CC BY
47
ИЯ О
атий кно-:вер-1.x. и
'
ИТИЯ
а на ілас-при-
ран-
ости
зной
ным
у.
- м.,
Рос-
633.853.494.002.612
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ФОРМЖЕЛТОСЕМЯННОГО ЯРОВОГО РАПСА ПО КА ЧЕСТВУ БЕЛКА И ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СТОЙКОСТИ МАСЛА
Ю.ГО. 1ЮМи¥иВА
Всероссийский ПИИ масличных культур
Для устойчивой работы масложировой промышленности необходима сырьевая база, производящая полноценное растительное масличное сырье.
Одним из видов такого масличного сырья является яровой рапс. Почти все современные его сорта не содержат нежелательной для организма эруковой кислоты. Рапсовое масло, доля которого в семенах достигает 50%, - богатый источник незаменимых полиненасы-щенных жирных кислот, содержание линолевой кислоты достигает 25%, линоленовой - 10%, а по количеству олеиновой кислоты масло из рапса приближается к оливковому. Сумма насыщенных жирных кислот в рапсовом масле в 2 раза ниже (6-7%) , чем в оливковом (14-16%). Благодаря такому состав}-' рапсовое масло не вызывает повышения уровня холестерина в крови и признается диетологами оптимальным для здоровья людей.
Доля сырого протеина в семенах ралса более 25%, поэтому его шрот дает возможность получить дешевый растительный кормовой белок. Известно, что применение рапсового шрота, по качеству не уступающего шроту из сои, ограничено для скармливания животным и птице из-за высокого содержания в нем глюкозинола-тов (выше 18-20 мкмоль/г), которые при ферментативном гидролизе образуют токсичные соединения.
При промышленной переработке высокая доля семенной оболочки в массс семени рапса (14-17%) затрудняет извлечение масла. Кроме того, в состав семенной оболочки рапса входят такие нежелательные соединения, как пигменты, воскообразные и другие вещества, переход которых в масло ухудшает его цвет, вкус, запах и прозрачность.
Кормовое использование рапсового шрота также ограничено из-за высокого содержания клетчатки семенной оболочки, основными компонентами которой являются лигнин и полифенолы.
Эти особенности семян рапса ставят перед селекционерами задачу улучшения биохимических характеристик получаемых из семян масла и белка.
В свое время внедрение новых сортов рапса - без-эруновых и низко глюкозинолатных типа 00, позволило расширить традиционный диапазон использования продуктов, производимых из рапсовых семян. Сегодня рапсовое масло применяется для производства маргарина, майонеза, пищевых жиров, салатных масел, ком-
бикормов, а также в металлургической, химической и других отраслях промышленности.
Г<^ТЛГ'1-ГГ'11ЛТ ТХ' ПОТТЛГЧЛЛТА
щих странах получен новый тип рапса с желтой окраской семян. Это сорта рапса типа 000 - безэруковые, низко глкжозинолатные и желтосемянные. Такие семена обладают повышенной масличностью за счет уменьшения доли семенной оболочки. Лучшая усвояемость полученного из них кормового шрота объясняется более низким содержанием клетчатки по сравнению с сизосемянными формами. Сниженный уровень накопления глюкозинолатов в желтоокрашенных семенах -один из наиболее важных показателей, улучшающих пищевую ценность шрота.
Желто семянные сорта рапса типа 000 представляют несомненный интерес для маслоперерабатывающей промышленности, поскольку масло из таких семян слабопигментировано, что облегчает многие технологические операции в процессе его производства.
Во ВНИИМК с помощью ионизирующего излучения (у-лучи) и межвидовой гибридизации также были получены номера желтосемянного рапса и создан первый сорт Янтарь, в семенах которого примесь коричневых семян составляет 5-15%).
Начаты исследования по изучению биохимических характеристик желтосемянных форм ярового рапса различного происхождения. В качестве контроля были взяты сизосемянные сорта - ВНИИМК-214, Галант, Крис, Ярвэлон. Исследования проводились в течение
2000-2002 гг.
Метеорологические условия в период вегетации ярового рапса отличались по годам исследований, что в значительной степени сказалось на росте и развитии растений, уровне накопления в семенах отдельных соединений. Причем, если температура воздуха в
2001-2002 гг. была практически одинакова, то количество осадков в первой половине вегетации растений в 2002 г. было значительно ниже, чем в 2001 г., а в период налива резко возросло.
Как показали хісследовання ооразцов 2002 і.,
на желтоокрашенных форм рапса имеют определенные преимущества перед сизосемянными формами по ряду биохимических характеристик (табл. 1).
Таблица 1
Номер элиты, сорт Маслич- НОС'ГЬ. % Протеин, % Клет- чатка, Уо Глкжозинолаты, мкмолъ/гсемян
№ 1 23453 47.4 25,5 9,5 11,4
№2 25142 44,5 26,2 10,5 9,8
№3 00/100 лс о О П п О
*»0,А 7,0 9,8
№ 4 28456 44,7 22,4 10,4 9,2
ВНИИМК-214 (контроль) 44,9 22,5 11,7 10,4
НСР05 0,9 1,1 0,7 0,8
Высокая влагообеспеченность 2002 г, способствовала накоплению протеина в семенах желтоокрашен-ных форм у большинства исследуемых образцов (1, 2, 3), его количество на 2-3% достоверно выше содержа-ния в контроле. Мз с лично сть семян в этот год исследований не везде превышала контроль, в некоторых вари-антах опыта она была на его уровне. Необходимо отметить, что в предыдущие годы (2000-2001. гг.) содержание масла в семенах желтоокрашенных форм рапса превышало сизосемянный контроль на 1-3,5%.
Лузжистость желтоокрашенных семян тесно коррелировала с содержанием клетчатки, оболочка у этих семян более тонкая, а количество клетчатки в лузге составляет 1/3. По нашим данным, все образцы безэруко-вого желтосемянного рапса показали устойчивое превосходство (2-3%) по количеств}7 перевариваемой клетчатки во все годы исследований.
Отличительной особенностью желтоокрашенных семян рапса, помимо более высокого накопления белка и масла, является низкая доля серосодержащих соединений - гаю ко зино латов. Общее содержание глюкози-нолатов в желтокрашенных семенах изучаемых образцов было в среднем ниже на 2 мкмоль/г семян, чем в контрольных сизосемянных сортах. Среди всех изучаемых образцов минимальный уровень по двум годам исследований составил 8 мкмоль/г семян. Колебания этого показателя по годам исследовании были несуще-ственны, хотя отмечена незначительная тенденция его роста в 2001 г.
Чем обусловлен более низкий уровень содержания гдкжозинолатов в желтоокрашенных семенах - вопрос, над которым работают многие ученые. Используя межвидовую гибридизацию, авторы [1] получили в 1994 г. несколько линий с хорошейжелтой окраской семян и содержанием алкенил-глюкозинолатов менее 1 мкмоль/г шрота, причем группа индолглюкозинолатов составила половину этого количества. Есть данные, что распределение глюкозинолатов в ядре и оболочке семян желтоокрашенных форм рапса составляет 91 : 9, а сизосемянных - 97 : 3. В отделе биохимии ВНИИМК для семян рапса типа 00 это соотношение было установлено как 85 : 15,
Основываясь на результатах этих исследований, можно предположить, что создание желтоокрашенных форм ярового рапса значительно улучшит качество шрота.
Мы уделили особое внимание изучению качества масла из желтосемянного ярового рапса, тесно связанного с проблемой его оксистабильности. Этот вопрос достаточно хорошо изучен для других масличных кулыур: подсолнечника и сои, масла растений семейства капустных в этом отношении стали объектом внимания лишь в последние годы. Как известно, стойкость растительного масла к окислению в первую очередь определяется жирно кислотным составом его триа-цилглицеролов. Пальмитиновая и стеариновая жирные кислоты окисляются значительно медленнее ненасыщенных - олеиновой, линолевой, линоленовой. Более низкое содержание линоленовой кислоты в масле рапса по сравнению с подсолнечным за счет увеличения массовой доли олеиновой кислоты должно способствовать увеличению срока хранения не только масла, но и продуктов, произведенных на его основе.
Скорость окислительной порчи масла в значитель-ной степени зависит также от содержания в нем при-родных ингибиторов окисления - токоферолов [2]. По содержанию суммы токоферолов рапс занимает третье место после сои (80-120 мг%) и подсолнечника (60-100 мг%). Намиустановлено, что в зависимости от года исследования и анализируемого образца общее количество токоферолов варьирует от 40 до 70 мг% у желтосемянных форм и от 35 до 60 мг% -у сизосемянных. В табл. 2 представлены некоторые образцы, прошедшие двухлетние испытания.
Таблица 2
Номер элиты, Сумма токоферолов, мг% Форма токоферола, % от' суммы
сорт 2001 г. 2002 г. а Р у
№ 1
23453 45,2 59,8 25,0 7,7 67,3
№2
25142 46,1 54,5 28,9 8,9 62,2
№3
28429 46,8 52,9 34 4 8,2 >■7 Л
№4
28456 49,3 60,1 24,8 9,8 65,4
ВНИИМК-214 (контроль) 43,4 49,9 39,6 13,9 46,4
НСР05 1,9 2Д
Из приведенных данных видно, что значительное влияние на содержание токоферолов в масле оказывают условия года вегетации. Уровень токоферолов в масле существенно повышается (в среднем на 10 мг%) при улучшении влагообеспеченности растений в 2002 г. по сравнению с засушливым 2001 г.
В токоферольном комплексе рапса преобладает у-токоферол. Его содержание варьирует от 46 до 67%. Как известно, эта форма токоферола обладает наиболее сильным антиоксидантным действием. Увеличение об-
щего содержания токоферолов под воздействием метеофакторов у всех образцов идет за счет у-формы. Доля у-токоферола в масле сизоокрашенныхсемян знали-только ниже, чем у желтоокршиснных, Количество а-формы токоферола составляет 25-40% от суммы, а доля (3-формы изменяется от 7 до 13% в зависимости от образца и года испытания. Проведенные исследования показали очень широкое варьирование основных форм токоферолов а и у с разными вариантами их соотношения, что согласуется с данными [.) [.
-4ттт 1ЛАОТГТТ1 тптт т тгт/оот 1т>‘1тлт тгтпт л а тгатл _
Л(1. у *1.1 А>Д. С4.Д. А» У 1 Пру А-'*Л
ционной работы с целью создания сортов и гибридов рапса с заданным соотношением форм токоферолов -либо для усиления оксистабильности масла, либо для увеличения его витаминной активности - в связи с требованиями рынка.
Чтобы определить стойкость к окислению масел, полученных из желто- и сизоокрашенных семян рапса, мы использовали метод, разработанный во ВНИИЖ и модифицированный в отделе биохимии растений ВНИИМК. Метод основан на окислении серии проб исследуемого масла в растворе гексана кислородом воздуха при нагревании и определении величины индукционного периода по накоплению первичных и вторичных продуктов окисления. Максимум отношения этих величин соответствует окончанию индукционного периода.
На рисунке представлены данные о влиянии состава, токоферолов на стойкость масел к окислению.
/ t
/
/ ■ ■ч.
. ^ >‘l :—\ v-
Щ \ \ \
, 1
Наиболее стойкими к окислительной порче оказались образцы масла 1 (23453) и 4 (28456) с самым высоким содержанием у-токоферола - 67,3 и 65,4% соот-ветственно Масло, полученное из сизоокрашенных семян сорта ВНИИМК-214, имело индукционный периоде 1,8 раза меньше, чем масло образца 1,что свидетельствует о его меньшей устойчивости к окислительной порче.
Стойкость масла к окислению оценивали по массовой доле хлорофилла, который, как и некоторые продукты его распада, содержатся во многих раститель-
ных маслах. Для рапса характерно высокое содержание пигментов группы хлорофилла (10-150 мг/кг) в зависимости от сорта, погодных условий и т. п. Хлорофилл проявляет прооксидативньхе свойства, он способен ускорить окисление масел при хранении и нагревании. Кроме того, наличие хлорофилла в семенах затрудняет процесс рафинации масла. По данным зарубежных исследователей, ценность семян рапса заметно снижается, когда содержание в них хлорофилла составляет более 20 мг/кг.
Таолица 3
Сорт, номер Содержание хлорофилла в семенах мг/кг
2000 г. 2001 г. 2002 г.
Желтосемянный рапс:
23453 4,6 4.5 5,2
25142 5,4 4,4 5,1
28429 6,1 3.5 3,5
28456 4,2 3,6 3.7
Сизосемянный рапс:
ВНИИМК-214 7,8 4,9 8,0
Ярвэлон 8,1 6.0 10,4
НСР 05 1,1 0.9 1,2
Результаты проведенного исследования свидетельствуют, что уровень содержания хлорофилла в семенах ярового рапса варьирует от 3,5 до 10,4 мг/кг в зависимости от сортаи года вегетации растений (табл. 3). В то же время независимо от последнего содержание пигментов группы хлорофилла достоверно выше в семенах сизоокрашенного рапса, чем желтоокрашенного.
Таким образом, более высокий уровень токоферолов и более низкое содержание пигментов в желтоо-крашенной форме ярового рапса способствуют повышению оксистабильности масла, т. е. улучшению его качества.
Проведенные биохимические исследования показали определенные преимущества качества белка и масла из семян желтоокрашенной формы ярового рапса. Эти результаты могут служить основанием для расширения посевов этой культуры и создания новой сырьевой базы для масложировой промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Rakow G., Raney J.P. // 1999: Proc. 10th Int. Rapseed Confcrcnse, Canberra, Australia.
.2. Zukalova H., Vasak J. /’/1999: Proc. 10tE* Int. Rapseed Conterens. Canberra, Australia.
3. Goffhum F.D., Becker 11.С. // 1999: Proc. 10th Int. Rapseed Conferens, Canberra, Australia.
/Iocmynwia 31.10,03 г.
