Биохимические особенности льна
ВВЕДЕНИЕ
Современное производство пищевого белка в мире намного ниже необходимого. В России, по данным Института питания РАМН, дефицит пищевого белка составляет около 2 млн. т в год. При решении проблемы удовлетворения потребности населения страны в пищевом белке особое значение приобретает расширение сырьевых ресурсов белка за счет рационального использования вторичных белоксодержащих продуктов -жмыхов и шротов, получаемых при извлечении растительных масел из семян масличных растений [7].
К числу практически не используемых белоксодержащих вторичных продуктов относятся жмыхи и шроты, получаемые после извлечения из льняных семян растительного масла, используемого для получения высококачественных лаков и олиф [25].
Несмотря на высокое содержание белков в семенах льна, составляющее до 30 % массы сухих семян, льняные жмыхи и шроты применяют в качестве компонента комбикормов для сельскохозяйственных животных. Причинами, исключающими получение из продуктов переработки семян льна пищевых белков, являются присутствие в их составе глюкозида линамарина, при гидролизе которого образуется высокотоксичная синильная кислота, а также применение при возделывание льна как технической культуры химических средств борьбы с сельскохозяйственными вредителями, недопустимых при возделывании пищевых растений.
Преимущественное использование льна как прядильно-масличной культуры определило основное направление исследований в области липидного комплекса семян, главнейшими из которых было изучение жирнокислотного состава триацилглицеролов льняного масла. Химические характеристики и биологическая ценность белкового комплекса семян льна современных сортов, отличающихся высоким содержанием полноценных по аминокислотному составу белков, практически остаются неисследованными. Нуждаются в исследовании биохимические характеристики белкового комплекса семян льна, а также их функциональные свойства, определяющие поведение белков в сложных пищевых системах. Немаловажным является также выяснение токсичности льняных жмыхов и шротов и разработка способов и условий их получения, приводящих к детоксикации белков льняных семян.
Нерешенность проблемы пищевого использования белков льняных семян ограничивает включение получаемых на их основе белковых продуктов-концентратов, изолятов и гидролизатов - в рецептуры пищевых продуктов с направленно изменяемыми биологическими свойствами, отвечающими потребностям организма человека [26].
Годовая потребность в пищевых растительных белках в России -согласно экспертному прогнозу Института потребительского рынка и маркетинга — составляет 400-450 тыс. тонн для производства около 10 млн. тонн различной пищевой продукции. В настоящее время в стране работает только два завода по выпуску пищевого растительного белка. Один из них производит белок из импортного соевого лепестка. В то же время в страну ввозят пищевые растительные белки, по разным оценкам в количестве 40-60 тыс. тонн в год в чистом виде и не учтенное никем количество пищевого растительного белка в составе композитных функциональных ингредиентов.
Причина сложившегося положения - в некоторой консервативности взглядов на белок специалистов старшего поколения, недостаток информации и знаний у нового поколения руководителей и владельцев предприятий, а также в общей недооценке роли пищевых растительных белков для производства пищевых продуктов в нашей стране.
За последние годы построено 5 маслодобывающих предприятий' по переработке около 1000 тонн сырья в сутки и выработке 600 тонн кормового шрота. При осуществлении небольших изменений в технологии и технологической схеме предприятий можно получать не кормовой, а пищевой шрот, стоимость которого значительно выше кормового. Внедрение технологии получения пищевых и кормовых белковых продуктов - белковой муки, концентратов и изолятов - является технологическим продолжением маслодобывающего производства и способно повысить экономическую эффективность существующих предприятий. Следует учитывать, что в настоящее время смежные отрасли - комбикормовая промышленность и птицеводство -осваивают использование в составе кормов шроты масличных семян не только сои, но и льна, и других масличных растений.
В связи с этим изучение химических и биохимических характеристик белков семян льна сортов современной селекции и обоснование способов направленной модификации их функциональных свойств являются актуальными и имеют теоретическое и прикладное значение для биохимии растений и комплексной переработки семян льна.
Целью работы является изучение биохимических и функциональных характеристик белков семян льна сортов современной селекции и разработка способов повышения их биологической ценности и функциональных свойств.
В результате проведенных исследований должна быть предложена принципиальная схема получения модифицированных белковых продуктов из семян льна и определены рецептуры пищевых продуктов, обогащенных белками семян льна в качестве функциональных компонентов.
РАЗДЕЛ 1. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛЬНА
Лен культурный (Línum usitatissimum) принадлежит к семейству Льновые (Linaceae), представляет собой однолетнее растение и в диком виде не встречается. Культурный лен происходит из Юго-Западной и Восточной Азии. В Индии лен как прядильное растение предшествовал хлопчатнику. Еще за 4-5 тыс. лет до н.э. лен выращивали на волокно в Месопотамии, Ассирии и Египте. Древние египтяне заворачивали мумии первоначально в шерстяные ткани, а впоследствии в льняные материи. Из льна готовили не только материю для одежды, но и паруса, канаты, веревки [46,64].
Лен может выращиваться на всех континентах, кроме Антарктиды. Его посевы можно найти на любых территориях, пригодных для сельскохозяйственного использования, независимо от географической широты и высоты над уровнем моря [52].
На Русской равнине посевы льна существовали еще в VI в. до н.э. в эпоху неолита применение льна было многосторонним. Волокно стеблей льна использовали для изготовления ниток, веревок, рыболовных сетей; из семян льна выпекали хлеб. Славянские племена, населявшие территорию России, также с древнейших времен возделывали лен. В летописях I в. упоминается о выращивании льна на масло и волокно. К концу VII в. главными районами льноводства были Псковская и Суздальская земли. Особенно большое внимание льну уделял Петр I. В 1711 г. он приказал во всех губерниях развивать льняные промыслы. В целях развития маслобойного производства был издан указ, чтобы «семени льняного к морским пристаням для продажи отнюдь не возили, а чтобы привозили масло».
Однако освоить переработку большого количества льняных семян маслобойная промышленность России в то время не могла, и посевы льна стали резко сокращать. В дальнейшем этот указ был отменен. Лен стали вновь выращивать, продвигаясь на юг Украины и в Ставрополье [24].
В странах Европы лен в основном возделывают на волокно. Получаемые при этом семена являются вторичным продуктом, из них получают масло.
В стеблях льна до 20 % волокна, которое крепче хлопкового вдвое и шерстяного втрое. Из льняного волокна получают прочные и тонкие ткани.
Происхождение L.usitatissimum точно не установлено. Предполагается, что он мог произойти от дикого узколистного вида – L. anqustitolium Huds, который встречается в Средиземноморье. Допускается, что могли возникнуть 2 географические группы: прядильные льны в самых древних очагах посева в Турции, Египте, Алжире, Тунисе, Испании, Италии и Греции; масличные льны - в Юго-Западной Азии, включая районы Средней Азии, Афганистана и Индии. Индия является одним из первичных регионов распространения льна.
Площади посева льна-долгунца в мире составляют примерно 2 млн. га, а льна масличного - более 7 млн. га. В России основные площади посевов льна заняты льном прядильным (долгунцом). Льняное волокно идет на изготовление разнообразных тканей - от грубых мешочных и упаковочных до тонких батистов и кружев.
«Чистейшее из растений, один из самых лучших плодов земли» - так характеризовали лен римские историки. Технические ткани из льняного волокна используются в автомобильной, авиационной, резиновой, обувной и многих других отраслях промышленности. Льняные ткани и изделия из них отличаются большой прочностью и красотой. Они хорошо противостоят гниению и медленно изнашиваются. При повышении влажности прочность льняной ткани увеличивается, что очень важно в технической обстановке. Льняная пряжа значительно прочнее хлопчатобумажной и шерстяной, уступает в этом отношении только шелку и волокну рами [24].
У культурного вида L.usitatissimum существует громадное количество форм. Эти формы по разному классифицируются исследователями. В практике имеют значение 3 группы разновидностей: долгунцы, межеумки и кудряши (масличные) [55]. К масличным формам принадлежит лен масличный, или лен кудряш, к прядильным – лен-долгунец. Широко представлены также промежуточные виды – межеумки.
Общий вид растений различных видов льна представлен на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1. Общий вид растений различных видов льна: 1 – лен-долгунец, 2-3 – межеумки, 4 – лен-кудряш, 5 – стелющий полуозимый
Вегетационный период льна-кудряша до 120 дней, льна-долгунца – 60-90 дней.
В семенах льна всех типов содержится значительное количество масла (наибольшее – в семенах льна масличного, наименьшее – льна-долгунца).
Селекция масличных сортов ведется на максимальное ветвление, в результате растения получаются низкорослыми. Современные сорта масличного льна – относительно низкорослые растения с большим количеством цветков. Стебель у этих растений ветвится почти от основания.
Общий вид цветка семейства льновые представлен на рисунку 1.2.
Рисунок 1.2. Общий вид цветка семейства льновые
Основные направления селекции – повышение урожайности и масличности семян, жирно-кислотного состава масла, сокращение продолжительности вегетационного периода, повышение устойчивости к болезням.
Лен масличный дает большой урожай семян, но малопригоден для получения волокна. Семена льна крупные, масса 1000 шт. составляет от 3,9 до 15,3 г.
Лен-долгунец – высокорослое растение со стеблем, ветвящимся только на верхушке, несущей цветки. Волокно льна-долгунца длинное, крепкое. Масса семян 1000 семян от 3,6 до 5,2 г.
Селекция льна-долгунца ориентирована на получение высококачественного волокна. Поэтому уборка льна-долгунца производится на стадии ранней и средней спелости семян [24].
При возделывании льна-долгунца применяют пестициды, удобрения и протравители семян, допускаемые только при возделывании непищевых растений. Применение высокотоксичных протравителей семян, пестицидов и гербицидов при возделывании льна приводит к получению семян и продуктов их переработки, не отвечающей требованиям по безопасности для человека. В литературе приводятся рекомендации обязательной очистки получаемого из семян льна масла путем рафинации по полной схеме, включая адсорбционную очистку и высокотемпературную дезодорацию, если льняное масло предназначено для использования в составе пищевых продуктов [25,26]. Особое значение это имеет при переработке семян льна-долгунца - основного типа, выращиваемого в настоящее время в Центральной и Черноземной зоне России.
Плод льна - округлая или яйцевидная коробочка, заостренная вверху, -имеет 5 полных и 5 неполных перегородок. Таким образом, в 5 гнездах содержится по 2 семени, а всего их 10.
Общий вид плода и семени льна в поперечном и продольном разрезе представлен на рисунке 1.3.
Льняные семена перерабатывают на маслозаводах без отделения семенной оболочки, которая прочно срастается с эндоспермом семян [25]. В лабораторных условиях можно отделить семядоли и зародыш от семенной оболочки. Химический состав семян льна приведен в таблице 1.1.
Семена льна плоские, коричневые (иногда желтые), яйцевидной формы, клюковидным носиком, гладкие, блестящие. Масса 1000 семян колеблется от 3 до 13 г, при набухании семена поглощают 100-180% воды от своей массы и ослизняються [5, 24].
а - поперечный разрез плода-коробочки: 1 - семяножка; 2 - плодовая оболочка; 3 - перегородка;
б - продольный разрез семени: 1 - семенная оболочка; 2 - семядоли; 3 - эндосперм; 4 - корешок;
в - соцветие льна и плоды коробочки.
Рисунок 1.3. Общий вид плода и семени льна
Общий вид семен льна масличного представлен на рисунке 1.4.
Согласно данным рисунка 1.4. размеры полностью созревших семян варьируют в небольших пределах в зависимости от разновидности и происхождения льна. В среднем они следующие (мм): длина 3,7…3,75; ширина 1,8…3,2; толщина 0,9…1,55. Цвет семенной оболочки беловато-желтый, коричневый, оливковый или зеленый. Поверхность здорового семени блестящая, гладкая, при неблагоприятных условиях хранения она становится тусклой. При набухании семени ослизнение оболочки происходит вследствие набухания гидрофильных углеводов, находящихся в поверхностном слое.
Рисунок 1.4. Общий вид семян льна масличного
Льняные семена перерабатывают на маслозаводах без отделения семенной оболочки, которая прочно срастается с эндоспермом семян [25]. В лабораторных условиях можно отделить семядоли и зародыш от семенной оболочки. Химический состав семян льна приведен в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Химический состав семян льна, % в пересчете на сухое вещество
|
Часть зерна |
Содержание |
Содержание отдельных компонентов в семени, % |
|||||
|
Липидов |
Протеина (Nx6,25) |
Целлюлозы |
Золы |
Углеводов (кроме целлюлозы) |
Воды |
||
|
Ядро |
59,15 |
19,10 |
1,29 |
4,36 |
16,10 |
4,18 |
69,07 |
|
Эндосперм |
40,36 |
32,20 |
5,26 |
2,56 |
19,63 |
5,29 |
13,92 |
|
Собственно семенная оболочка |
8,19 |
1,18 |
17,93 |
3,29 |
62,41 |
11,36 |
17,01 |
|
Семя в целом |
48,40 |
21,42 |
4,47 |
4,06 |
21,65 |
4,32 |
100 |
Лен – растение самоопыляющееся. Фазы развития отличаются от других растений: всходы, фаза «елочки», бутонизация, цветение, созревание. Период вегетации льна 85-90 дней. В урожае льна-долгунца 75-80% приходится на долю стеблей, 10-12% - на семена и 10-12 % составляют полова и другие
Лубяные волокна располагаются в коре стебля в виде тяжей (пучков) или в виде сплошного цилиндра. Длина отдельного элементарного волокна 40-60 мм (до 120 мм), диаметр 20-30 мкм: Количество волокон в пучке - 10-50, а количество пучков в стебле - 20-40.
В средней части стебля содержание волокна возрастает до 35 %. Это наиболее ценное, тонкое, прочное и длинное волокно, с наименьшей полостью внутри и толстыми стенками. В верхней части количество волокна уменьшается до 28-30 %, и качество его снижается [55].
Сроки уборки льна-долгунца определяют в зависимости от целей культуры. Лен, убранный в фазе зеленой спелости, дает сниженный урожай не очень прочного, но тонкого блестящего волокна, пригодного для изготовления тонких изделий (кружева, батист). При уборке в фазе восковой спелости семян волокно получается мягкое, шелковистое и достаточно прочное. Семена хотя и не полностью созрели, но при сушке успевают дозреть и пригодны для посева.
Следует отметить, недозревшие семена льна имеют повышенное содержание глюкозида линамарина и, следовательно, продукта его гидролиза - синильной кислоты. Поэтому следует ожидать большей токсичности белков недозрелых семян льна.
Качество семян льна масличного (заготавливаемых для промышленной переработки) регламентированы ГОСТ 10582-76, действующим в настоящее время (таблица 1.2).
Таблица 1.2.
Уровни качества заготавливаемых семян льна
|
Показатели |
Базисные нормы |
Ограничительные нормы |
|
Влажность, % для Узбекистана и Таджикистана для остальных районов |
|
|
|
11,0 |
16,0 |
|
|
13,0 |
||
|
Содержание примесей, % сорной масличной |
|
|
|
3,0 |
15,0* |
|
|
6,0 |
||
|
Зараженность вредителями хлебных злаков |
Не допускается |
Допускается зараженность клещом |
|
Содержание семян клещевины |
То же |
Не допускается |
* в том числе сорной примеси не более 5,0%.
Различают четыре состояния семян масличного льна по влажности: сухие (до 8 % включительно), средней сухости (от 8 до 10 % включительно), влажные (от 10 до 15 % включительно) и сырые семена (свыше 13 %).
В зависимости от чистоты семена масличного льна подразделяют на чистые (содержание сорной примеси от 2 до 4 % и масличной от 3 до 5 % включительно), средней чистоты (содержание сорной примеси от 2 до 4 % и масличной от 3 до 5 % включительно), сорные (содержание сорной примеси более 4 % и масличной более 5 %).
Цвет льняных семян должен быть свойственным цвету нормального семени. У льняных семян не должно быть посторонних запахов [77].
Семена льна-долгунца, предназначенные для промышленной переработки, в соответствии с ГОСТ 11549-76, должны иметь влажность не более 16 % и чистоту не менее 90 % (по базисным нормам чистота 100 %, влажность 13 %).
Химический состав масла льна сильно изменяется в зависимости от района и условий возделывания, причем географические факторы оказывают значительно большее влияние на состав масла, чем сортовые особенности. В семенах масличного льна большинства сортов содержание липидов в среднем составляет 43 %, различие между районированными сортами по среднему содержанию липидов сравнительно небольшое (2...3 %). Колебание масличное в пределах одного сорта может достигать 4...5 %. Новые сорта масличного льна - Циан, Кустанайский, Рекорд, Миф, Старт - превосходят прежние по сбору масла с I га посева и урожайности семян.
Согласно данным таблицы 1.3. содержание жирных кислот в триацилглицеролах значительно зависит от сорта:
Таблица 1.3
Жирно-кислотный состав триацилглицеролов масла льна различных сортов, % от суммы
|
Жирная кислота |
Воронежский 1308 |
Донской 95 |
Успех |
Авангард |
Сибиряк |
|
С16:0 |
8,62 |
5,12 |
4,59 |
4,30 |
5,80 |
|
С18:0 |
6,39 |
4,38 |
4,52 |
4,25 |
2,70 |
|
С18:1 |
26,00 |
28,43 |
25,31 |
21,75 |
21,40 |
|
С18:2 |
16,69 |
20,70 |
14,46 |
12,20 |
17,40 |
|
С18:3 |
42,00 |
41,37 |
51,130 |
57,50 |
52,80 |
Селекция масличного льна на повышение масличности семян привела к значительному увеличению в льняном масле содержания более ценной кислоты - линоленовой - при одновременном снижении содержания линолевой и олеиновой кислот. Существует прямая связь между масличностью семян льна и содержанием в триацилглицеролах линоленовой кислоты (С18:3). С повышением масличности семян увеличивается содержание наиболее ненасыщенной кислоты.
Согласно данным таблицы 1.4, по жирно-кислотному составу триацилглицеролов различают два типа льняного масла: с высоким содержанием линоленовой кислоты С18:3 - в среднем 52-54 % от суммы и с низким ее содержанием - до 2 % от суммы.
Выращивание льна в различных географических районах показывает, что накопление ненасыщенных кислот в масле усиливается при пониженной температуре в период созревания, и при повышенной обеспеченности растений водой. По этой причине в.северных областях России содержание жирных кислот С18:3 и С18:2 в масле всегда выше, чем в южных и юго-западных районах.
Таблица 1.4
Жирно-кислотный состав триацилглицеролов высоко- и низколинолевого масел, % от суммы
|
Жирная кислота |
Высоколиноленовое масло |
Низколиноленовое масло |
|
С16:0 |
5,7 – 7 |
6 |
|
С18:0 |
3 – 4 |
4 |
|
С18:1 |
20 – 20,3 |
16 |
|
С18:2 |
17 – 17,3 |
72 |
|
С18:3 |
52 – 54 |
3 |
|
С20:0 |
0 – 0,1 |
0 – 0,1 |
В зависимости от условий созревания льна в масле изменяется содержание неомыляемых липидов, в том числе токоферолов, стеролов и каротиноида. На ранних стадиях созревания в состав пигментов масла входит хлорофилл, количество которого к моменту уборки уменьшается. Между содержанием хлорофилла и масла в семенах обнаружена обратная зависимость. С завершением семенами послеуборочного дозревания хлорофилл почти
Состав стеролов и токоферолов семян льна приведен ниже. Состав стеролов, в процентах от суммы представляет:
брассикастерол 0,1-0,9
кампестерол 25-31
стигмастерол 6-9
α-ситостерол 45-53
∆5-авенастерол 8-12
∆7-стигмастерол 0-3
∆7-авенастерол 0-0,6
Всего стеролов, мг/кг 2330
Состав токоферолов, мг/кг:
α-токоферол 5-10
γ-токоферол 430-575
δ-токоферол 4-8
Всего токоферолов; мг/кг 440-588
Семена льна содержат (мг/кг): кальций - 8,6, фосфор - 19,9, тиамин - 8,8, рибофлавин - 0,004, ниацин - 0, 101, пантотеновую кислоту - 0,31 и холин -4,9. в льняном масле содержится в среднем (%): фосфолипидов - 0,8...0,9, неомыляемых липидов - 0,5...1,1, в том числе каротиноидов 0,27...0,36 мг на 100 г масла.
Плотность льняного масла при 15° С 934...935 кг/м³, коэффициент преломления при 15° С - 1,4858...1,4872, кинематическая вязкость при 20° С -15,5-106 м2/с.
Таким образом, основной маслосодержащей тканью семян является ядро. Содержание липидов в семенной оболочке относительно невелико. Липиды оболочки значительно отличаются по составу от липидов ядра и эндосперма. Подобное различие в составе липидов свойственно покровным тканям семян всех растений, оно обусловлено разницей в физиологических1 функциях этих
Максимальное количество целлюлозы сосредоточено в оболочке семян, но по сравнению с оболочками семян других масличных растений в оболочке льна целлюлозы немного. Зато много других углеводов, в первую очередь слизей (2...7 % от массы абсолютно сухих семян).
Слизи представляют собой легко диспергирующиеся в воде углеводы, состоящие преимущественно из нередуцирующих сахаров и альдобионовой кислоты, нерастворимой в спирте. Если семена льна намочить в воде, а экстракт затем обработать большим количеством этанола, то можно выделить слизи в виде белой волокнистой массы, которая при полном высыхании становится очень хрупкой. Вместе со слизями из семян частично экстрагируются также белки. Присутствие слизей, покрывающих внешнюю поверхность семян, является специфической особенностью семян льна, позволяющей семенам легче закрепляться на почве при прорастании. Из других углеводов в семенах льна содержатся моно- и дисахара и гемицеллюлозы. В зрелых семенах редуцирующие сахара и крахмал отсутствуют [24].
РАЗДЕЛ 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Характеристика объектов исследования
В качестве объектов исследования нами были взяты семена льна сортов современной селекции. Биохимические характеристики запасных белков льняного семени новых сортов по настоящий день остаются практически не изучены. Имеющиеся в литературных источниках данные, касающиеся белкового комплекса семян льна, очень ограничены. Сорта, в которых рассматривался белковый комплекс, давно сняты с производства.
Рассматривая лен как перспективное сырье для создания модифицированного белкового продукта, нельзя не учесть ряд особенностей, связанных с этой культурой. Семена льна содержат большое количество слизей, и это должно быть учтено при планировании последовательности процессов в технологии создаваемого нами продукта. Также следует исключить семена, при возделывании которых применялись пестициды, удобрения и протравители семян, допускаемые только при возделывании непищевых растении. Но наиболее актуальным и противоречивым является вопрос содержания нитрилглюкозида линамарина и степень его. опасности для здоровья человека и животных. Линамарин является основной спецификой данной культуры и основным камнем преткновения для создания из льна белкового продукта, применяемого в пищевых технологиях. Следует ответить, что влияние селекции на содержание в семенах линамарина остается неясным. Однако отмечено, что с повышением жирно-кислотного состава (что является одной из задач селекции новых сортов) количество линамарина снижается [24]. Это дает основание предполагать, что селекция работает на снижение данного нитрилглюкозида. Не исключено создание сортов, не содержащих линамарин.
Согласно литературным, данным по питательности и химическому составу сырья, для производства комбикормов льняной шрот и жмых имеют следующую ценность, которая представлена в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Питательность и химический состав сырья (согласно данным кафедры ТПЗиК КубГТУ)
|
Наименование сырья |
Корм. ед. в 100 кг |
Обмен энерг. в 100 г, ккал |
Сырой протеин, % |
Сырой жир, % |
Сырая клетчатка, % |
Лизин, % |
Метионин, % |
Триптофан, % |
Метионин + цистин, % |
Кальций. % |
Фосфор, % |
Натрий, % |
|
Жмых льняной |
1,13 |
1202 |
33,1 |
9,9 |
9,3 |
1,11 |
0,43 |
0,44 |
0,89 |
0,397 |
1,017 |
0,097 |
|
Шрот льняной |
107 |
260 |
33,0 |
1,8 |
9,8 |
1,29 |
0,56 |
0,46 |
1,21 |
0,38 |
0,80 |
0,06 |
В данной работе «Биохимические и функциональные характеристики белков семян льна и разработка способов повышения их биологической ценности» исследовались семена сортов масличного льна, выведенные ВНИИ масличных культур им. В.С. Пустовойта, ВНИИМК-620, ВНИИМК-630 и Ручеек. Белки данных сортов не изучались.
Сорт ВНИИМК-620 (авторы Ф.М. Галкин и М.А. Сорочинская) выведен методом многократного индивидуального отбора на фузариозном фоне из гибридной комбинации F7 (Кубанский 1 х Западный Китай) х Старт. является межеумком.
Стебель прямостоячий, соцветие кистевидное, окраска семядолей подсемядольного колена, листьев зеленая.
Благодаря высокому биологическому потенциалу урожайности семя» (до 2,5 т/га), масличности семян (до 50 %), высокому сбору масла с гектара, устойчивости к болезням и полеганию, хорошей технологичности возделывания сорт ВНИИМК-620 дает высокий экономический эффект при возделывании в производстве. Районирован по Уральскому и Северо-Кавказскому регионам [76,28].
В 2000 году лабораторией селекции льна масличного ВНИИМКа передан на государственное сортоиспытание новый сорт ВНИИМК-630.
Сорт льна масличного ВНИИМК-630 выведен во ВНИИ масличных культур им. B.C. Пустовойта за период 1990-2000 годов методом многократного индивидуального отбора из сложной гибридной комбинации F7 (к-1515 х к-1731) х (к-1520 х Сибиряк) с последующим индивидуальным отбором на устойчивость к фузариозу на жестком полевом инфекционном фоне.
По данным конкурсного сортоиспытания ВНИИМКа (1998-2000 гг.), представленного в таблице 2.2, сорт ВНИИМК-630 в среднем за три года превысил стандартный сорт ВНИИМК-620 по урожайности семян на 0,29 т/га, масличности абсолютно сухих семян - на 3,2 %, сбору масла - на 190 кг/га. Сорт устойчив к фузариозу, отличается слабым вторичным цветением при выпадении осадков перед уборкою.
Таблица 2.2.
Результаты конкурсного сортоиспытания сортов семян льна масличного. Краснодар, ВНИИМК, КСИ (среднее за 1998-2000 гг.)
|
Сорт |
Вегетационный период |
Урожайность семян, т/га |
Масличность семян, % |
Сбор масла, кг/га |
Высота растений, см |
Масса семян, г |
Устойчивость к фузариозу, 5 |
|
ВНИИМК-630 |
87 |
2,7 |
54,9 |
1107 |
59,1 |
7,02 |
90,2 |
|
ВНИИМК-620. Ст. |
82 |
2,5 |
51,7 |
917 |
59,2 |
7,37 |
91,7 |
|
РУЧЕЕК |
83 |
2,8 |
52,5 |
1050 |
59,3 |
7,15 |
90,1 |
|
± к ст. |
+5 |
+2,9 |
+3,2 |
+190 |
-0,1 |
0,35 |
-1,5 |
Примечание: различия по высоте растений и устойчивости к фузариозу недостоверны при Р<=0,05.
Сорт льна масличного Ручеек создан во ВНИИ масличных культур им. B.C. Пустовойта. Авторы сорта: Ф.М. Галкин, Л.Г. Рябенко, В.В. Крюкова, СМ. Колесник. Сорт выведен методом индивидуального отбора из сложной гибридной комбинации F5 (к-3024 х к-2945) х (к-2978 х к-2784) 'с индивидуальным отбором на устойчивость к фузариозу на жестком инфекционном фоне. Стебель прямостоячий, соцветие кистевидное. Окраска семядолей, под семядольного колена и листьев зеленая, без антоциана; цветки голубые, средней величины, семена коричневые, масса семян - 6,7 - 7,1 г. сорт среднеспелый. Продолжительность вегетационного периода - 78 - 86 суток, цветение и созревание дружное, пригоден к механизированной уборке, потенциальная урожайность семян - до 2,7 т/га, масличность семян - 49,5 -52,8 %. Йодное число масла - 179-185 единиц. Сорт Ручеек обладает наиболее высокой потенциальностью семян - до 52,8 % и сбором масла. Сорт устойчив к болезням и полеганию, отличается хорошей технологичностью возделывания и дает высокий экономический эффект. Сорт Ручеек районирован по Нижне-Волжскому и Северо-Кавказскому регионам [28].
Все вышеизложенные преимущества данных сортов позволяют считать их наиболее перспективными для создания полноценного белкового продукта.
2.2. Методы определения функциональных свойств белковых продуктов
Из функциональных свойств белковых продуктов были выбраны те, которые оказывают наиболее важное влияние на формирование структуры, пищевой ценности, вкусовых показателей пищевых продуктов, обогащенных белками семян льна [75].
Для определения жироудерживающей (жиросвязывающей) способности белков и белковых продуктов (ЖУСЧ) навеску исследуемых белкосодержащих продуктов массой 5 г помещали во взвешенную градуированную центрифужную пробирку, добавляли 30 мл рафинированного и дезодорированного подсолнечного масла. Смесь перемешивали в течение 1 мин. при скорости вращения электрической мешалки 1000 об/мин, затем отстаивали 30 мин., после чего цунтрифугировали 15 мин при 4000 об/мин, взвешивали пробирку с белком и маслом и замеряли общий объем смеси в пробирке и объем масла, оставшегося неадсорбированным. Неадсорбированное масло сливали, пробирку устанавливали в наклонном положении под углом 10-15° на 10 мин для удаления оставшегося масла. После чего пробирки взвешивали. Жироудерживающую способность весовым методом рассчитывали по формуле:
где а - масса пробирки с белком и связанным маслом, г;
b- масса пробирки с белком, г;
с – навеска белка, г.
Жироудерживающую способность объемным методом рассчитывали по формуле:
где с - навеска белка, г;
V- объем масла, оставшегося не адсорбированным, мл;
d - относительная плотность масла, г/мл.
Водоудерживающую способность белков (ВУС) определяли аналогично жироудерживающей способности, добавляя к белкам воду вместо масла.
Жироэмульгирующую способность (ЖЭС) определяли следующим образом: навеску белоксодержащего продукта массой 7 г помещали в миксер, добавляли 100 мл дистиллированной воды и суспензировали в течение 1 мин при скорости мешалки 4000 об/мин. Затем в смесь добавляли 100 мл рафинированного и дезодорированного подсолнечного масла и эмульгировали в миксере 5 мин. Полученную эмульсию помещали в градуированную центрифужную пробирку и фунтрифугировали 5 мин при 2000 об/мин.
Жироэмульгирующую способность рассчитывали по формуле:
где Vз- объем заэмульгированного слоя, мл;
Vo - общий объем смеси, мл.
Для определения пенообразующей способности (П) поступали следующим образом: навеску белка или белкосодержащего материала брали с таким расчетом, чтобы в нем содержалось 6 г сухого вещества. Навеску помещали в химический стакан, добавляли 25 мл дистиллированной воды и тщательно растирали до образования однородной суспензии. Полученную суспензию количественно переносили в градуированный мерный цилиндр и общий объем жидкости доводили дистиллированной водой до 300 мл. Параллельно с опытным образцом ставили контрольный опыт, в котором навеской служил белок куриного яйца. Контрольный и опытный образцы одновременно встряхивали в течение одной минуты. Затем замеряли объем образовавшейся пены.
Расчет пенообразующей способности вели по формуле:
где Вп - высота слоя пены, мм;
Вр - высота суспензии в цилиндре, мм.
Коэффициент пенообразующей способности рассчитывали по формуле:
где Пс - пенообразующая способность исследуемого растительного белка, %;
Пк - пенообразующая способность белка куриного яйца, %.
Для определения стойкости пены цилиндры после встряхивания оставляли на 15 мин, затем измеряли высоту оставшейся пены. Расчет вели по формуле:
где С - стойкость пены;
Вп - высота первоначального слоя пены, мм;
Впс – высота слоя пены после отстаивания, мм.
Коэффициент стойкости пены рассчитывали следующим образом, согласно формуле:
где Сс - стойкость пены исследуемого белка;
Ск - стойкость пены куриного яйца.



