Химико-биологические свойства и потенциальная ценность семян масличного льна (обзор)

Введение. Лён культурный обыкновенный (Linum usitatissimum L.) получил широкое применение в различных промышленных отраслях ввиду своей высокой ценности. Лён является древнейшей сельскохозяйственной культурой, первичная значимость которой заключалась в ее маслично-пищевой ценности, с течением времени его начали применять и для изготовления текстиля. В то же время привлекательность льна выражается в технологии его выращивания, он обладает высокой засухо- и холодоустойчивостью. Согласно данным археологических и палеоботанических исследований, первыми видами льна, подвергшимися доместикации, являются лён узколистный (двулетний) и лён обыкновенный [1].

Внутривидовая классификация культурного льна неоднозначна и интерпретируется исследователями по-разному. Согласно систематизации И.А. Сизова (1955), признанной наиболее рациональной широким кругом селекционеров, культивируемый лен подразделяется на пять групп, среди которых долгунец, межеумок, кудряш (горный), крупносемян-ный и полуозимый стелющийся. Однако данная классификация официального подтверждения не имеет. Долгунец возделывается преимущественно в целях получения льноволокна, кудряш является масличной культурой, а лён-межеумок может быть использован в обоих направлениях. Как правило, последние две группы объединяют по признаку повышенной масличности и именуют как «лён масличный» [2; 3; 4; 5; 6]. По мнению селекционеров ВНИИМК, наиболее логичной является классификация канадских ботаников A. Diederrichsen и K. Richards (2003), они в свою очередь придерживались концепции W. Kulpa и S. Danert (1962), согласно которой культурный лён имеет четыре разновидности: растрескивающийся лён ( L. usitatissimum convar. crepitans (Boenn.) Kulpa et Danert), долгунец ( L. usitatissimum convar. elongatum Vav. et Ell.), промежуточный масличный ( L. usitatissimum convar. mediterraneum (Vav. et Ell.) Kulpa et Danert) и масличный лён ( L . usitatissimum convar. usitatissimum ) [7; 8].

Селекция льна во ВНИИМК и в РФ. Селекция льна во ВНИИМК имени В.С. Пустовойта берет своё начало с 1937 г.

По результатам работы ВНИИМК создана коллекция линий льна, включающая около 200 высокомасличных образцов, масличность некоторых доходит до 56 % [9]. За последнее десятилетие было выведено немалое количество перспективных сортов масличного льна, среди них Даник [10], Нилин [11], Ы 117 [12], ВНИИМК 620 ФН [13], РФН [14], Снегурок [15], Ы 220 [16]. В Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ, входит 48 сортов масличного льна, среди которых 21 сорт селекции ВНИИМК. В совокупности сорта масличного льна селекции ВНИИМК занимают не менее 2/3 части от общей посевной площади (1 млн га) всех льносеющих регионов России. К основным сортам, занимающим большие площади в РФ, относятся: ВНИИМК 620, ФЛИЗ, Бирюза, Радуга, Авангард, Северный, Небесный, Август, Амбер, РФН, Даник, ВНИИМК 620 ФН, Ы 117 и Снегурок [17].

Масличный лен имеет явное преимущество в общей структуре посевов льна в мире – он занимает около 84 % всех возделываемых площадей, на долю долгунцовых форм приходится лишь 16 % [18]. По данным Росстата, в период с 2019 по 2020 г. и с 2020 по 2021 г. площадь посева масличного льна лидировала по приросту среди остальных сельскохозяйственных культур в РФ (рис. 1). Динамика роста территорий выращивания масличного льна носит постоянный характер уже на протяжении многих лет. Роль России в мировом производстве масличных культур за последние годы значимо возросла, процент производимого на территории страны льна составляет около 26 % от общемирового количества. Однако в РФ переработка льна производится лишь на 15–20 % по отношению к общему объему производства, вследствие чего культура остается преимущественно экспортно-ориентированной [19; 20; 21].

(а)

-50% -40% -30% -20% -10% 0%  10% 20% 30% 40% 50% 60%

Лен-кудряш (масличный)

Просо

Кукуруза на зерно

Гречиха

Лен-долгунец

Горох

Пшеница

Овоши открытого грунта' Подсолнечник

Ячмень

Картофель*

Тритикале

Сахарная свекла

Бахчевые культуры* Рыжик

Горчила

^^^Н 14.0%

^— 13,2%

М . 12,5%

8,5%

■1 7,4%

(б)

• 51,4% Лен кудряш (масличный) Подсолнечник Рапс озимый и яровой Гречиха Тритикале

Сорго

Горох

Сахарная свекла

Горчица

Рожь озимая и яровая

Рыжик

Кукуруза на зерно

Бахчевые*

Картофель*

Пшеница озимая и яровая

Ячмень озимый и яровой Овоши открытого грунта*

Кормовые культуры Лен-долгунец

Просо

$исGнок 1 – Изменение посевных площадей основных растениеводческих культур в РФ: а) – с 2019 по 2020 гг.,

• б)    – с 2020 по 2021 гг. [19; 20]

Таким образом, производство масличного льна характеризуется высокой рентабельностью, что определяет перспективность заданного направления и, следовательно, высокий прирост территорий его выращивания в РФ.

Области применения льна. Льняное волокно обладает высокой ценностью, вследствие чего активно используется в мировой текстильной, легкой промышленностях и других. Обычно в указанных областях применяют лен-долгунец, преимущественно лубяной слой стебля растения. Наибольшей ценностью обладает один из первичных продуктов переработки льняной тресты – длинное волокно. Льноволокно обладает такими характеристиками, как высокая прочность и гигроскопичность, воздухопроницаемость, теплопроводность, гипоаллергенность, бактерицидность, к тому же материалы из льна не электризуются. Льняной текстиль может служить достойной альтернативой хлопковому [22; 23; 24]. Однако эффективность развития производства льна-долгунца на территории РФ объективно низка, что подтверждается вышеизложенными фактами.

Высокий интерес аграриев России к масличному льну обоснован в том числе высокой пищевой ценностью его семян. Семена льна в своем составе содержат белки с полноценным аминокислотным профилем, полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), водорастворимую и нерастворимую фракции клетчатки, фенольные соединения, витамины группы В, C и Е и различные микроэлементы [25; 26; 27; 28; 29; 30; 31]. Приблизительный химический состав семени масличного льна [32] приведен на рисунке 2. Состав может варьироваться в зависимости от морфогенетических, технологических и экологических факторов.

$исGнок 2 – Приблизительный химический состав семени масличного льна

Белковая составляющая семян масличного льна. Белок льняного семени состоит преимущественно из двух фракций: солерастворимой высокомолекулярной (глобулины) и водорастворимой низкомолекулярной (альбумины). Доля общего белка в льняном семени в среднем составляет около 20 %, у некоторых образцов данный показатель достигает 30 % и выше. В таблице 1 приведено содержание аминокислот на 100 г белка семян масличного льна различных сортов как отече- отечественного, так и зарубежного производства.

Таблица 1

Содержание аминокис?от в бе?ке семян мас?ично7о ?ьна ра;?ичних сортов, 7/100 7 протеина

Аминокислота	Сорт льна												Семена сои [39]	«Эталон» ФАО/ВОЗ [40]
	NorLin [29, 35]	Omega [29, 35]	Brown flaxseed [33]	Valour [34]	Foster [35]	NorMan [36]	Уральский [37]	Уральский желтый [37]	Исиль-куль-ский [38]	Ручеек [38]	ВНИИМК 620 ФН [38]	Исток [38]
ЗАМЕНИМЫЕ
Аланин (Ala)	4,4	4,5	3,77	3,77	4,7	5,67	3,41	2,11	5,13	5,27	5,21	4,92	-	-
Аргинин (Arg)	9,2	9,4	9,42	9,71	10,0	11,9	11,14	11,42	10,75	11,21	10,59	11,38
Аспарагиновая кислота (Asp)	9,3	9,7	9,92	9,02	10,0	12,3	н/д*	н/д*	11,16	10,92	11,02	11,17
Глутаминовая кислота (Glu)	19,6	19,7	19,46	19,75	20,0	21,8	22,95	23,48	21,73	21,62	21,41	22,29
Глицин (Gly)	5,8	5,8	5,90	5,19	5,9	5,61	7,10	7,49	6,22	6,28	6,19	6,21
Пролин (Pro)	3,5	3,5	3,73	2,45	3,8	4,17	4,60	4,80	4,15	4,21	4,08
Cepиʜ (Ser)	4,5	4,6	5,00	4,53	4,7	4,58	5,51	5,91	2,83	2,86	2,74	2,79
НЕЗАМЕНИМЫЕ
Гистидин (His)	2,2	2,3	2,43	1,59	2,1	2,52	2,67	2,63	2,25	1,64	1,28	2,17	2,4–2,9	1,60
Изолейцин (Ile)	4,0	4,0	3,85	3,37	4,1	4,55	5,11	5,04	4,72	4,68	4,60	4,67	2,9–4,7	3,00
Лейцин (Leu)	5,8	5,9	5,72	4,67	6,0	5,83	7,10	7,20	6,40	6,39	6,48	5,92	6,4–7,5	6,10
Лизин (Lys)	4,0	3,9	3,83	2,12	4,0	3,24	4,60	5,09	4,32	4,44	4,30	4,49	5,8–6,7	4,80
Треонин (Thr)	3,6	3,7	4,14	2,83	3,8	3,07	4,09	4,27	3,40	3,41	3,37	3,37	3,8–4,5	2,50
Триптофан (Trp)	1,8	н/д*	1,50	1,10	н/д*	н/д*	1,70	1,87	н/д*	н/д*	н/д*	н/д*	-	0,66
Валин (Val)	4,6	4,7	4,84	3,75	5,1	4,65	6,08	6,2	6,06	6,11	6,01	6,21	3,4–5,0	4,00
Met + Cys	2,6	2,5	2,61	3,74	3,2	1,83	1,99	2,34	1,63	1,73	1,55	2,35	-	2,30
Phe + Tyr	6,9	7,0	7,09	6,02	7,2	8,25	5,51	5,97	7,6	7,75	7,39	7,61	-	4,10

*н/д - нет данных

Аминокислотный профиль протеина льняного семени идентичен составу соевого, который признан наиболее питательным среди растительных культур. Таким образом, введение льнопродуктов в рацион питания может способствовать повышению его сбалансированности и восполнению необходимого уровня неза- менимых аминокислот для нормального функционирования организма, согласно нормам ФАО/ВОЗ.

Жирные кислоты. Семена масличного льна являются источником высококачественного растительного масла, на рисунке 3 приведен его усредненный жирно-кислотный состав [29].

$ucGhok 3 - Жирно-кислотный состав льняного масла

Для льняного масла характерно низкое содержание насыщенных жирных кислот, избыток которых способствует повышению уровня липопротеинов низкой плотности и, как следствие, общего холестерина в крови, что приводит к развитию сердечно-сосудистых заболеваний [41; 42]. В то же время масло льна славится высоким содержанием полине-насыщенных жирных кислот с преобладающим количеством а-линоленовой, которая является предшественником других жизненно важных го -3 жирных кислот -эйкозанпентаеновой и докозангексаено-вой. Омега-3 и омега-6 полиненасыщен-ные жирные кислоты являются эссенциальными, вследствие чего должны присутствовать в рационе питания. ПНЖК участвуют в формировании фос- фолипидов клеточных мембран и синтезе гормонов, осуществляющих регуляцию обменных процессов в клетках. Недостаток полиненасыщенных жирных кислот приводит к изменению жирно-кислотного состава плазматических мембран, нарушению их функциональной стабильности, снижению устойчивости к патогенному воздействию и увеличению проницаемости. Такие процессы могут провоцировать возникновение различного рода заболеваний [26; 41]. Важное значение имеет оптимальное соотношение го-6 : го-3 по-линенасыщенных жирных кислот в рационе питания, в среднем оно должно варьироваться в интервале 1 : 1 - 10 : 1, однако в реалиях современного человека зачастую данное соотношение гораздо выше (20-30 : 1) [44; 45]. Избыточное количество го-6 сопровождается повышением вязкости крови, возникновением спазмов и сужением сосудов, в то время как го-3 ПНЖК обладают гиполипидеми-ческим, гипокоагуляционным, анти -агрегантным, противовоспалительным, онкопрофилактическим, иммуномодулирующим, антиаритмическим, сосудорасширяющим действием, поддерживают нормальное функционирование головного мозга и нервной системы [45; 46; 47; 48; 49]. Таким образом, льнопродукты (льняное семя, льняная мука, льняное масло) являются концентрированными источниками го-3, вследствие чего их введение в рацион питания может компенсировать недостаток эссенциальных ПНЖК и способствовать поддержанию их необходимого для человеческого организма уровня.

Пищевые волокна. Пищевое волокно льняного семени представлено как в растворимых, так и нерастворимых формах, они соотносятся в пропорциях 20 : 80 -40 : 60. Нерастворимая фракция клетчатки состоит преимущественно из целлюлозы и неуглеводных компонентов -лигнинов. Физиологическое действие такой фракции заключается в стимуляции перистальтики кишечника, желчеотделе- ния, снижения уровня глюкозы в крови, сорбции холестерина и других жирорастворимых веществ, в том числе лигнины обладают онкопротекторным и антиоксидантным действием [26; 50; 51].

Растворимая фракция пищевых волокон семени льна представлена преимущественно слизями, которые состоят из полисахаридов (83,3 %), белков (4,6 %) и зольных веществ (11,8 %) [52]. Полисахаридная смесь образована тремя соответствующими высокомолекулярными компонентами: 75 % – нейтральный полисахарид (М = 1,2 · 10⁶ г/моль); 3,75 % и 21,25 % – кислые полисахариды AF 1 (М = 6,5 · 10⁵ г/моль) и AF 2 (М = 1,7 · 10⁴ г/моль) соответственно [53]. Полисахаридные слизи льна обладают обволакивающим, слабительным, радиопротекторным и иммунозащитным действием [54].

Фенольные соединения. В составе семян льна содержатся биологически активные вещества – флавоноиды, фенольные кислоты и лигнаны, при этом последние значительно преобладают. Лигнаны относятся к классу фитоэстрогенов – природных нестероидных растительных компонентов, обладающих эстрогеноподобной активностью. В льняном семени преимущественно содержатся секоизоларицирезинола диглюкозид (СДГ), секоизоларицирезинол, метаирезинол, ларицирезинол, изоларицирезинол и др. [55]. Наибольшей биологической ценностью обладает СДГ, его количество в льняном семени аномально выше, чем в других, в том числе бобовых и зерновых культурах [51; 55]. В результате метаболизма СДГ в организме под влиянием микрофлоры кишечника образуются эн-теролактон и энтеродиол – лигнаны млекопитающих. Лигнаны обладают ярко выраженной антиоксидантной активностью. Важным их физиологическим действием является способность ингибировать развитие гормонозависимых опухолей [56; 57; 58; 59; 60]. Механизм такого действия может быть основан на ингибировании лигнанами энзимов, участвующих в метаболизме гормонов, что приводит к снижению доступности эстрогена и препятствует росту опухолевых клеток [25; 55]. Однако существуют исследования, опровергающие антиканцерогенную активность лигнанов льна [29; 58; 60].

Витамины и минералы. Витаминноминеральный состав льняного семени довольно разнообразен. Примерный витаминный состав семян льна и его физиологическая роль в человеческом организме представлены в таблице 2.

Таблица 2

Витамины семян мас?ично7о ?ьна, их фGнк цuu

			щих ранах и язвах, оказывает сосудорасширяющее действие
Продолжение таблицы 2
1		2	3
s о co C8 О 4 о m	Пантотеновая кислота, анти-дeD@ атитный	0,6 [25, 29]	Способствует образованию кофермента А, который играет ключевую роль в обмене жиров, углеводов и белков, а также в процессах ацетилирования и β-окисления высших жирных кислот
	Пиридоксин (В б ), aHTudeD- @ ат итный	0,6 [25, 29]	Играет ключевую роль в процессах липидного, белкового и аминокислотного обмена
	Биотин (В ? ), ант исeбоDeйный	0,006 [25, 29]	Участвует в метаболизме углеводов и жиров
	Фолиевая кислота (В 9 ), ант ианe@ичe-ский	0,1 [25, 29]	Необходима для кроветворения. Способствует стимуляции эритропоэз, участвует в синтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, пуринов, в обмене холина и других метаболических процессах
Витамины группы Е (токоферолы)
s о co та о &	а-Токоферол	0,01 [29] 0,06 [25] 0,88 [3]	Выраженное антиоксидантное действие, предотвращает окисление ненасыщенных липидов мембран, защищая их от разрушения. Участвует в синтезе гема и белков, пролиферации клеток, в тканевом дыхании и иных процессах клеточного метаболизма
	8-Токоферол	0,01 [29] 0,05 [25] 0,24 [3]
	ү -Токоферол	0,55 [29] 3,0 [25] 9,2 [3]

Как видно, содержание витаминов в семенах льна неоднозначно, это обусловлено влиянием различных факторов, среди которых сортовая принадлежность семян, их зрелость, условия, область выращивания и др. При сравнении уровней концентраций токоферолов в семенах и льняном масле с соответствующими компонентами мака и сафлора было установлено, что лен занимает лидирующие позиции (табл. 3).

Таблица 3

Содержание токоферо?ов в семенах ра;-?ичных кG?ьтGр и их мас?ах, м7/100 7 [64]

Объект Токоферол α- β- γ- сумма Льняное семя 0,10 н/о* 13,93 14,03 Маковое семя 1,40 0,53 8,70 10,63 Семя сафлора 10,21 1,19 н/о* 11,4 Льняное масло 0,59 н/о* 75,67 76,26 Маковое масло 5,53 1,67 21,74 28,94 Сафлоровое 44,09 7,23 н/о* 51,32 масло

*н/о – не обнаружено

Преобладающими нутриентами минерального состава льняного семени являются: калий, фосфор, магний и кальций, в меньших количествах присутствуют натрий, железо, цинк, марганец и медь (табл. 4).

Таблица 4

Содержание минера?ов в семенах мас?ич-но7о ?ьна

Элемент	Содержание, мг/100 г
	[29]	[65]
Калий	831	1210
Фосфор	622	990
Магний	431	610
Кальций	236	450
Натрий	27	60
Железо	5	21
Цинк	4	12
Марганец	3	6
Медь	1	2

Калий и натрий выполняют важные физиологические функции в организме, среди которых поддержание осмотической концентрации крови, поддержание кислотно-щелочного и водного баланса, обеспечение мембранного транспорта, мышечных сокращений, активация энзимов. Фосфор является необходимым компонентом нуклеиновых кислот, АТФ, фосфолипидов клеточных мембран, участвует в процессе фосфорилирования. Магний участвует в синтезе белка и нуклеиновых кислот; обмене жиров, белков, углеводов; транспорте, хранении и утилизации энергии; митохондриальных процессах; регуляции нейрохимической передачи и мышечной возбудимости; расслабляет гладкую мускулатуру; является кофактором многих ферментативных реакций; является физиологическим антагонистом кальция; контролирует баланс внутриклеточного калия; снижает количество ацетилхолина в нервной ткани; снижает артериальное давление; угнетает агрегацию тромбоцитов; повышает осмотическое давление в просвете кишечника и др. Действие кальция основано на регуляции возбудимости нервных и мышеч- ных клеток, участии в высвобождении нейромедиаторов и передаче нервных импульсов, активации процессов свертывания крови, участии в аллергических и воспалительных процессах, также он способствует протеканию межклеточных взаимодействий [66].

Фитотоксины и антипитательные компоненты. В льняном семени содержатся и различные компоненты, негативно влияющие на метаболические процессы: цианогенные гликозиды (фитотоксин), линатин (антагонист пиридоксина), фитиновая кислота (антинутриент), ингибитор трипсина. Однако выраженного угнетающего действия указанных компонентов на организм при умеренном употреблении льнопродуктов клинически установлено не было [25; 45; 67].

Выводы. Полифункциональность масличного льна непосредственно отражается в его многокомпонентном нутриентном составе. Он является источником высококачественного масла, богатого омега-3 полиненасыщенными жирными кислотами, сбалансированного белка с полнопрофильным аминокислотным составом, а также клетчатки, витаминов и минералов, поэтому обладает высокой ценностью и вызывает повышенный интерес в пищевой промышленности. Функциональные свойства нутриентов льняного семени позволяют повысить пищевую ценность продуктов и сбалансированность рациона. Стабильно растущие площади возделывания масличного льна, его ежегодный валовой сбор, выведение новых высококачественных сортов и гибридов свидетельствуют о высокой значимости обсуждаемой культуры и создает благоприятные условия для развития льнопроизводства.