Биологические науки /
Структурная ботаника и биохимия растений
Британова Т. С., Мазулин
А. В., Доля В. С.
Запорожский
государственный медицинский университет, Украина
ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ
НОВЫХ СОРТОВ РАПСА
Ключевые слова: рапс яровой, рапс
озимый, химический состав.
Постановка
вопроса исследования.
Рапс (Brassica napus oleifera Metzg) относится к роду
капуста (Brassica) семейства капустные (Brassicaceae) и является
одной из древнейших масличных и кормовых культур. В
Украине начал возделываться с первoй половины 19 века в виде озимого
рапса (var.
oleifera biennis Koch.) и ярового (var.
oleifera annua).
Используется для изготовления маргарина, в корм
скоту, для получения дизельного топлива и пищевого масла [7]. Селекционная работа
интенсивно начала проводиться с 50-годов прошлого столетия. При селекции
основными ставились следующие задачи: 1) повысить урожайность
семян;
2)
выработать у новых сортов устойчивость к заболеваниям; 3) создать сорта с высоким
содержанием линолевой и олеиновой кислот, низким содержанием линоленовой,
эруковой кислот и гликозинолятов, 4) создать новые сорта
пищевого, кормового, технического направления [7,
9]. Такие
сорта во многих странах мира были созданы. Селекционная работа проводится и в
Украине [8].
Новые селекционные сорта обеспечат в Украине в 2014/15 масличном году валовой
сбор семян рапса в количестве 2,12 млн. т, в странах ЕС – 21,3 млн. т, особенно
во Франции - 5,1 млн. т
[6].
Цель
работы:
изучить химический состав листьев и семян новых сортов рапса ярового (сорт
Ландар) и озимого (сорт Атлант) украинской селекции.
Материалы
и методы исследования. Семена двух новых украинских сортов рапса озимого и ярового
высевали на дачном участке исследователя в 2004, 2005 г. Сырье заготовили в 2005 г.: листья в фазу
цветения, семена в стадии физиологической зрелости [1].
Химические
вещества определяли по известным методикам
[3, 4]. Дубильные вещества определяли по реакции с железо-аммониевыми квасками, флавоноиды – по
реакціям идентификации и методом хроматографирования в тонком слое сорбента в системе н-бутанол-уксусная
кислота-вода (4:1:2). Проявитель – лампа УФ-свечения и 3 %-ный раствор алюминия
хлорида.
Каротиноиды – по реакции с 10 %-ным раствором фосфорно-молибденовой кислоты в этиловом спирте, аскорбиновая кислота – с 0,04 % водным раствором
2,6-дихлорфенол-индофенолята
натрия. Жирное
масло из
измельченных семян эксрагировали петролейным
эфиром низкокипящей фракции. Сумму жирних кислот выделяли из масла омылением спиртовой
щелочью, а затем на полученное мыло действием 16 % раствора сульфатной кислоты [2,
3]. Состав жирных
кислот (табл. 3) определяли методом ГЖХ [4]. Эфирное масло выделяли из
листьев методом гидродистилляции. Качественный состав и количественное
содержание компонентов эфирного масла определяли
хромато-масс-спектрометрическим методом. Использовали газожидкостный хроматограф
«НР 3398» с капиллярной колонкой
30 м длины. Жидкая фаза Inovax, газ-носитель – азот. Скорость водорода 30 мл/мин, воздуха – 300 мл/мин.
Хроматограммы
снимали в режиме програмирования температуры
[5]. Обработку данных проводили в системе ITDS и сравнивали с
известными эталонными образцами библиотеки поиска. Использованы данные
литературы [5, 8].
Результаты
исследования и их обобщение. Результаты исследования представлены в табл.
1-3.
Таблица 1
Содержание
химических соединений в листьях, n=4
|
Химическое соединение |
Рапс озимый |
Рапс яровой |
|
Дубильные вещества, % |
5,62±0,09 |
4,45±0,08 |
|
Флавоноиды, % |
0,31±0,01 |
0,81±0,01 |
|
Каротиноиды, мг/% |
10,74±0,19 |
11,30±0,17 |
|
Аскорбиновая кислота, % |
0,26±0,01 |
0,36±0,01 |
|
Эфирное масло, % |
0,47±0,01 |
0,54±0,01 |
Из данных табл. 1 видно, что содержание
исследуемых соединений в листьях обоих видов практически одинаково. Содержание
эфирного масла составляет 0,47 и 0,54 %. Количество компонентов в эфирном масле
одинаково и составляет 44 соединения. Из них неидентифицированных оказалось 5 компонентов. 16 главных
компонентов содержатся в количестве более 1% (табл. 2). В наибольшем количестве
обнаружены цис-β-оцимен (20,94 % и 22,36 %), линалоол (12,44 и 14,28%),
бензилнитрил (7,19 и 6,34 %), гексадекан (7,19 и 6,53 %), 2-фенилизотиоцианат
(6,02 и 5,31 %), фенилацетонитрил (6,22 и 5,36 %).
Таблица 2
Количественное
содержание главных компонентов в
эфирном масле (n=3), %
|
№ пика |
КI |
Название компонента |
Рапс озимый |
Рапс яровой |
|
6 |
940 |
α-пинен |
1,77±0,01 |
1,25±0,01 |
|
8 |
965 |
диметилтрисульфид |
3,70±0,02 |
3,64±0,02 |
|
10 |
972 |
сабинен |
1,26±0,02 |
3,38±0,02 |
|
18 |
990 |
мирцен |
1,35±0,02 |
1,24±0,02 |
|
19 |
1033 |
цис-β-оцимен |
20,94±0,09 |
22,36±0,12 |
|
22 |
1046 |
транс-β-оцимен |
1,01±0,01 |
0,85±0,01 |
|
25 |
1089 |
фенилацетонитрил |
6,22±0,02 |
5,36±0,02 |
|
27 |
1128 |
линалоол |
12,44±0,08 |
14,28±0,12 |
|
28 |
1143 |
бензилнитрил |
7,19±0,05 |
6,34±0,04 |
|
34 |
1296 |
индол |
2,43±0,03 |
1,86±0,02 |
|
35 |
1428 |
транс-β-фарнезен |
1,88±0,02 |
2,33±0,03 |
|
36 |
1465 |
2-фенилизотиоционат |
6,02±0,06 |
5,31±0,06 |
|
37 |
1499 |
β-бисаболен |
4,62±0,06 |
4,02±0,06 |
|
40 |
1570 |
спатуленол |
4,12±0,06 |
3,75±0,06 |
|
43 |
1599 |
гексадекан |
7,19±0,07 |
6,53±0,07 |
|
44 |
1783 |
октадекан |
2,51±0,02 |
3,12±0,02 |
В семенах рапса озимого содержится 46,44 %
жирного масла, в семенах рапса ярового-33,14 %.
В составе жирных кислот жирного масла семян
обнаружено от 5 до 7 кислот. В наибольшем количестве найдена олеиновая кислота
(67,61 % и 75,03 % соответственно) и линолевая кислота- (21,86 и 17,12 %).
Жирное масло семян рапса ярового не содержит эруковой и эйкозеновой кислот, которые
в минимальном количестве обнаружены в жирном масле семян рапса озимого (0,04
и 2,67 % соответственно). Линоленовая
кислота обнаружена в количестве 3,41 и 5,56 %
(табл. 3).
Таблица 3
Качественный
состав и количественное содержание жирных кислот в жирном масле семян рапса (n=3), %
|
Название кислот |
Индекс |
Рапс озимый |
Рапс яровой |
|
Пальмитиновая |
16:0 |
4,04±0,09 |
2,01 ±0,08 |
|
Стеариновая |
18:0 |
0,37±0,01 |
0,28 ±0,01 |
|
Олеиновая |
18:1 |
67,61±0,15 |
75,03 ±0,04 |
|
Линолевая |
18:2 |
21,86±0,12 |
17,12 ±0,01 |
|
Линоленовая |
18:3 |
3,41±0,01 |
5,56 ±0,9 |
|
Эйкозеновая |
20:1 |
0,04±0,01 |
- |
|
Эруковая |
22:1 |
2,67±0,02 |
- |
ВЫВОДЫ
В листьях рапса озимого и ярового содержание
дубильных веществ составляет 5,62 % и
4,45 % соответственно, флавоноидов 0,31 % и 0,81 %, эфирного масла 0,47 % и
0,54 %. В составе эфирного масла обнаружено 44 компонента. В наибольшем
количестве содержатся цис-β-оцимен - 20,94 % и 22,36 %, линалоол
– 12,44 % и 14,28 %. В жирном масле семян обнаружено больше всего олеиновой кислоты
– 67,61 % и 75,03 % соответственно. Жирное масло семян рапса ярового не
содержит эруковой и эйкозеновой кислот, которые в минимальном количестве
обнаружены в масле семян рапса озимого. Масличность семян обоих растений
практически одинакова. В семенах рапса озимого содержится 46,44 % жирного
масла, в семенах рапса ярового-33,14 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гоцуля Т. С. Фармакогностичне вивчення видів роду ріпак / Дипл. роб.,
Запоріжжя, 2006. – 78 с.
2.
Доля В. С. Диагностирование плодов и семян
некоторых представителей семейства крестоцветные // Дисс. к. фарм. н.,
Запорожье, 1974 – 135 с.
3. Доля В. С., Мозуль В. І, Самко А. В. Фітохімічне вивчення шипшини
пісчаної // В сб. «Сучасні аспекти медицини і фармації півдня України, О.,
2013. – С. 211 – 215.
4.
Доля В. С. Исследование липидного комплекса семян некоторых лекарственных растений // Дисс. д. фарм. н., Запорожье, 1991, – 328 с.
5. Столяров Б. В., Савинов И. М. Руководство к практическим занятиям по
газовой хроматографии. – Л.: Наука, 1973. – С. 283.
6.
Урожай рапса в Украине / fermer.org.ua / Новости / urojai-rapsa-v-Ukraine, дата обращения 20.01.2015.
7. Dolya V. S., Litvinenko O.
V., Prichodko A. B. et al. Studies on seed oils of some species of the family
Brassicaceae and wild weed // Symposium on Breeding of oil and Protein Crops.
Zaporozhye, Ukraine. – 1996. – P. 61 – 64.
8. Lyach V. A., Soroka A. I.,
Kalinova M. G. Selection of early genotypes in male gametophytic generation of
F1 spring hybrids // Symposium on Breding of oil and Protein crops.
Zaporozyhye, Ukraine. – 1996. – P. 119-122.
9. Robertson G. W., Griffiths
D. W., Macfarlane Smith W. H. and Butcher R. D. The application of thermal
desorption-gas chromatography-mass spectrometry to the analyses of flower
volatiles from five varieties of oilseed rape (Brassica napus spp.).
Phytochemical Analysis, 1993, 4, 152 – 157.