under the conditions of the Middle Volga region. Keywords: cabbage cultures; oil content; fatty-acid composition; linoleic, oleic, erucic acids.
Author Details: A. N. Kshnikatkina, D. Sc. (Agr.), prof. (e-mail: [email protected]); T.Ya. Prahova, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: [email protected]); A. P. Krylov, post graduate student; A. A. Galiullin, Cand. Sc. (Agr.), deputy dean. For citation: Kshnikatkina A. N., Prahova T. Ya., Krylov A. P., Galiullin A. A. Estimation of Quality of Oilseeds of Cabbage Cultures under Conditions of the Middle Volga Region. DostizheniyanaukiitekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 4. Pp. 41-43 (in Russ.). DOI: 10.24411/02352451-2018-10409.
