СТРУКТУРА АЦИЛГЛіЦЕРИНіВ ОЛії НОВИХ ЛіНіЙ НАСіННЯ СОНЯШНИКУ НАСИЧЕНОГО ТИПУ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

------------------□ □----------------------

Стаття присвячена дослідженню складу та структури ацилгліцеринів в олії нових ліній насіння соняшнику. Отримано дані щодо наявності в оліях 2-олеодінасичених ацилгліцеринів, що складають основу жирів кондитерських, кулінарних, хлібопекарських та для молочної промисловості. За результатами дослідження зразків нових ліній насіння соняшнику обрано сировину для подальших досліджень

Ключові слова: структура, ацилгліцерини, соняшникова олія, нові лінії соняшнику, ферментативний гідроліз, жирні кислоти

□-----------------------------------□

Статья посвящена исследованию состава и структуры ацилглицеринов в масле новых линий семян подсолнечника. Получены данные о наличии в маслах 2-олеодинасыщенных ацилглицеринов, составляющих основу жиров кондитерских, кулинарных, хлебопекарных и для молочной промышленности. По результатам исследования образцов новых линий семян подсолнечника выбрано сырье для дальнейших исследований

Ключевые слова: структура, ацилглицери-ны, подсолнечное масло, новые линии подсолнечника, ферментативный гидролиз, жирные кислоты

------------------□ □----------------------

1. Вступ

Знання складу олій та жирів є дуже важливим практично для кожного розділу хімії жирів і на кожній стадії технологічного процесу. Прогрес в області застосування промислових олій та жирів в якості сировини для виробництва харчових продуктів в значній мірі залежить від повноти знань про сировину і вплив на неї кожного виду обробки, а також від вимог, які висуваються до окремих продуктів харчування. Визначення структури олій та жирів рослинного і тваринного походження є важливим внаслідок безпосереднього зв’язку складу ацилгліцеринів з фізичними характеристиками і технологічними властивостями олій та жирів.

2. Аналіз літературних даних і постановка проблеми

Визначення ацилгліцеринового складу олій та жирів до цього часу залишається складним завданням, через велике різноманіття ацилгліцеринів, які входять до складу природних олій та жирів. Існують декілька методів визначення групового ацилгліцеринового складу жирів, які засновані на різних теоріях. Однак, визначення групового ацилгліцеринового складу не дає уявлення про структуру і склад окремих ацил-гліцеринів. Для цих цілей застосовуються хромато-

УДК 665.383

СТРУКТУРА

ацилгліцеринів олії нових ліній насіння соняшнику

НАСИЧЕНОГО типу

К. В. Куниця

Аспірант*

E-mail: [email protected] О. А. Литвиненко

Кандидат технічних наук, старший науковий

співробітник* E-mail: [email protected] Ф. Ф. Гладкий Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедрою* E-mail: [email protected] *Кафедра технології жирів та продуктів бродіння Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002

графічні методи, методи противотокового розподілу і ферментативний метод [1, 2].

Соняшникова олія - одна з найважливіших рослинних олій, що має велике народно-господарське значення в Україні. Вона застосовується у кулінарії, в миловарінні та лакофарбовій промисловості, входить до складу різних фармацевтичних препаратів [3]. Однак, структура ацилгліцеринів класичної соняшникової олії повністю не досліджена, в літературі є лише відомості про склад ацилів другого положення триа-цилгліцеринових молекул.

Нині спостерігається розвиток нового підходу в селекції соняшника, що полягає в подоланні видових меж спадкової мінливості складу жирних кислот олії насіння і отриманні олій планованих типів. Досягнення в галузі селекції олійних культур зробили можливим виробництво нової олії збагаченої насиченими жирними кислотами [4 - 6]. В Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва (м. Харків) за останні роки створено нові лінії соняшнику, олія яких за своїм складом суттєво відрізняється від класичної, оскільки, містить підвищену кількість стеаринової і пальмітинової кислот [7, 8]. Ці олії мають склад, який відрізняється від тих, що традиційно використовують як джерело для пластичних жирів або в приготуванні кондитерської продукції, що підкреслює необхідність проведення досліджень по визначенню складу і структури ацилгліце-ринів олії нових ліній.

© H. В. Куниця, О. н. ilunsuHeHKa Ф. Ф. Піадкш, 2013

Е

Хімічні та фізичні властивості жирів і олій в значній мірі визначаються складом жирних кислот і їх положенням у молекулі триацилгліцерину (ТАГ). Хімічно всі жири і олії є складними ефірами гліцерину і жирних кислот, проте фізичні властивості натуральних жирів і олій змінюються в широких межах, оскільки, по-перше, співвідношення жирних кислот змінюється в широкому діапазоні і, по-друге, структури ТАГ кожної окремої олії або жиру різняться між собою. Оскільки, у всіх ТАГ гліцеринова частина молекули ідентична, різниця властивостей жирів і олій зумовлена жирними кислотами, що входять до складу молекули. Вплив жирних кислот залежить від трьох основних характеристик: довжини ланцюга, кількості і положення подвійних зв’язків та положення жирної кислоти на гліцериновому залишку. Структура ТАГ залежить від особливостей з’єднання жирних кислот з гліцерином, зазвичай жири та олії складаються із різнокислотних ацилгліцеринів, а не із суміші однокислотних, тому характеристики ацилгліцерину залежать від положення, яке кожна ацильна група займає в молекулі гліцерину. Варіації жирно-кислотного складу і структури ТАГ впливають на хімічні та фізичні властивості жирів і олій, тому аналіз жирнокислотного і ацилгліцеринового складу найкраще характеризує властивості, що мають масложирові продукти [9].

Розташування жирних кислот, як вважають автори [10], є невипадковим, оскільки насичені жирні кислоти розташовані переважно в sn-1 або sn-3 положеннях, а ненасичені в sn-2 положенні. Жирно-кислотний склад натуральних олій та жирів значно розрізняється не тільки в залежності від виду рослин або тварин, але також і в межах одного і того ж найменування. Наприклад, склад тваринного жиру і вершкового масла різний для різних видів тварин, раціону годівлі, здоров’я, анатомічного розташування жиру і віку тварини. Серед факторів, що впливають на жирно-кислотний склад рослинної олії можна вказати кліматичні умови, тип ґрунту, вегетаційний період, ступінь зрілості плодів, здоров’я рослин, мікробіологічні показники, розташування насіння всередині суцвіття і генетичні особливості рослини [11].

3. Мета дослідження

Метою роботи є визначення структури ТАГ олії нових ліній насіння соняшнику з підвищеним вмістом насичених жирних кислот.

4. Методика дослідження

Для визначення будови гліцеридів обрано метод ензиматичного гідролізу, який базується на специфічній дії ліпази підшлункової залози, що полягає у відокремленні жирних кислот з триацилгліцеринів, перш за все з положення 1, 3. Зважаючи на те, що гідроліз у положенні 1, 3 і 2 відбувається статистично, на підставі виявленого складу жирних кислот, одержаних з моноацилгліцеринів (положення 2), а також

складу жирних кислот початкового жиру розраховують склад ацилгліцеринів.

Принцип визначення полягає в тому, що зразок жиру піддають дії ліпази підшлункової залози за точно визначених умов. Гідроліз переривають підкислюванням системи. Ліпіди, що складаються з моно-, ді- та триацилгліцеринів і вільних жирних кислот, екстрагують діетиловим ефіром. З екстракту вилучають фракцію 2-моноацилгліцеринів і в ній визначають склад жирних кислот [12].

Розрахунок складу ацилгліцеринів здійснюється на підставі наступних експериментальних даних: загального вмісту окремих жирних кислот (в %) у досліджуваному зразку жиру - від Аі до Ап; вмісту окремих жирних кислот (в %) у фракції 2-моноацилгліцеринів -від Ві до Вп. Визначивши таким чином склад жирних кислот 2-моноацилгліцеринів, розраховують жирно-кислотний склад 1,3-діацилгліцеринів (від Сідо Сп) за умови рівності положень 1, 3 за формулою (1).

с _ за - в1 3А„ - вп

Сі _ О до Сп-----

(1)

Склад триацилгліцеринів (від Сі до Сп) розраховують для кожної жирної кислоти у 2-положенні ацил-гліцерину (від Ві до Вп), займаючи послідовно 1,3 положення жирними кислотами (від Сі до Сп) і приймаючи до уваги всі можливі комбінації жирних кислот, що присутні у досліджуваному жирі, наприклад [1]:

с _ В! ■ С ■ С!

1 100 100 ’

о, _

а _

в1 ■ с1 ■ с2 100 100 Ві ■ С2 ■ С3 100 100

(2)

(3)

(4)

5. Експериментальні дані та їх обробка

Досліджено олію трьох видів насіння соняшнику з підвищеним вмістом насичених жирних кислот Х 525 В, Мх 53 Б, Х 114 В, надані Інститутом рослинництва ім. В.Я. Юр’єва (м. Харків).

На підставі жирно-кислотного складу початкової олії і 2-моноацилгліцеринів ліній Х 525 В, Мх 53 Б і Х 114 В, які наведено в табл. 1, 2 та 3 відповідно, обчислено груповий склад ацилгліцеринів і вміст окремих ацилгліцеринів певної будови.

Від’ємне значення вмісту 1,3-діацилгліцеринової фракції лінолевої кислоти (С18:2) (табл. 1) і олеїнової кислоти (С18:1) (табл. 2) можна віднести до похибки ензиматичного методу та свідчить про відсутність в олії ацилгліцеринів, в яких ці кислоти знаходяться в sn-1 і/або sn-3 положеннях.

Результати розрахунків групового складу ацилгліцеринів типу С$3, GS2U, GSU2, Си3 всіх досліджених зразків соняшникової олії нових ліній наведено у табл. 4 ^ і и - насичена і ненасичена кислоти відповідно).

З

Таблиця 1

Жирно-кислотний склад соняшникової олії лінії Х 525 В і її ацилгліцеринових фракцій

Жирні кислоти Жирно-кислотний склад олії в мол.%

Початкова олія (дані хроматографічного аналізу) (Ь) 2-моно-ацилгліцеринова фракція (дані хроматографічного аналізу) (і) 1,3-діацилглі-церинова фракція (обчислена за формулою (3Ь- і)/2

Сшо (П) 12,00 7,10 14,45

С16-1 (ПО) 2,80 2,70 2,85

С№о (С) 1,40 2,00 1,10

С18-1 (О) 79,30 74,20 81,85

С№, (Л) 3,00 14,00 - 2,50

С?о*1 (Е) 0,20 - 0,30

С„о(Б) 1,30 - 1,95

Таблиця 2

Жирно-кислотний склад соняшникової олії лінії Мх 53 Б і її ацилгліцеринових фракцій

Жирні кислоти Жирно-кислотний склад олії в мол.%

Початкова олія (дані хроматографічного аналізу) (Ь) 2-моноацил-гліцеринова фракція (дані хроматографічного аналізу) (і) 1,3-діацилглі-церинова фракція (обчислена за формулою (3Ь- і)/2)

1 2 3 4

С16-0 (П) 21,40 18,20 23,00

С16-1 (ПО) 3,00 2,70 3,15

С18-0 (С) 2,60 2,60 2,60

С' 18*1 (О) 17,70 62,40 - 4,65

С№2 (Л) 53,20 13,20 73,20

С20*0 (Еа) 0,20 - 0,30

С,0-1 (Ее) 0,10 - 0,15

С,™ (Б) 0,80 0,90 0,75

С„-1 (Д) 0,10 - 0,15

С24:0 (Та) 0,60 - 0,90

е) (Т ■4} С' С 0,30 - 0,45

Таблиця 3

Жирно-кислотний склад соняшникової олії лінії Х 114 В і її ацилгліцеринових фракцій

Жирні кислоти Жирно-кислотний склад олії в мол.%

Початкова олія (дані хроматографічного аналізу) (Ь) 2-моноацил-гліцеринова фракція (дані хроматографічного аналізу) (і) 1,3-діацилглі-церинова фракція (обчислена за формулою (3Ь- і)/2

С16*0 (П) 5,71 1,57 7,78

С161 (ПО) 0,14 - 0,21

С18*0 (С) 8,55 1,38 12,14

С' 18*1 (О) 34,03 37,97 32,06

С18*2 (Л) 49,02 57,13 44,96

С200 (Еа) 0,54 0,58 0,52

С220 (Б) 1,47 1,37 1,52

С240 (Та) 0,54 - 0,81

Таблиця 4

Склад ацилгліцеринів олії насиченого типу в лініях соняшнику

Найменування ацилгліцеринів Значення показника

Х 525 В Мх 53 Б Х 114 В

0,28 1,63 0,25

GS2U 5,41 14,60 6,65

GSU2 32,44 42,71 36,37

GUз 61,87 41,06 56,73

Використовуючи дані табл. 1, 2 і 3, за формулами (1-4) обчислюємо вміст однокислотних, двокислотних і трикислотних триацилгліцеринів з урахуванням ізомерів положення. Ацилгліцерини з вмістом жирних кислот менше 1 % не розраховували внаслідок їх незначного вмісту в олії. Результати складу ацилгліцеринів олії насиченого типу ліній Х 525 В, Мх 53 Б, Х 114 В обчислено до другого десяткового знаку та наведено у табл. 5, 6 та 7 відповідно.

Таблиця 5

Склад ацилгліцеринів олії насиченого типу лінії Х 525 В

GSз GUз GS2U GSU2

ППП 0,15 ООО 49,71 ССО 0,04 ООС 1,34

ССП 0,01 ОЛО 9,38 СОС 0,01 ОСО 1,34

ППС 0,02 ПОЛПО 0,01 ППО 1,68 ООП 17,55

ПСП 0,04 ПОПОО 0,13 ПОП 1,55 ОПО 4,76

ППБ 0,04 ПООПО 0,06 ПЛП 0,29 ПОПОП 0,02

ПСБ 0,01 ООПО 3,46 ПППО 0,06 ПОППО 0,01

ОПОО 1,81 ППОП 0,06 ОЛС 0,25

ОЛПО 0,65 ПЛС 0,04 ОЛП 3,31

СПО 0,13 СЛПО 0,01

ПСО 0,47 СОПО 0,05

ПОС 0,24 ОСПО 0,09

ПСПО 0,02 ОПОС 0,05

ППОС 0,01 ПЛПО 0,12

СОБ 0,03 ООБ 2,37

ОСБ 0,06 ОЛБ 0,45

ПОБ 0,42 ОПОБ 0,09

ОПБ 0,23 ПООБ 0,08

СЛБ 0,01 ПОЛБ 0,02

ПЛБ 0,08

БОБ 0,03

БЛБ 0,01

Таблиця 6

Склад ацилгліцеринів олії насиченого типу лінії Мх 53 Б

GSз GUз GS2U GSU2

ППП 0,96 ЛЛЛ 7,07 СОС 0,04 ЛЛС 0,50

ССП 0,03 ЛОЛ 33,44 ССЛ 0,10 ЛСЛ 1,39

СПС 0,01 ЛЛПО 0,61 СЛС 0,01 ЛЛП 4,44

ППС 0,22 ЛПОЛ 1,45 ПОП 3,30 ЛПЛ 9,75

ПСП 0,14 ПОПОЛ 0,12 ППЛ 6,13 ПОПОП 0,04

ПОЛПО 0,01 ПЛП 0,70 ПОППО 0,02

ПООПО 0,06 ПППО 0,26 СОЛ 2,38

ЛОПО 2,88 ППОП 0,14 ПОЛ 21,01

СПЛ 0,69 СЛПО 0,02

ПСЛ 0,88 ЛСПО 0,12

ПЛС 0,16 ЛПОС 0,10

ПОС 0,75 СОПО 0,10

СППО 0,03 ПЛПО 0,19

ПСПО 0,04 ЛППО 0,84

ППОС 0,03 ЛПОП 0,91

£

Таблиця 7

Склад ацилгліцеринів олії насиченого типу лінії Х 114 В

GS3 GU3 GS2U gsu2

ППП 0,01 ООО 3,90 СОС 0,11 ООС 2,96

ССС 0,02 ЛЛЛ 11,55 СОС 0,56 ОСО 0,14

ССП 0,03 ООЛ 10,95 ССЛ 0,15 ООП 1,89

СПС 0,02 ОЛО 5,87 СЛС 0,84 ОПО 0,16

ППС 0,03 ЛЛО 16,47 ППО 0,08 ООБ 0,37

ПСП 0,01 ЛОЛ 7,68 ПОП 0,23 ОБО 0,14

ССБ 0,01 ППЛ 0,11 ЛЛС 6,24

СБС 0,02 ПЛП 0,35 ЛСЛ 0,28

ПБП 0,01 ББЛ 0,02 ЛЛП 4,00

ББС 0,01 БЛБ 0,01 ЛПЛ 0,32

СПБ 0,01 ББО 0,01 ЛЛБ 0,78

ПБС 0,03 БОБ 0,01 ЛБЛ 0,28

СПЛ 0,17 СОЛ 4,14

ПСЛ 0,10 ОСЛ 0,40

ПЛС 1,08 ОЛС 4,45

СПО 0,12 ПОЛ 2,66

ПСО 0,07 ОПЛ 0,45

ПОС 0,72 ОЛП 2,85

СЛБ 0,21 ЛОБ 0,52

ЛСБ 0,02 ОЛБ 0,56

ЛБС 0,15 ОБЛ 0,39

СОБ 0,14

ОСБ 0,01

ОБС 0,11

ПЛБ 0,14

ЛПБ 0,02

ЛБП 0,10

-------------------------------------- 8.

6. висновки

Дані про склад і структуру ТАГ соняшникової олії можуть бути використані при дослідженні зміни складу різних фракцій ацилгліцеринів, отриманих в процесі фракціювання. Результати досліджень складу ацилгліцеринів зразків олії підтверджують наявність в олії ліній соняшнику 2-олеодінасичених ацилгліцеринів (тип GS2U), що складають основу жирів кондитерських, кулінарних, хлібопекарських іо.

та для молочної промисловості. Це, в свою чергу, повинно дати можливість одержати шляхом фракціювання соняшникової олії насиченого типу такі жири, що мають підвищену температуру плавлення і відповідний склад ацилгліцеринів. Серед досліджених зразків насіння соняшнику перспективною за вмістом дінасичено-мононенасичених ацилгліцеринів є лінія Мх 53 Б. Подальші розробки будуть спрямовані на дослідження та контроль процесу фракціювання олії насіння соняшнику зазначеної лінії.

Література

Руководство по методам исследования, технохимичес-кому контролю и учету производства в масложировой промышленности [Текст] / под ред. В. П. Ржехина, А. Г. Сергеева. - Л. о ВНИИЖ, 1965. - Т. 1 о кн. 2. Общие методы исследования жиров и жирсодержащих продуктов (химия и анализ), 1965. - 453 с. Triacylglycerol profiling by using chromatographic techniques [Текст] / M. Buchgraber, F. Ulberth, H. Emons [et al] // European Journal of lipid science and technology.

- 2004. - V. 106. - P. 621-648.

Арутюнян, Н. С. Рафинация масел и жирово Теоретические основы, практика, технология, оборудование [Текст] / Н. С. Арутюнян, Е. П. Корнена, Е. А. Нестерова. - СПб. о ГИОРД, 2004. - 288 с.

Ефименко, С. Г. Масла из гибридных семян подсолнечника нового поколения как альтернатива тропическим маслам / С. Г. Ефименко, С. Ф. Быкова, Е. К. Дави-денко // «Масложировая индустрия-2011» [Текст] о материалы международной научно-практической конференции, 26-27 октября 2011 г. - СПб., 2011. -С. 113-115.

Pleite, R. Increase of the stearic acid content in high-oleic sunflower (Helianthus annuus) seeds [Тєкст] / R. Pleite, E. Martinez-Force, R. Garces // J Agric Food Chem. -2006. - V. 54. - P. 9383-9388.

Fernandez-Moya, V. Oils from improved high stearic acid sunflower seeds [Тєкст] / V. Fernandez-Moya, E. Martinez-Force, R. Garces // J Agric Food Chem. -2005. - V. 53. - P. 5326-5330.

Кириченко, В. В. Стан та перспективи розвитку селекції і насінництва гібридного соняшнику / В. В. Кириченко // “Химия и технология жиров. Перспективы развития масло-жировой отрасли” [Текст] о тезисы докладов 2-й Международной научно-технической конференции, 21-25 сентября 2009 г. Алушта. - Харьково УНИИМИЖ УААН, 2009. - С. 4.

Кириченко, В. В. Селекция подсолнечника на повышение адаптивного потенциала и качества масла [Текст] / В. В. Кириченко, В. П. Коломацкая // Масложировой комплекс. - 2010. - № 4. - С. 24-28.

О’Браєн, Р. Жири и масла. Производство, состав и свойства, применение / Р. О’Браєн; [пер. с англ. [В. Д. Широкова, Д. А. Бабейкиной, Н. С. Селивановой, Н. В. Маглы]]. - [2-е изд.] . - СПб. о Профессия, 2007.

- 752 с.

O’Brien, R. D. Introduction to fats and oils technology / R. D. O’Brien, W. E. Farr, P. J. Wan. - 2nd ed. - Champaign AOCS Press, 2000. - 624 p.

Щербаков, В. Г. Биохимия и товароведение масличного сырья / В. Г. Щербаков. - М. о Агропромиздат, 1991. -304 с.

Технологія модифікованих жирів [Текст] о навч. посіб. / Ф. Ф. Гладкий, В. К. Тимченко, І. М. Демидов та ін. -Харків о НТУ «ХПІ», 2012. - 210 с.