Аминокислотный состав белка семян кондитерских сортов подсолнечника селекции ВНИИМК

Автор: Поморова Ю.Ю., Бескоровайный Д.В., Пятовский В.В., Серова Ю.М., Болховитина Ю.С., Шемет Ю.Ю.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Статья в выпуске: 4 (184), 2020 года.

Бесплатный доступ

Крупноплодные гибриды и сорта подсолнечника кондитерского и грызового типа получили широкое распространение в производстве ряда стран. Особое значение в характеристике крупноплодных семян подсолнечника имеет качество белка. Ценность белкового комплекса определяется его аминокислотным составом. Исследованы семена трех крупноплодных сортов подсолнечника кондитерского направления использования: Белочка, Джинн, Лакомка, выращенные на центральной экспериментальной базе ВНИИМК в 2017-2019 гг. Аминокислотный состав белка семян определялся на ВЭЖХ-анализаторе Sevko&Co APM-1000HT с градиентным элюированием и постколоночной дериватизацией нингидрином. Сорт Белочка отличался самым высоким содержанием абсолютно сухого белка - 21,24 г/100 г, за три года среднее содержание белка составило 19,43 ± 0,91 г/100 г абсолютно сухого вещества (АСВ), коэффициент вариации 8,18 %. Содержание белка у сорта Джинн составило 19,43 ± 0,11 г/100 г АСВ, коэффициент вариации 0,78 %. Для сорта Белочка в большей степени изменчиво содержание белка, а для сорта Джинн - масличности. При этом установлено, что средние значения масличности и содержания белка этих сортов за исследуемые годы практически равны. Сорт Лакомка за два года выращивания показал стабильные биохимические показатели по содержанию белка 17,53 ± 0,15 г/100 г АСВ. Между масличностью и содержанием белка среди изученных сортов существует сильная обратная корреляционная связь, которая составила r = -0,72. Сорт Белочка отличается от других исследуемых сортов. Он имеет наибольшую сумму незаменимых аминокислот (25,48-31,46 г/100 г абсолютно сухого белка) и заменимых (48,33-58,26 г/100 г абсолютно сухого белка). Варьирование содержания аминокислот у сорта Белочка оказалось значительно большим, коэффициент вариации С = 9-20 %. В то же время нами отмечена высокая однородность по содержанию белка (С = 1 %) и аминокислотному составу (С = 1-15 %) сорта Лакомка.

Еще

Подсолнечник, кондитерские сорта, аминокислотный состав, содержание белка, масличность, абсолютно сухое вещество (асв)

Короткий адрес: https://sciup.org/142224980

IDR: 142224980 | DOI: 10.25230/2412-608X-2020-4-184-12-17

Текст научной статьи Аминокислотный состав белка семян кондитерских сортов подсолнечника селекции ВНИИМК

Введение. В 2019 г. посевные площади подсолнечника в России находились на отметках в 8 505,3 тыс. га, что на 4,2 % (на 345,2 тыс. га) больше, чем годом ранее. За пять лет размеры посевов выросли на 23,1 % (на 1 594,0 тыс. га), за десять лет – на 37,2 % (на 2 306,2 тыс. га) [1]. В последние годы значительно возрос спрос сельскохозяйственного производства на семена крупноплодного подсолнечника в нашей стране. К кондитерскому подсолнечнику предъявляют определенные требования по крупности семянок, содержанию в них белка и масла, легкости отделения лузги от семени (ядра). Семена подсолнечника используют как в виде самостоятельного продукта, так и в пищевом производстве различных кондитерских изделий [2; 3; 4]. Данное направление развивается во всем мире. Существует стабильный спрос как на обрушенные, так и на целые семена кондитерского подсолнечника в России и западноевропейских странах [5; 6].

В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2018 г., включен 21 сорт-популяция крупноплодного подсолнечни- ка, из них пять – селекции ФГБНУ ВНИИМК: Белочка, Джинн, Лакомка, Орешек и СПК [7].

Первый кондитерский сорт СПК был создан в результате гибридизации грызового черноплодного сорта Стадион и высокомасличного сорта Юбилейный 60. Сорт Лакомка был получен в результате скрещивания сортов СПК и Флагман, с дальнейшим отбором устойчивых к заразихе биотипов [2]. Это один из самых высокоурожайных сортов подсолнечника, средняя урожайность семян 35 ц/га. Содержание масла 48–50 %, белка – 19,43 % [9].

Сорт Джинн создавался путем выделения из межсортовой популяции Лакомка × СПК. Семена (собственно ядра) обладают хорошими вкусовыми качествами. Урожайность 35–37 ц/га. Содержание масла 44,5 %, белка – 19,53 % [7; 9; 10].

Белочка – скороспелый крупноплодный сорт подсолнечника кондитерского типа. Выделен из сорта Орешек. Средняя урожайность 27,8 ц/га. Содержание белка 23 %, масла – 44 % [7; 10; 11].

Цель работы заключается в определении качественного состава семян трех крупноплодных сортов подсолнечника: Белочка, Джинн, Лакомка селекции ВНИИМК по содержанию масла, белка и его аминокислотного состава, а также изменчивости этих признаков при репродуцировании крупноплодных семян.

Материалы и методы. Исследования проводились в лаборатории белка отдела биологических исследований ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Материалом служили семена трех крупноплодных сортов подсолнечника кондитерского направления использования: Белочка, Джинн, Лакомка, урожая 2017–2019 гг. Масличность семян определяли с помощью ЯМР-анализатора АМВ-1006М по ГОСТ Р 8.597-2010 [12]. Массовую долю сырого протеина – по ГОСТ 13496.4-93 [13], луз-жистость семян подсолнечника – по ГОСТ 10855-64 [14], аминокислотный состав белка семян – по ГОСТ 32195-2013

[15] на ВЭЖХ-анализаторе Sevko&Co APM-1000HT с градиентным элюированием и постколоночной дериватизацией нингидрином. Повторность определений двукратная. Коэффициент вариации рассчитывался по формуле:

C =I × 100, % где σ– среднее квадратическое отклонение;

X– среднее арифметическое значение.

Результаты анализа обрабатывали методами математической статистики [16].

Результаты и обсуждение. За три года среднее содержание белка у сорта Белочка составило 19,43 ± 0,91 г/100 г АСВ (абсолютно сухого вещества). Более стабильные результаты показали сорта Джинн (19,43 ± 0,11 г/100 г АСВ) и Лакомка (17,53 г/100 г АСВ), с ошибкой среднего значения 0,15. Для сорта Белочка за исследуемые годы в большей степени изменчиво содержание белка (С = 8,18 %), а для сорта Джинн масличность (С = 6,26 %). При этом установлено, что средние значения масличности и содержания белка этих сортов за исследуемые годы равны (табл. 1).

Таблица 1

Биохимическая характеристика семян исследуемых сортов подсолнечника (2017–2019 гг.)

Сорт	Год урожая	Масличность семян		Содержание белка в семенах		Масса 1000 семян, г	Луз-жис-тость, %
Сорт	Год урожая	%	x	г/100 г АСВ	x	Масса 1000 семян, г	Луз-жис-тость, %
Белочка	2017	44,2	44,0 ± 0,58	18,77		141,79	31,82
	2018	45,0		18,28	0,91	111,00	29,32
	2019	43,0		21,24	0,91	132,93	30,75
Джинн	2018	46,0	44,0 ± 1,95	19,32	19,43 ± 0,11	103,96	26,41
Джинн	2019	42,1	44,0 ± 1,95	19,53	19,43 ± 0,11	144,88	31,30
Лакомка	2017	43,8	45,2 ± 1,40	17,67	17,53 ± 0,15	120,20	29,77
Лакомка	2019	46,6	45,2 ± 1,40	17,38	17,53 ± 0,15	128,86	28,24

Сорт Лакомка за два года выращивания показал стабильные биохимические показатели по содержанию белка 17,53 ± 0,15 г/100 г АСВ. Суммарное содержание масла и белка в семянках среди кондитерских сортов составляло 61,47–65,32 %. 14

Корреляционная связь между маслично-стью и содержанием белка среди кондитерских сортов (r = -0,72) говорит об относительном уменьшении содержания белка при увеличении масличности (рисунок), что было подтверждено более ранними исследованиями [17; 18].

Рисунок – Содержание белка и масличности у крупноплодных сортов подсолнечника

Следует отметить, что сорт Белочка отличается от других исследуемых сортов. Он имеет наибольшую сумму заменимых (48,33–58,26 г/100 г абсолютно сухого белка) и незаменимых (25,48– 31,46 г/100 г) аминокислот. Среди заменимых аминокислот обнаружено преобладание аспарагиновой и глутаминовой кислот, что характерно для всех сортов подсолнечника. Полученные результаты свидетельствуют, что среди незаменимых аминокислот наблюдается преобладание валина и лейцина у всех крупноплодных сортов, крайне мало цистеина, тирозина и метионина (табл. 2).

Изучение аминокислотного состава семян подсолнечника различных лет выращивания показало, что варьирование содержания аминокислот у сорта Белочка оказалось значительно большим, коэффициент вариации С = 9–20 %. Наибольшее увеличение размаха изменчивости было у аминокислот цистеин, аргинин и аспарагиновая кислота. Это может свидетельствовать о большей гетерогенности сорта. В то же время нами отмечена высокая однородность по содержанию белка (С = 1 %) и аминокислотному составу

(С = 1–15 %) сорта Лакомка с высоким варьированием лишь аргинина (С = 15 %) (табл. 3).

Таблица 2

Аминокислотный состав семян крупноплодных сортов селекции ВНИИМК, г/100 г

Аминокислота	Белочка			Джинн	Лакомка
Аминокислота	2017	2018	2019	2018	2017	2019
Незаменимые
Валин	3,98	4,57	3,79	3,52	3,46	3,63
Гистидин	2,03	2,37	1,87	1,75	1,49	1,71
Изолейцин	3,59	3,97	3,26	3,08	2,58	3,00
Лейцин	5,69	6,38	5,30	5,00	4,84	5,14
Лизин	3,01	3,18	2,58	2,36	2,06	2,29
Метионин	1,98	2,49	2,10	1,68	1,71	1,92
Треонин	3,53	3,84	3,25	3,67	2,98	3,33
Фенилаланин	3,56	4,66	3,34	3,55	3,11	3,36
∑ незаменимых аминокислот	27,38	31,46	25,48	24,60	22,23	24,39
Заменимые
Аланин	3,63	4,09	3,44	3,32	3,16	3,33
Аргинин	6,68	6,94	5,13	5,74	5,03	6,21
Аспаргиновая кислота	6,42	9,43	8,25	7,73	7,08	7,90
Глицин	5,52	6,06	4,83	4,47	4,63	4,79
Глутаминовая кислота	17,50	20,18	17,16	16,21	15,62	16,58
Пролин	3,83	4,36	3,49	3,46	3,45	3,71
Серин	3,87	4,32	3,58	3,34	3,32	3,54
Тирозин	1,99	2,32	1,78	1,81	1,64	1,77
Цистеин	0,85	0,57	0,68	0,68	0,39	0,39
∑ заменимых аминокислот	50,30	58,26	48,33	46,75	44,31	48,23
∑ всех аминокислот	77,68	89,73	73,81	71,35	66,54	72,62

Таблица 3

Изменчивость содержания аминокислот белка семян кондитерских сортов подсолнечника (2017–2019 гг.)

Аминокислота	Содержание аминокислот, г/100 г	Диапазон изменчивости, г/100 г		Коэф-фици-ент вариации, %
Аминокислота	в среднем по сорту	Min–max	R	Коэф-фици-ент вариации, %
1	2	3	4	5
Белочка
Незаменимые аминокислоты
Валин	4,12 ± 0,23	3,79–4,57	0,78	10
Гистидин	2,09 ± 0,15	1,87–2,37	0,50	12
Изолейцин	3,61 ± 0,21	3,26–3,97	0,72	10
Лейцин	5,79 ± 0,32	5,30–6,38	1,08	9
Лизин	2,92 ± 0,18	2,58–3,18	0,60	11
Метионин	2,19 ± 0,16	1,98–2,49	0,51	12
Треонин	3,54 ± 0,17	3,25–3,84	0,59	8
Фенилаланин	3,85 ± 0,41	3,34–4,66	1,32	18
Заменимые аминокислоты
Аланин	3,73 ± 0,19	3,44–4,09	0,66	9

Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5
Аргинин	6,26 ± 0,56	5,13–6,94	1,81	16
Аспаргино-вая кислота	8,05 ± 0,88	6,42–9,43	3,01	19
Глицин	5,48 ± 0,36	4,83–6,06	1,23	11
Глутаминовая кислота	18,29 ± 0,95	17,16–20,18	3,02	9
Пролин	3,90 ± 0,25	3,49–4,36	0,87	11
Серин	3,93 ± 0,21	3,58–4,32	0,74	10
Тирозин	2,04 ± 0,16	1,78–2,32	0,54	13
Цистеин	0,71 ± 0,08	0,57–0,85	0,28	20
Лакомка
Незаменимые аминокислоты
Валин	3,55 ± 0,09	3,46–3,63	0,17	4
Гистидин	1,60 ± 0,11	1,49–1,71	0,21	10
Изолейцин	2,79 ± 0,21	2,58–3,00	0,42	11
Лейцин	4,99 ± 0,15	4,84–5,14	0,31	4
Лизин	2,18 ± 0,12	2,06–2,29	0,23	8
Метионин	1,81 ± 0,11	1,71–1,92	0,21	8
Треонин	3,15 ± 0,17	2,98–3,33	0,35	8
Фенилаланин	3,24 ± 0,13	3,11–3,36	0,25	6
Заменимые аминокислоты
Аланин	3,25 ± 0,09	3,16–3,33	0,17	4
Аргинин	5,62 ± 0,59	5,03–6,21	1,18	15
Аспаргино-вая кислота	7,49 ± 0,41	7,08–7,90	0,82	8
Глицин	4,71 ± 0,08	4,63–4,79	0,16	2
Глутаминовая кислота	16,10 ± 0,48	15,62–16,58	0,96	4
Пролин	3,58 ± 0,13	3,45–3,71	0,27	5
Серин	3,43 ± 0,11	3,32–3,54	0,22	5
Тирозин	1,70 ± 0,07	1,64–1,77	0,13	6
Цистеин	0,39 ± 0,01	0,39–0,39	0,01	1

Выводы. Была подтверждена обратная корреляционная зависимость между мас-личностью и содержанием белка, которая упоминалась в работах Дьякова А.Б., Дублянской Н.Ф, Супруновой Л.В. В белке семян исследуемых сортов подсолнечника преобладают заменимые аминокислоты – 44,31–58,26 г/100 г абсолютно сухого белка. Наибольшее количество белка (18,28–21,24 г/100 г АСВ) и незаменимых аминокислот (25,48– 31,46 г/100 г абсолютно сухого белка) содержит сорт Белочка. Установлено значительное повышение количества белка (на 13,94 %) в семенах сорта Белочка в 2019 г. по сравнению с урожаями других лет. Для сорта Белочка в большей степени изменчиво содержание белка, а для сорта Джинн – масличности. При этом установлено, что средние значения масличности 15

и содержания белка этих сортов за исследуемые годы практически равны. Сорт Лакомка за два года выращивания показал стабильные биохимические показатели по содержанию белка (17,53 ±

0,15 г/100 г АСВ). Наибольшая изменчивость содержания аминокислот за исследуемые годы отмечена у сорта Белочка, коэффициент вариации С = 9–20 %. Наибольшее увеличение размаха варьирования было у аминокислот цистеин, аргинин и аспарагиновая кислота. Сорт Лакомка, напротив, отличается однородностью содержания аминокислот в семенах (С = 1–15 %) с высоким варьированием аргинина (С = 15 %).

Список литературы Аминокислотный состав белка семян кондитерских сортов подсолнечника селекции ВНИИМК

Федеральная служба государственной статистики: [Электронный ресурс]. - URL: https://rosstat.gov.ru (дата обращения: 26.10.2020).
Тишков Н.М., Бородин С.Г. Продуктивность сортов кондитерского подсолнечника в зависимости от густоты стояния растений // Масличные культуры. Науч.-тех бюл. ВНИИМК. - 2009. - Вып. 1 (140). - С. 57-64.
Саакян А.Т., Зеленский Г.Л. Создание исходного материала для селекции скороспелых кондитерских сортов подсолнечника // Сб. статей по матер. 71-й науч.-практ. конф. преподавателей по итогам НИР за 2015 год: Научное обеспечение агропромышленного комплекса. - КубГАУ, 2016. - С. 31-32.
Шаззо А.А., Викторова Е.П., Мхитарьянц Л.А. Инновационная технология фракционирования и обрушивания семян подсолнечника кондитерских сортов // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. - 2014. - № 3 (3). - С. 32-37.
Мамонов А.И. Создание крупноплодного селекционного материала подсолнечника кондитерского, грызового и масличного направления: дис.. канд. с.-х. наук: 06.01.05 / Андрей Иванович Мамонов. - Краснодар, 2006. - 125 с.
Пикунов С.А. Оценка сортов-популяций подсолнечника кондитерского направления по выходу крупной фракции // Х Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК. - 2019. - С. 132-135.
Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию: [Электронный ресурс]. - Том 1. "Сорта растений". - 2018. URL: http://reestr.gossortrf.ru/ (дата обращения: 06.04.2020).
Стрыгина М.В., Алешин В.Н., Минакова А.Д., Лобанов В.Г. Биохимическая характеристика новых сортов подсолнечника // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. - 2003. - № 1. - С. 26.
Котлярова И.А., Децына А.А., Терещенко Г.А. Крупноплодный сорт подсолнечника кондитерского типа Джинн // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2016. - Вып. 4 (168). - С. 114-117.
Поморова Ю.Ю., Пятовский В.В., Бескоровайный Д. В., Серова Ю.М., Болховитина Ю.С. Сравнительный анализ аминокислотного состава белка семян подсолнечника селекции ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК // Масличные культуры. - 2020. - Вып. 1 (181). - С. 31-37.
Децына А.А., Терещенко Г.А., Илларионова И.В. Скороспелый крупноплодный сорт подсолнечника кондитерского типа Белочка // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИ-ИМК. - 2018. - Вып. 2 (174). - С. 141-144.
ГОСТ Р 8.597-2010 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Семена масличных культур и продукты их переработки. Методика измерений масличности и влажности методом импульсного ядерного магнитного резонанса. - М.: Стандартинформ, 2019. - 13 с.
ГОСТ 13496.4-93 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания азота и сырого протеина. - М.: Стандартинформ, 2011. - 33 с.
ГОСТ 10855-64 Семена масличные. Метод определения лузжистости. - М.: Стандартинформ, 2010. - 2 с.
ГОСТ 32195-2013 Корма, комбикорма. Метод определения содержания аминокислот. - М.: Стандартинформ, 2014. - 27 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М., 1985. - 352 с.
Тихонов О.И., Бочкарев Н.И., Дьяков А.Б. [и др.]. Биология, селекция и возделывание подсолнечника. - М.: Агропромиздат, 1991. - 281 с.
Супрунова Л В. Азотсодержащие вещества семян подсолнечника: дис.. канд. биол. наук / Лидия Валентиновна Супрунова. - Краснодар, 1969. - 139 с.

Еще

Статья научная