CC BY
121
УДК 633.522:81/85
DOI: 10.24411/2587-6740-2020-16126
ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МАСЛА СЕМЯН НОВОГО СОРТА КОНОПЛИ ПОСЕВНОЙ МИЛЕНА
В.А. Серков1, М.В. Данилов1, Р.О. Белоусов2, М.Р. Александрова3, О.К. Давыдова3
1ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур», р.п. Лунино, Пензенская область, Россия 2ООО «Коноплекс», г. Москва, Россия 3ООО «УК «Коноплекс», г. Москва, Россия
Конопля посевная (Cannabis sativa L.) — перспективная сельскохозяйственная культура разностороннего направления использования, в том числе идеально пригодная для получения масла широкого спектра применения. В условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья изучен жирнокислотный состав масла семян нового безнаркотического сорта конопли посевной Милена. Установлено, что основными компонентами масла являются линолевая (56,8°/%), а-линоленовая (15,7%) и олеиновая (12,3%) кислоты. Это предопределяет направление использования масла на пищевые и технические цели. Наличие ценных полиненасыщенных у-линоленовой (до 3,3%) и стеаридониковой (до 1,0%) кислот позволяет применять масло в качестве эффективной натуральной биологически активной добавки в рацион питания человека и кормов для сельскохозяйственных животных и птиц.
Ключевые слова: конопля посевная, безнаркотический сорт, каннабиноиды, тетрагидроканнабинол, хозяйственно ценный признак, содержание масла, жирнокислотный состав масла, омега-3 и омега-6 кислоты.
Введение
Исторически коноплю в России возделывали как культуру широкого спектра использования. Традиционное внимание уделялось лечебным свойствам растения — седативным и обезболивающим. До конца XIX века семена конопли являлись главным источником получения растительного пищевого масла [1]. Жмых, содержащий до 10% жира и до 30% легкоусвояемых протеинов, являлся концентрированным кормом для сельскохозяйственных животных и птицы [2]. Помимо этого, он использовался в фармацевтической индустрии как источник фитина — ценного витаминного соединения [3].
В Советском Союзе конопля постепенно трансформировалась в культуру, возделываемую исключительно для получения пенько-волокна. Конопляное масло было вытеснено более рентабельным подсолнечным, но по-прежнему применялось в лакокрасочной промышленности благодаря свойству образовывать при высыхании термостойкую пленку, не трескающуюся при высокой температуре и не разлагающуюся в органорастворителях.
В зарубежных странах сортимент продукции переработки конопли стабильно расширяется, при этом используются все компоненты растения. Особенное внимание уделяется маслу, а также лекарственным препаратам на основе масла и комплекса каннабиноидов, прежде всего каннабидиола [4, 5].
Конопляное масло обладает характерным ореховым привкусом и зеленоватым оттенком, обусловленным наличием пигмента хлорофилла. В зависимости от способа и условий получения имеет светло- или темно-зеленый оттенок. Плотность масла составляет 929-934 кг/м3, показатель преломления — 1,477-1,479. По числу омыления (190-194), йодному числу (140-159) и температуре замерзания (-17-27°С) почти соответствует маслам мака и льна, по высыхае-мости ненамного уступает льняному. Конопляное масло не содержит вредных соединений
и не нуждается в дополнительной очистке для использования в пищевой промышленности, тогда как льняное масло содержит в своем составе цианогенный гликозид линамарин, масло хлопка — токсичный полифенол госсипол, а масла горчицы, рапса и рыжика — токсичную эруковую кислоту [1, 6, 7]. Масло из семян, не загрязненных выделениями железистых волосков прицветников, не содержит тетрагидроканна-бинол [8].
По содержанию линолевой кислоты конопляное масло приближается к соевому. Более чем в конопляном масле у-линоленовой кислоты содержится в масле семян смородины черной и бурачника лекарственного или бораго. Приоритетной омега-3 кислотой конопляного масла является а-линоленовая (не менее 18%). Конопляное масло также содержит ценную стеаридониковую кислоту, которая, подобно у-линоленовой, присутствует только в составе масла семян бораго, смородины черной и энотеры или ослинника [5].
Наличие комплекса у-линоленовой, стеа-ридониковой и арахидоновой кислот является эксклюзивной особенностью масла конопли. Эти высокомолекулярные жирные кислоты, имеющие в составе 3 и 4 двойные связи, характеризуют конопляное масло как эффективный продукт для профилактики и терапии многих заболеваний [9].
При соотношении омега-6 кислот к оме-га-3 кислотам, равном 3-4, масла полностью усваиваются организмом. Содержание полиненасыщенных жирных кислот в масле конопли превосходит их содержание в масле льна на 3-5%, что обуславливает его ускоренное высыхание и применение в лакокрасочной промышленности [10].
Вышеперечисленные достоинства конопляного масла детерминируют актуальность создания новых высокопродуктивных безнаркотических сортов конопли посевной двустороннего (волокно + масло) направления использования.
Федеральный научный центр лубяных культур на базе Обособленного подразделения г. Пенза успешно ведет селекцию сортов конопли посевной универсального, двустороннего и зеленцового направлений использования. За период 2012-2019 гг. был создан новый безнаркотический сорт Миле-на, обладающий повышенным относительно существующих селекционных сортов содержанием масла (до 35,5%). Отличительной особенностью сорта является отсутствие вы-щепления обычной поскони в посеве и пониженное относительно существующих сортов конопли посевной среднерусского экотипа содержание тетрагидроканнабинола (ТГК) в растениях (около 0,03%). В 2020 г. сорт включен в Государственный реестр селекционных достижений РФ и допущен к использованию по всем регионам возделывания культуры. Представляло актуальность определение содержания высокомолекулярных жирных кислот (ВЖК) семян нового сорта.
Цель исследований
Целью исследований являлось изучение жирнокислотного состава масла семян нового сорта конопли посевной Милена для определения приоритетных направлений использования масла этого сорта.
Методика исследований
Масло получали по ГОСТ Р 51 483-99. Идентификацию и определение содержания ВЖК триацилглицеролов выполняли методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ). Получение метиловых эфиров жирных кислот проводили по ГОСТ Р 51 486-99. Разделение метиловых эфиров выполняли на хроматографе «Кристалл 5000.1».
Условия анализа: капиллярная колонка НР-FFAP, 50 м х 0,32 мм х 0,5 мм; газ-носитель — азот; температура инжектора — 250°С; температура детектора — 280°С; температура
© Серков В.А., Данилов М.В., Белоусов Р. О., Александрова М.Р., Давыдова О.К., 2020 Международный сельскохозяйственный журнал, 2020, том 63, № 6 (378), с. 101-103.
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
" ПИД-1, мВ ПИД-1 Компонент -3000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
Ю
т0
9 g
^0
К S
ra си m ц
0 о
1 i s s Cid
ra ra
ñ м
тН O 7-H
rx rx U UU
S?
ili 30
>- U S.É
к U
и<<й O rf
и и и
íü M i-Ê
и 4№
и и i : 50 м
60
и 70_ =
Рис. Типичная ГЖХ-хроматограмма высокомолекулярных жирных кислот семян конопли посевной сорта Милена:
миристиновая (С14:0), пальмитиновая (016:01, пентодекановая (С15:01, пальмитолеиновая (С16:1), стеариновая (018:01, олеиновая (С18:1), линолевая (С18:2), а-линоленовая (С18:3), у-линоленовая (С18:3), стеаридоновая (С18:4), арахиновая (С20:0), гондоиновая (С20:1), эйкозадиеновая (С20:2), арахидоновая (С20:4), бегеновая (С22:0), эруковая (022:1), докозадиеновая (С22:2), лигноцериновая (024:0)
термостата колонок — 140°С; программирование температур с 3 мин. от 140°С до 230°С со скоростью 4°С/мин.; длительность анализа — 60 мин.; объем вводимой пробы — 1 мкл.
Идентификацию пиков проводили по времени удерживания. Для идентификации жирных кислот использовали стандарты — метиловые эфиры жирных кислот фирмы «Sigma».
Количественную обработку хроматограмм выполняли по площадям пиков с применением компьютерной программы «Хроматэк Аналитик 2.5». Расчет количественного содержания ВЖК проводили методом процентной нормализации по площади пика.
Результаты исследований
В семенах сортов конопли посевной Сур-ская, Вера, Надежда, возделываемых в Пензенской области, содержание масла в среднем составляет 28-32%. Новый сорт Милена отличается от предыдущих сортов повышенной семенной продуктивностью и высоким содержанием масла в семенах (табл. 1).
Различие между сортами по содержанию масла составляет 2-5%. Наибольшее содержание масла у сорта Милена, наименьшее — у сорта Вера. По урожайности семян и сбору масла с 1 га посева лидирует сорт Милена, рекомендованный для двустороннего использования, прежде всего для получения маслосемян.
Основными ВЖК масла нового сорта конопли посевной Милена являются полиненасыщенные линолевая (56,8%), а-линоленовая (15,7%) и мононенасыщенная олеиновая (12,3%) кислоты (рис.). Их суммарное содержание достигает 85%. Содержание пальмитиновой кислоты составляет около 6%, стеариновой — 2,7%, Y-линоленовой — 3,3%. Эти 6 кислот составляют 97% триацилглицеролов масла семян сорта (табл. 2).
Содержание минорных жирных кислот составило (%): миристиновой — 0,034, пентодека-новой — 0,014, пальмитиновой — 6,301, паль-митоолеиновой — 0,12, арахиновой — 0,88, гондоиновой — 0,458, эйкозадиеновой — 0,083,
арахидоновой — 0,110, бегеновой — 0,364, эру-ковой — 0,035, докозадиеновой — 0,052, доко-затриеновой — 0,084, лигноцериновой — 0,165, нервоновой — 0,052.
Омега-9 кислоты представлены, главным образом, олеиновой кислотой. Ее содержание составляет около 12%. Содержание гондоиновой кислоты почти в 27 раз меньше.
Омега-6 жирные кислоты представлены главным образом линолевой (56,259%) и у-линоленовой (3,308%) кислотами. Также отмечено следовое наличие арахидоновой кислоты (0,011%). Соотношение омега-6 к омега-3 кислотам в масле сорта Милена составило 3,5 к 1 (табл. 3).
При таком соотношении омега-6 кислот к омега-3 кислотам масло эффективно усваивается организмом человека и не вызывает побочных эффектов.
Таблица 1
Урожайность семян и выход масла у сортов конопли посевной в сравнении с новым сортом Милена (2019-2020 гг.)
Сорт Урожайность семян, т/га Содержание масла, % на сухое вещество Сбор масла, т/га
Сурская .,88 3„,1 .,27
Вера .,93 28,4 .,26
Надежда 1,07 32,2 .,34
Милена 1,18 33,5 .,4.
НСР„5 .,1. „,92 .,.3
Таблица 2
Жирнокислотный состав триацилглицеролов семян сорта Милена (2019-2020 гг.)
Жирная кислота Содержание жирной кислоты, % от суммы
Насыщенные 1„,4„8
В том числе:
миристиновая „,„34
пентодекановая „,„14
пальмитиновая 6,3„1
стеариновая 2,65„
арахиновая „,88„
бегеновая „,364
лигноцериновая „,165
Мононенасыщенные 12,968
В том числе:
пальмитоолеиновая „,12„
олеиновая 12,3„3
гондоиновая „,458
эруковая „,„35
нервоновая „,„52
Полиненасыщенные 76,755
В том числе:
линолевая 56,259
эйкозадиеновая „,„83
докозадиеновая „,„52
у-линоленовая 3,3„8
а-линоленовая 15,989
докозатриеновая „,„84
стеаридониковая „,969
арахидоновая „,„11
Таблица 3
Содержание насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в масле семян сорта Милена (2019-2020 гг.)
Суммарное содержание ВЖК, % омега-6/ омега-3
насыщенных ненасыщенных
всего моно- поли- омега-3 омега-6 омега-9
1„,4„8 89,723 12,968 76,755 15,989 56,27. 12,3.3 3,5
102 -
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 6 (378) / 2020
www.mshj.ru
Заключение
Содержание масла в семенах нового безнаркотического сорта конопли посевной Миле-на двустороннего направления использования, созданного в Федеральном научном центре лубяных культур, составляет 33,5%. Масло характеризуется высоким уровнем полиненасыщенных кислот: линолевой (до 57%) и а-линоленовой (до 16%). Содержание мононенасыщенной олеиновой кислоты составляет 12%. Это позволяет использовать масло семян как на пищевые, так и на технические цели. Кроме того, уникальный жирнокислотный состав масла, включающий ценные у-линоленовую (до 3,3%) и стеаридони-ковую (до 1,0%) кислоты, позволяет применять его как биологически активную добавку в рацион питания человека и кормов для сельскохозяйственных животных и птиц.
Литература
1. Шкателов В.П. Маслобойное производство // Полная энциклопедия русского сельского хозяйства и соприкасающихся с ним наук. T.V. СПб., 1901. С. 511-532.
2. Прянишников Д.Н. Частное земледелие (растения полевой культуры) // Избранные сочинения. Т. II. М.: Колос, 1965. 708 с.
3. Машковский М.Д. Современные лекарственные средства. Изд. 12-е, перераб. М.: Медицина, 1993. 736 с.
4. Тихомиров В.Т., Барашкин В.А., Зеленина О.Н Перспективы и основные направления использования продуктов переработки конопли // Сельскохозяйственная биология. 2001. № 5. С. 24-30.
5. Molleken, H., Theimer R. (1997). Survey of minor fatty acids in Cannabis sativa L. fruits of various. J. Int. Hemp Ass., vol. 4., no. 1, pp. 13-17.
6. Прахова Т.Я., Прахов В.А., Шепелева Е.А. Сравнительная продуктивность масличных культур в условиях
Пензенской области // Нива Поволжья. 2009. № 3 (12). С. 88-90.
7. Prakhova, T.Y. (2020). Dynamics of oil and fatty acid accumulation in brassicaceae seeds. Russian Agricultural Sciences, vol. 46, no. 1, pp. 15-18. doi: 10.3103/ S1068367420010139
8. Bocsa, L. (1995). Can TGC occur in hemp seed oil. J. Int. Hemp Ass., no. 2, p. 59.
9. Конарев А.В., Хорева В.И. Биохимические исследования генетических ресурсов растений в ВИР. СПб., 2000. 66 с.
10. Григорьев С.В., Григорьев О.В., Гордиен-ко С.Л. Жирнокислотный состав масла семян конопли среднерусского экотипа // Сельскохозяйственная биология (серия Биология растений). 2006. № 3. С. 49-52.
Об авторах:
Серков Валериан Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник лаборатории селекционных технологий Обособленного подразделения г. Пенза ФГБНУ ФНЦ ЛК, ORCID: http: //orcid.org/0000-0001-8308-4200, [email protected] Данилов Михаил Васильевич, инженер-исследователь лаборатории химико-аналитических анализов Обособленного подразделения г. Пенза ФГБНУ ФНЦ ЛК, [email protected]
Белоусов Роман Олегович, генеральный директор ООО «Коноплекс», [email protected] Александрова Милена Роландовна, генеральный директор ООО «УК «Коноплекс», [email protected] Давыдова Ольга Константиновна, директор ООО «УК «Коноплекс», [email protected]
FATTY ACID COMPOSITION OF SEED OIL NEW VARIETY OF SEED HEMP MILENA
V.A. Serkov1, M.V. Danilov1, R.O. Belousov2, M.R. Alexandrova3, O.K. Davydova3
'Federal research center for bast fiber crops, Lunino, Penza region, Russia 2OOO "Konoplex'I Moscow, Russia 3OOO "UC "Konoplex'; Moscow, Russia
Sowing hemp (Cannabis sativa L.) is a promising agricultural crop with a versatile direction of use, including ideally suited for obtaining oil for a wide range of applications. In the conditions of the forest-steppe zone of the Middle Volga region, the fatty acid composition of the seed oil of the new drug-free hemp variety Milena was studied. It was found that the main components of the oil are linoleic (56.8%), a-linolenic (15.7%) and oleic (12.3%) acids. This predetermines the direction of the use of oil for food and technical purposes. The presence of valuable polyunsaturated y-linolenic (up to 3.3%) and stearidonic (up to 1.0%) acids allows the oil to be used as an effective natural biologically active additive in the human diet and feed for farm animals and poultry.
Keywords: hemp seed, nonnarcotic variety, cannabinoids, tetrahydrocannabino, economically valuable feature, oil content, fatty acid composition of oil, omega-3, omega-6 acids.
References
1. Shkatelov, V.P. (1901). Masloboinoe proizvodstvo [Oil mill]. In: Polnaya ehntsiklopediya russkogo sel'skogo khozyaistva i soprikasayushchikhsya s nim nauk [Complete encyclopedia of Russian agriculture and related sciences]. Saint-Petersburg, vol. V, pp. 511-532.
2. Pryanishnikov, D.N. (1965). Chastnoe zemledelie (rasteniya polevoi kul'tury) [Private agriculture (field crop plants)]. In: Izbrannye sochineniya [Selected Works]. Moscow, Kolos Publ., vol. II, 708 p.
3. Mashkovskii, M.D. (1993). Sovremennye lekarstven-nye sredstva [Modern medicines]. Moscow, Meditsina Publ., 736 p.
4. Tikhomirov, V.T., Barashkin, V.A., Zelenina, O.N. (2001). Perspektivy i osnovnye napravleniya ispol'zovaniya produk-
About the authors:
tov pererabotki konopli [Prospects and main directions of using hemp processing products]. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya [Agricultural biology], no. 5, pp. 24-30.
5. Molleken, H., Theimer R. (1997). Survey of minor fatty acids in Cannabis sativa L. fruits of various. J. Int. Hemp Ass., vol. 4., no. 1, pp. 13-17.
6. Prakhova, T.Ya., Prakhov V.A., Shepeleva E.A. (2009). Sravnitel'naya produktivnost' maslichnykh kul'tur v us-loviyakh Penzenskoi oblasti [Comparative productivity of oilseeds in the Penza region]. Niva Povolzh'ya, no. 3 (12), pp. 88-90.
7. Prakhova, T.Y. (2020). Dynamics of oil and fatty acid accumulation in brassicaceae seeds. Russian Agricultural Sciences, vol. 46, no. 1, pp. 15-18. doi: 10.3103/ S1068367420010139
8. Bocsa, L. (1995). Can TGC occur in hemp seed oil. J. Int. Hemp Ass., no. 2, p. 59.
9. Konarev, A.V., Khoreva, V.I. (2000). Biokhimicheskie issledovaniya geneticheskikh resursov rastenii v VIR [Biochemical research of plant genetic resources at VIR]. Saint-Petersburg, 66 p.
10. Grigor'ev, S.V., Grigor'ev, O.V., Gordienko, S.L. (2006). Zhirnokislotnyi sostav masla semyan konopli sred-nerusskogo ehkotipa [Fatty acid composition of hemp seed oil of the Central Russian ecotype]. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya (seriya Biologiya rastenii) [Agricultural biology (Plant biology series)], no. 3, pp. 49-52.
Valerian A. Serkov, doctor of agricultural sciences, chief researcher of the laboratory of breeding technologies of Federal research center for bast fiber crops, ORCID: http: //orcid.org/0000-0001-8308-4200, [email protected] Mikhail V. Danilov, research engineer of the laboratory of chemical and analytical analysis of Federal research center for bast fiber crops, [email protected]
Roman O. Belousov, general director of OOO "Konoplex", [email protected] Milena R. Alexandrova, general director of OOO "UK "Konoplex", [email protected] Olga K. Davydova, director of OOO "UK "Konoplex", [email protected]
- 103
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 6 (378) / 2020
