Генетические основы селекции гибридов подсолнечника с маслом специального назначения

В работе приведены данные биохимической характеристики масла гибрида Окси. Выполнена оценка устойчивости масла к окислению с помощью Ранцемат-теста. Подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, γ- и δ-токоферолов обладает повышенной оксистабильностью по сравнению с традиционным маслом.

Ключевые слова:подсолнечник, гибрид, олеиновая кислота, токоферолы, оксистабильность.

The article presents data on the biochemical characteristics of the hybrid Oxy oil. The evaluation of the stability of oil oxidation via Rantsemat test. Sunflower oil is high in oleic acid, γ- and δ-tocopherols showed increased oxidative stability of oil as compared with the conventional oil.

Keywords: sunflower, hybrid, oleic acid, tocopherols, oxidative stability

Масло традиционного подсолнечника содержит четыре основные жирные кислоты — пальмитиновую (6 %), стеариновую (4 %), олеиновую (30 %) и линолевую (60 %). В токоферольном комплексе преобладаете содержание (около 96 %) α-формы, незначительное количество (около 4 % в сумме) β- и γ-изомеров и следовое количество δ-гомолога [5]. Общее содержание токоферолов в семенах подсолнечника достигает 300, а в масле — 700 мкг/г [4]. Одним из существенных недостатков такого масла является его высокая окислительная способность при хранении и нагревании. В результате масло прогоркает: в нем образуются низкомолекулярные летучие ароматические соединения, альдегиды, кетоны и перекиси, которые взаимодействуют с протеинами, мембранами клетки и энзимами, воздействуют на жизненные функции организма человека, способствуя его старению и развитию многих заболеваний [2]. Особенно неблагоприятны длительное нагревание масла и его многократное использование для приготовления пищи, которые приводят к накоплению канцерогенных продуктов окисления и сополимеризации, провоцирующих опухоли желудочно-кишечного тракта. [1]. В последнее время олеиновая кислота привлекла внимание диетологов с точки зрения ряда преимуществ высоко мононенасыщенных масел. Эти преимущества связаны с отсутствием характерного для насыщенных кислот атерогенного эффекта и с повышенной оксистабильностью высокоолеинового масла по отношению к полиненасыщенным маслам. [10].

В биохимической коллекции подсолнечника лаборатории генетики ВНИИМК существуют линии, обладающие измененными составами жирных кислот и токоферолов. В ней представлены мутантные образцы с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле (ген Ol) — 84–92 %. Мутация высокоолеиновости подсолнечника впервые в мире получена в 1976 г. во ВНИИМК при использовании химического мутагенеза [7]. Токоферольный профиль в подсолнечном масле изменяют две спонтанные мутации — tph1, приводящая к накоплению около 50 % α- и 50 % β-токоферола [6] и tph2, определяющая преобладание содержания γ-формы [9]. Объединение двух мутаций в генотипе приводит к появлению необычного для подсолнечника δ-токоферола [8]. В ряду α-, β-, γ- и δ-форм происходит увеличение антиокислительной активности 1: 1,3: 1,8: 2,7 [3]. Растительные масла, имеющие изменные жирно-кислотный и токоферольный профили, обычно относятся к группе специальных масел, использующихся в отдельных сферах промышленности: фритюр и консервация, жировая основа лекарственных препаратов, биодизель.

Целью работы было изучение масла семян гибридов подсолнечника, обладающих измененными жирно-кислотным и токоферольным составами.

Материал и методы. На центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ВНИИМК выращивали гибрид Окси, полученный от скрещивания двух инбредных линий ВК876 и ВК195, обладающих высоким содержанием олеиновой кислоты в масле (около 90 %), γ- и δ-формами токоферолов. В качестве стандарта служил обычный линолевый и α-токоферольный гибрид Темп. Каждый из гибридов размещался под групповым сетчатым изолятором для получения генетически чистых семян. Масло получали прямым прессованием на лабораторном маслопрессе МП–9 при температурном режиме 48–53 °С, с последующей очисткой на центрифуге К70 в течение 40 минут при 3000 об/мин. Определение состава жирных кислот в масле проводили в виде их метиловых эфиров с помощью газожидкостного хроматографа Хром5. Состав токоферолов определяли тонкослойной хроматографией с окрашиванием по методу Эммери-Энгелю. Окислительную стабильность масел оценивали на приборе Rancimat 743 при 120 °С. Оценочный алгоритм программы автоматически определяет точку перегиба кривой и индукционный период.

Селекционно-генетическая характеристика гибридов подсолнечника представлена в таблице 1. Очевидно, что гибрид Окси сопоставим по периоду вегитации с гибридом Темп и незначительно уступает ему по урожайности и масличности.

Таблица 1

Селекционно-генетическая характеристика гибрида подсолнечника Окси

Биохимическая характеристика масел двух изучаемых гибридов представлена в таблице 2. Гибрид Окси отличается как по жирно-кислотному, так и по токоферольному составу. Так, разница по содержанию мононенасыщенной олеиновой кислоты составляет около 55 %, а токоферолы на 87 % представлены формами, которые у обычных гибридов содержатся в следовых количествах.

Таблица 2

Биохимическая характеристика масел гибридов подсолнечника

Примечание: ¹ С16:0 — пальмитиновая, С18:0 — стеариновая, С18:1 — олеиновая, С18:2 — линолевая кислоты

Изучение оксистабильности показало, что индукционный период масла гибрида Окси составляет 44,3 ч., а у гибрида Темп — 3,1 ч. В результате данное масло оказалось устойчивее традиционного в 14,3 раза. Такой эффект достигается путем одновременного присутствия олеиновой кислоты, а также γ- и δ-токоферолов в больших концентрациях.

Выводы. Подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, γ- и δ-токоферолов обладает повышенной оксистабильностью по сравнению с традиционным маслом. Его целесообразно использовать в отраслях промышленности с повышенными требованиями в отношении устойчивости к окислению — стратегические пищевые запасы, консервирование, фритюр, липидная основа препаратов в медицине, биодизель. Такое подсолнечное масло будет превосходить по оксистабильности стандартный аналог — оливковое масло за счет белее высокого содержания олеиновой кислоты и уровня антиоксидантной токоферольной защиты.

Литература:

1.                  Вышеславова, М. Я. О канцерогенном действии перегретых жиров / М. Я. Вышеславова // Вопросы питания. — 1968. — № 3. — С. 63–68.

2.                  Григорьева, В. Н. Теоретические и практические аспекты окисления растительных масел / В. Н. Горелова, А. Н. Лисицын, Т. Б. Алымова // Масложировая промышленность. — 2003. — № 4. — С. 16–20.

3.                  Надиров, Н. К. Токоферолы и их использование в медицине и сельском хозяйстве / Н. К. Надиров // — М.: Наука, 1991. — 336 с.

4.                  Попов, П. С. Генетика признаков качества масла / П. С. Попов, Я. Н. Демурин // Биология, селекция и возделывание подсолнечника, под ред. В. М. Пенчукова. М.: Агропромиздат.–1991. — С. 57–61

5.                  Попов, П. С. Соединения, сопутствующие жиру и белку в семенах подсолнечника и других масличных культур / П. С. Попов, Н. С. Осик // Вопросы биохимии масличных культур в связи с задачами селекции /Сб. науч. работ. — Краснодар. — 1981. — С. 43–59.

6.                  Попов, П. С. Генетический анализ состава токоферолов и жирных кислот в семенах подсолнечника / П. С. Попов, А. Б. Дьяков, А. А. Бородулина, [и др.] // Генетика. — 1988. — Т. XXIV. — № 3 — С. 518–527.

7.                  Солдатов, К. И. Высокоолеиновый сорт подсолнечника Первенец / К. И. Солдатов, Л. К. Воскобойник, Л. Н. Харченко // Бюл. НТИ по масличным культурам. — Краснодар. — 1976. — Вып.3. — С. 3–7.

8.                  Demurin, Ya. Genetic variability of tocopherol composition in sunflower seeds as a basis of breeding for improved oil quality / Ya. Demurin, Dr. Skoric, Dj. Karlovic // Plant Breeding. — 1996.– V.115.–P.33–36.

9.                  Demurin,Ya.N. Genetic variability of tocopherol composition in sunflower seeds/ Ya.N. Demurin// Helia — 1993. — V. 16. — № 18. — 59–62 c.

10.              Grundy, S. M. Comparison of monounsaturated fatty acid an carbohydrates for lowering plasma cholesterol / S. M. Grundy // National England Journal Medicine. — 1986. — Vol. 314. — P. 745–748.