CC BY
43УДК 633. 34:575.224(470.0)
СОДЕРЖАНИЕ И КАЧЕСТВО ЖИРА В СЕМЕНАХ СОИ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА
Белышкина М. Е., кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»;
Гуреева Е. В., кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»
В статье приведены результаты исследований по изучению жирно-кислотного состава семян сортов сои северного экотипа Магева, Светлая, Касатка и Георгия. Содержание жира в семенах изучаемых сортов составило в среднем 17,5-18,5%. Было выявлено преимущественное содержание в семенах сои полиненасыщенной линолевой кислоты, ее количество в зависимости от сорта колебалось в среднем от 34,9% (Ггоргия) до 51,4% (Магева). В наименьшем количестве в семенах содержалось насыщенной стеариновой и полиненасыщенной линоленовой кислот. По количеству ненасыщенных жирных кислот, а также соотношению линолевой и линоленовой кислот был признан лучшим сорт Светлая, который в полной мере отвечает требованиям к пищевым сортам сои.
Ключевые слова: соя, северный экотип, белок, жир, технология возделывания сои.
FAT CONTENT AND QUALITY IN NORTH ECOTYPE SOYBEAN SEEDS
Belyshkina M. E., Cand. Sc. (Agr ), senior researcher, Federal Scientific Agroengineering Center VIM
Gureyeva E. V., PhD (Ag), Key Research Associate, Federal Scientific Agroengineering Center VIM
The article presents the results of studies on the fatty acid composition of seeds of soybean varieties of the northern ecotype Mageva, Svetlaya, Kasatka and George. The fat content in the seeds of the studied varieties averaged 17.5-18.5%. The predominant content of polyunsaturated linoleic acid in soybean seeds was revealed; its amount, depending on the variety, varied on average from 34.9% (George) to 51.4% (Mageva). The smallest amount in the seeds contained saturated stearic and polyunsaturated linolenic acids. By the number of unsaturated fatty acids, as well as the ratio of linoleic and linolenic acids, the Svetlaya variety was recognized as the best, which fully meets the requirements for food grade soybeans.
Key words: soybean, Northern ecotype, protein, fat, soybean cultivation technology.
15
Введение. Важнейшей задачей современного экономического развития России является обеспечение продовольственной безопасности страны, ликвидации зависимости от зарубежных товаропроизводителей. Мировой опыт показывает, что эту задачу можно решать за счет увеличения валового производства сельскохозяйственных культур, в том числе - с высоким содержанием белка и жира - зернобобовых, рапса, подсолнечника, нута и амаранта [2]. Среди всех перечисленных культур господствующее положение в мире занимает соя, в состав белков которой входят незаменимые аминокислоты в пропорциях, близких к животным белкам, и которые после термической обработки, разрушающей ингибиторы протеаз, усваиваются на 86-95% [5, 10].
Благодаря реализации Целевой отраслевой программы «Развитие производства и переработки сои в Российской Федерации на период 2014-2020 гг.», в2019г. уборочная площадь под соей в России достигла 2,5 млн. га, а валовой сбор составил 4,3 млнт [12].
В связи с этим представляет несомненный практический интерес дальнейшее создание и внедрение новых сортов сои северного экотипа. Наиболее перспективными из которых в настоящее время являются сорта Магева, Светлая, Касатка и новый сорт Георгия. Это высокотехнологичные сорта сои северного экотипа зернового направления с потенциальной урожайностью 2,5-3,5 т/га, содержанием белка в семенах до 46% и жира - до 20% могут использоваться и как источник высокоценного масла, обогащенного незаменимыми полиненасыщенными жирными кислотами.
Основная продукция, получаемая из сои не только белок, но и масло, производство которого составляет около 30% всего производимого в мире. По биологической ценности и качеству масло сои превосходит масло горчицы, рапса, льна, подсолнечника и оливковое. Масло сои бесцветное, полувысыхающее, с плотностью 0,91-0,93, числом омыления 190-210 и йодным числом 125. В состав масла входят триглицериды, состоящие из глицерина и жирных кислот, с преобладанием ненасыщенных жирных кислот (86-87% общего количества), токоферолы (а, Р, у, 5), фосфолипиды. В соевом масле 2 раза больше лецитина, чем в сухом коровьем молоке, а по соотношению линолевой (незаменимой) и линоленовой кислот соответствует стандарту ФАО. Масло может использоваться как в натуральном, так и в переработанном виде для изготовления майонезов, маргарина, широкого спектра продуктов непищевого назначения (мыло, краски, пластмасса, медицинские препараты и др.) [8].
Соевое масло получают путем прессования соевых бобов или экстракции, оно содержит жизненно необходимые ненасыщенные жирные кислоты, витамины Е1, С. Соевое масло полезно при заболеваниях почек и нервной системы, улучшает обмен веществ, повышает иммунитет и является профилактическим средством от атеросклероза.
Рафинированное и дезодорированное масло из соевых бобов - основное сырье для производства маргарина, майонеза, хлеба и кондитерских изделий, а
16
также применяется для производства различных консервов в качестве стабилизатора и консерванта. Как источник лецитина соевое масло широко применяется в фармацевтической промышленности для производства мыла, различных моющих средств, красителей и пластмассы.
Основными потребителями соевого масла отечественного производства являются маргариновые заводы, масложировые комбинаты и другие предприятия пищевой отрасли, использующие масло в качестве сырья для производства маргарина, майонеза, пищевых жиров и других продуктов.
Целью исследований явилась оценка количественных и жирно-кислотного состава масла различных сортов сои северного экотипа.
Материал и методы исследований. Выполнялся биохимический анализ семян сортов сои Магева, Светлая, Касатка, Георгия. Исследуемые семена были получены в 2017-2018 гг. в селекционном питомнике Института семеноводства и агротехнологий - филиала Федерального научного центра ВИМ. Почва участка темно-серая лесная, тяжелосуглинистая по гранулометрическому составу, рНсол - 5,18, содержание органического вещества - 5,2%. Содержание подвижного фосфора - 312,9 мг/кг почвы, подвижного калия - 156,5 мг/кг почвы, азота нитратного - 5,54 мг/кг почвы. Метеорологические условия были близкими к среднемноголетним.
Сорт Магева получен методом индивидуального отбора из мутантной популяции. Форма растения кустовая, промежуточная. Содержание сырого протеина в семенах - 39-42%, жира - 17-19%. Сорт раннеспелый, период вегетации 83-99 дней. Сорт холодостойкий, способен формировать стабильные урожаи на слабокислых почвах. Сорт Светлая получен методом индивидуального отбора из гибридной популяции. Форма растения полусжатая, тип роста - детерминантный. Высота растений средняя, что обеспечивает устойчивость к полеганию. Содержание сырого протеина в семенах 37-44%, жира - 16-20%. Раннеспелый, вегетационный период 76-96 дней. Сорт Касатка получен методом индивидуального отбора из гибридной популяции. Содержание сырого белка в семенах при благоприятных условиях симбиоза может достигать 47%, жира - 16-18%. Сорт очень скороспелый, вегетационный период составляет 76-85 дней. Сорт Георгия получен методом индивидуального отбора из гибридной популяции. Содержание сырого протеина 38-45%, жира - 16-18%. Сорт раннеспелый, период вегетации 94-105 дней.
Биохимический анализ семян сои проводился в лаборатории исследований технологических свойств сельскохозяйственных материалов Федерального научного центра ВИМ. Определение аминокислотного состава семян сои проводилось с использованием монохроматорного анализатора N№5™ Б82500 Б (Бовв) методом спектроскопии в ближнем ИК-диапазоне (850-2500 нм). Определение жирно-кислотного состава масел семян сои проводилось на газовом хроматографе Shimadzu СС-2014 с пламенно ионизационным детектором. Идентификация компонентного состава масел проводилась по коэффициентам
17
удерживания в сравнении с образцами чистых веществ. Количество каждого компонента рассчитывали относительно общей площади пиков (общая площадь пиков принималась за 100%). Статистический анализ результатов проводили с использованием приложения Microsoft Excel и статистического пакета IBM SPSS Statistics.
Результаты и обсуждение. Погодные условия во многом определяют динамику физиологических процессов в растении, что в свою очередь влияет на соотношение белка и жира в семенах, а также на их качественный состав. Так в годы с недостаточным увлажнением, при подавлении деятельности симбио-тического аппарата и сокращением фотосинтетического потенциала, отмечено минимальное содержание белка в семенах у всех сортов, при этом содержание жира и углеводов было максимальным. Например, у сорта Магева содержание жира в засушливые годы увеличивалось на 4,4%. В целом влияние погодных условий на качество семян, в том числе на содержание жира, проявляется в большей степени в момент созревания семян [6].
Сроки посева в целом не оказывают непосредственного влияния на содержание и качественный состав жира. При этом в некоторых экспериментах у сортов Светлая и Магева было отмечено снижение содержания олеиновой кислоты при смещении посева на более поздние сроки в среднем на 2,13-5,47%, у других сортов можно говорить лишь о наметившейся тенденции к снижению. В любом случае, посев в более поздние сроки (в Центральном Нечерноземье это II, III декады мая) приводит к большому риску значительного увеличения периода вегетации растений сои, большой предуборочной влажности семян и, как следствие, поражению их грибковыми инфекциями [3,4].
Количество бобов и семян на растении зависит в одинаковой степени от приемов выращивания и погодных условий. С увеличением плотности ценоза растет количество одно- и двусемянных бобов, причем количество последних убывает по мере увеличения нормы высева. Исследования показали, что самое высокое качество масла наблюдается в семенах из двусемянных бобов [7]. В семенах из односемянных бобов жир содержит на 2,0-3,5% меньше ненасыщенных жирных кислот, меньше его и в семенах из трех- и четырехсемянных бобов. Односемянные бобы формируются, как правило, при дефиците света, что часто наблюдается в посевах с нормой высева более 600 млн. всхожих семян на га. В результате проведенных исследований, пришли к выводу, что при создании сортов северного экотипа следует отдавать предпочтение формам, образующим преимущественно двусемянные бобы, на это же должны быть направлены и приемы возделывания.
Существует следующая закономерность - в более северных широтах при невысоких температурах в сое повышается содержание белка, и наоборот, чем южнее выращивается соя и выше среднесуточные температуры, тем больше жира в семенах, а белка становится меньше [9]. Однако, содержание белка и жира в семенах сои в Нечерноземной зоне Российской Федерации может также
18
варьировать в зависимости от условий вегетационного периода [8]. В условиях средней полосы России каждый второй год характеризуется неблагоприятными для сои погодными условиями, чаще всего растения страдают от недостатка влаги [7]. Как правило, период недостаточного увлажнения приходился на бутонизацию, цветение и созревание сои, что приводит к снижению содержания белка в семенах, при этом содержание масла и углеводов возрастает [1, 13]. Однако, ввиду уменьшения количества бобов на растении, сбор масла с урожаем уменьшается в 2-4 раза.
Был проведен анализ сортов сои северного экотипа и определен жирно-кислотный состав масла. Определяли соотношение насыщенных (пальмитиновая, стеариновая) и ненасыщенных: моно- (олеиновая) и полиненасыщенных (ли-нолевая, линоленовая) жирных кислот. Так, было выявлено преимущественное содержание в семенах сои полиненасыщенной линолевой кислоты, ее количество в зависимости от сорта колебалось в среднем от 34,9% (Георгия) до 51,4% (Магева). В наименьшем количестве оказалось содержание насыщенной стеариновой и полиненасыщенной линоленовой кислот (табл. 1).
Таблица 1. Жирно-кислотный состав семян сортов сои северного
экотипа, %
Сорт Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Линоленовая
Магева 19,0 3,9 19,7 51,4 5,5
Светлая 20,2 4,5 20,1 46,8 8,8
Касатка 17,6 3,9 21,8 51,0 5,4
Георгия 30,1 5,5 24,2 34,9 5,2
НСР„, 3,63 1,25 2,67 8,43 1,76
Учеными ВНИИМК имени B.C. Пустовойта [11] разработана классификация сортов сои по биохимическим показателям жира (табл. 2). Согласно этой классификации, все сорта делятся на две группы: традиционные и пищевые. Пищевые сорта характеризуются повышенным содержанием белка (45,2%) и пониженным - жира (17,8%), соотношение полиненасыщенных жирных кислот - линолевой и линоленовой составляет 5,5. Традиционные сорта содержат меньше белка - 37,9%, больше жира - 23,2%, а соотношение линолевой и линоленовой жирных кислот составляет в среднем 7,7.
В результате сопоставления жирно-кислотного состава сортов сои северного экотипа и группы сортов, условно относящихся к традиционным и пищевым, было выявлено, что содержание ненасыщенных жирных кислот, особенно мононенасыщенных, у исследуемых сортов ниже, чем у традиционных и больше соответствует пищевым (табл. 2). По соотношению линолевой и линоленовой кислот сорт сои северного экотипа Светлая выделяется среди остальных и соответствует пищевым сортам. Таким образом, наиболее пригодным
Таблица 2. Сравнительная оценка биохимических показателей жира традиционных сортов и сортов сои северного экотипа
Показатель Традиционные сорта(по Петиб-ской) Пищевые сорта Сорта северного экотипа
Магева Светлая Касатка Георгия
Содержание жира, % 23,2 17,8 17,5 ± 1,25 17,7 ± 0,94 18,5 ± 1,14 18,5 ± 1,23
Содержание белка, % 37,9 45,2 38,9 ± 1,53 41,2 ± 1,22 39,2 ± 1,82 39,3 ± 1,35
Доля жирных кислот в масле, %: насыщенных 12,8 13,8 23,2 24,4 22,0 35,6
мононенасыщенных 24,8 20,0 20,0 19,8 21,6 23,9
полиненасыщенных 61,8 66,5 56,8 55,8 56,2 40,5
Отношение - линолевая: линоленовая кислота 7,7 5,5 9,3 5,3 9,4 6,7
для переработки на пищевые цели среди сортов сои северного экотипа был признан сорт Светлая, который содержит в среднем 17,7% жира и 41,2% белка.
Выводы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что соя является перспективной культурой в Центральном Нечерноземье. Соя северного экотипа соответствует традиционным сортам по содержанию белка. Содержание жира в семенах изучаемых сортов варьирует в среднем от 17,5% (Магева) до 18,5% (Георгия). Содержание ненасыщенных жирных кислот, особенно мононенасыщенных, у сортов сои северного экотипа ниже, чем у традиционных сортов, но в то же время по соотношению линолевой и линоленовой кислот они превосходят традиционные сорта, а Светлая по этому показателю соответствует пищевым сортам. Анализ качественной составляющей соевого жира наряду с повышенным содержанием белка дает основание рекомендовать сорта сои северного экотипа не только на кормовые, технические, но и на пищевые цели.
20
Список использованных источников:
1. Антонов С.И., Ермолина О.В. Изучение взаимосвязи содержания белка и жира в семенах сои II Научное обеспечение стабильности производства зерновых и кормовых культур: материалы научно-практической конференции. Ростов-на-Дону, 2008. С. 227-232.
2. Белышкина М.Е. Проблема производства растительного белка и роль зерновых бобовых культур в ее решении II При-родообустройство. 2018. № 2. С. 65-73.
3. Белышкина М.Е., Гатау-лина Г.Г. Урожайность и элементы структуры урожая ультраскороспелого сорта сои Касатка при разных способах посева и густоте стояния растений II Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2010. № 6. С. 51-54.
4. Головина Е.В., Зотиков В.И. Продукционный процесс и адаптивные реакции к абиотическим факторам сортов сои северного экотипа в условиях центрально-черноземного региона РФ: Монография. - Орел: ООО Полиграфическая фирма «Картуш», 2019. С. 46-57.
5. Зайцев Н.И., Бочкарев Н.И., Зеленцов C.B. Перспективы и направления селекции сои в России в условиях реализации национальной стратегии импортозамещения II Масличные культуры: Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур, 2016. № 2 (166). С. 3-11.
6. Зеленцов C.B. Экспрессия некоторых биохимических признаков семян сои в филогенезе подрода
References:
1. Antonov S.I., Ermolina O.V. The study of the relationship of protein and fat in soybean seeds II Scientific support for the stability of the production of grain and forage crops: materials of a scientific and practical conference. Rostov-on-Don, 2008. P. 227-232.
2. Belyshkina M.E. The problem of the production of vegetable protein and the role of leguminous crops in its solution II Environmental Engineering. 2018.No. 2.P. 65-73.
3. Belyshkina M.E., Gataulina G.G. Yield and structural elements of the crop of ultra-early soybean variety Kasatka with different methods of sowing and plant density II News of the Timiryazev Agricultural Academy. 2010. No. 6. P. 51-54.
4. Golovina E.V., Zotikov V.I. The production process and adaptive reactions to abiotic factors of soybean varieties of the northern ecotype in the conditions of the central chernozem region of the Russian Federation: Monograph. - Eagle: LLC Printing company Kartush, 2019. P. 46-57.
5. Zaitsev N.I., Bochkarev N.I., Zelentsov S.V. Prospects and directions of soybean breeding in Russia in the context of the implementation of the national import substitution strategy II Oilseeds: Scientific and Technical Bulletin of the All-Russian Scientific-Research Institute of Oilseeds, 2016. No. 2 (166). P. 3-11.
6. Zelentsov S.V. Expression of some biochemical characteristics of soybean seeds in the phylogenesis of the subgenus Soja (Moench) F.J. Herm II Materials of the XI Congress of the
21
Soja (Moench) F.J. Herrn // Материалы XI съезда Русского Ботанического Общества. М. 2003. Т. 2. С. 25-26.
7. Кобозева Т.П. Создание сои северного экотипа и интродукция ее в Нечерноземную зону России II М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2007. 123 с.
8. Литвиненко О.В., Скрип-ко О.В., Покотило О.В. Исследование особенностей аминокислотного и жирнокислотного состава семян сои Амурской селекции II Хранение и переработка сельхозсырья. 2017. № 6. С. 29-32.
9. Лукомец В.М., Кочегура A.B., Баранов В.Ф., Махонин В.Л. Соя в России - действительность и возможность II ВНИИ масличных культур им. B.C. Пустовойта Россельхо-закадемии. Краснодар, 2013. 99 с.
10. Методические рекомендации 2.3.1.24.32-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения РФ. М.: Изд-во стандартов, 2008. С. 6-7.
11. Петибская B.C. Биохимические особенности пищевых сортов сои II Итоги исследований по сое за годы реформирования и направления НИР на 2005-2010 гг. Краснодар: ГНУ ВНИИМК имени B.C. Пустовойта. 2004. С. 94-102.
12. Целевая отраслевая программа «Развитие производства и переработки сои в Российской Федерации на период 2014-2020 гг.». (Соя России). М: Минсельхоз России, 2014. 89 с.
13. Tamagno S., Balboa G.R., Assefa Y., Ciampitti I.A., Kovács P., Casteel S.N., Salvagiotti F., García F.O., Stewart W.M. Nutrient partitioning
Russian Botanical Society. M. 2003.Vol. 2. P. 25-26.
7. Kobozeva T.P Creation of soybean of the northern ecotype and its introduction into the Non-chernozem zone of Russia // M.: FGOU VPO MGAU, 2007. 123 p.
8. Litvinenko OV, Skripko OV, Pokotilo OV Investigation of the features of the amino acid and fatty acid composition of soybean seeds of the Amur selection II Storage and processing of agricultural raw materials. 2017. No. 6. P. 29-32.
9. Lukomets V.M., Kochegura A.V., Baranov V.F., Makhonin V.L. Soya in Russia - Reality and Opportunity //All-Russian Research Institute of Oilseeds named after V.S. Pustovoit Russian Agricultural Academy. Krasnodar, 2013. 99 p.
10. Methodical recommendations 2.3.1.24.32-08. Norms of physiological needs for energy and nutrients for various population groups of the Russian Federation. M.: Publishing house of standards, 2008. P. 6-7.
11. Petibskaya V.S. Biochemical features of food soybean varieties II Results of soybean research over the years of reforming and the direction of research for 2005-2010. Krasnodar: GNU VNIIMK named after VS. Pustovoit. 2004. P. 94-102.
12. Target industry program "Development of soybean production and processing in the Russian Federation for the period 2014-2020". (Soya of Russia). M: Ministry of Agriculture of Russia, 2014.89 p.
13. Tamagno S., Balboa G.R., Assefa Y., Ciampitti I.A., Kovâcs P.,
22
and stoichiometry in soybean: a synthesis-analysis II Field Crops Research. 2017. Vol. 200. Pp. 18-27.
Casteel S.N., Salvagiotti F., García F.O., Stewart W.M. Nutrient partitioning and
stoichiometry in soybean: a synthesis-analysis II Field Crops Research. 2017. Vol. 200. P. 18-27.
Сведения об авторах:
Белышкина Марина Евгеньевна - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории прогнозирования развития систем машин и технологий в АПК, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»; 109428, Российская Федерация, Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5, тел.: 8 (903) 271-31-05, e-mail: vimnti@yandex.ru.
Гуреева Елена Васильевна - кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и первичного семеноводства Института семеноводства и агротехнологий - филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»; 109428, Российская Федерация, Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5, тел.: 8 (920) 634-53-70; e-mail: elenagureeva@bk.ru.
Information about the authors:
Belyshkina Marina Evgenevna -candidate of agricultural Sciences, Senior Research Associate the Laboratory for Forecasting the Development of Machinery and Technology Systems in Agriculture, Federal Scientific Agroengineering Center VIM; 109428, Moscow, 1st Institutskiy Proezd Str., 5, phone: 8 (903) 271-31-05, e-mail: vimnti@yandex.ru.
Gureyeva Elena Vasilevna candidate of agricultural Sciences, Key Research Associate the Laboratory for Selection and Primary Seed Production, Federal Scientific Agroengineering Center VIM; 109428, Moscow, 1st Institutskiy Proezd Str., 5, phone: 8 (920) 634-53-70, e-mail: elenagureeva@bk.ru.
23
