Качественные исследования химического состава семян льна (Linum usitatissimum L.)

Лен – уникальное травянистое растение. Чаще всего встречаются однолетние сорта льна. С давних времен человек использовал его для различных целей. Лен произрастает на территории Азии, Америки, Европы и даже части Африки. Одной из самых ценных частей льна является его семя.

Семя находится в плодовом теле льна, которое представляет собой коробочку с пятью гнездами. Каждое гнездо имеет перегородку, которая образует полугнезда [1]. В каждом полугнезде находится по одному семени. Таким образом, в одной коробочке насчитывается до 10 семян. Форма семян чаще всего яйцевидная. Поверхность семян гладкая, глянцевая. Они имеют суженый и немного загнутый носик. Семена имеют коричневую окраску, которая в зависимости от сорта и здоровья семян может иметь различные оттенки. Семена имеют небольшую массу (одно семя весит примерно 0,013 г).

В строении льняного семени можно выделить три части: оболочка, эндосперм и зародыш. Оболочка выполняет защитную функцию. Под ней расположен эндосперм, в состав которого входят питательные вещества, которые используются зародышем во время роста. Зародыш состоит из двух семядольных листочков и корешка [1, 2].

Семена льна имеют в своем составе большое разнообразие химических соединений, которые необходимы человеку. Они содержат: линумины (белки), жиры, углеводы, витамины, минеральные соединения, лигнаны и другие соединения. Наличие данных веществ делает возможным применение семян льна в лечебных целях.

Линумины состоят из комплексов аминокислот. В них встречаются как заменимые, так и незаменимые аминокислоты. Наличие незаменимых аминокислот делает семена льна ценным биологическим продуктом. В истории известны случаи использования семян в качестве источника белка в период нехватки мяса.

Семена льна на 40 % состоят из жиров, которые имеют в своем составе полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая – Омега 6, олеиновая – Омега 9, линоленовая кислота – Омега 3) (рис. 1):

Олеиновая кислота

СН3 - (СН2)7-СЫ=СН-(СН2)7-СООН

Линолевая кислота

СН3-(СН2)4-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН

Линоленовая кислота

СН3-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СС)ОН

Рисунок 1 – Формулы высших полиненасыщенных кислот

Поступление жиров в организм способствует поддержанию необходимой густоты крови, что в свою очередь приводит к профилактике таких болезней как атеросклероз, тромбоз, болезней сердечно-сосудистой системы, ожирения, сахарного диабета. Содержание линоленовой кислоты свидетельствует об уникальности льняного семени. Попадая в организм, Омега 3 способствует выведению холестерина и поддержанию метаболизма. Сочетание линолевой и линоленовой кислоты оказывает положительное влияние на работу головного мозга и зрение.

Льняное семя содержит большое количество углеводов, которые способны обеспечить организм необходимой энергией. Употребление семян способствует укреплению иммунной системы и стимуляции процессов обмена.

Оболочка семян богата слизью. Обволакивающая способность слизи используется при лечении воспаления пищевода и язвенной болезни желудка. В составе оболочке также был обнаружен линокофеин и линоцинамарин, глюказид линамарин, большое количество клетчатки (рис. 2). Клетчатка способствует выведению из кишечника шлаков и токсинов [2].

н он        сн.он

II      I

--9\н  Н/С—Ох

••• О—] / он н х |     | / н X | с          с   с          с

I X Н / |_ _| ОН Н I

Н\_с-- о^{х    х}с--c^zН

СН2ОН          н   он

Рисунок 2 – Формула клетчатки

Также в составе семян присутствуют витамины группы А, В, С, Е, К, РР. Присутствие витаминов группы B в семенах льна делает их полезными для укрепления нервной системы. Витамины А и Е омолаживают организм, оказывают благотворное влияние на состояние кожи, волос, ногтей. Семена льна содержат большое количество минеральных соединений Са, Nа, Р, Сu, Se, Zn, К, Мn, Мg. Калий участвует в регуляции водного баланса организма, транспортировки веществ в клетку. Селен предотвращает разрушение нуклеиновых кислот, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний.

В семени льна содержатся уникальные по своему составу полифенолы (лигнаны) (рис. 3).

Рисунок 3 – Простейшая формула лигнанов

Лигнаны способны выступать в роли антиоксидантов и действовать как фитоэстрогены.

Семена льна обладают противовоспалительным и обезболивающим действием. Они способны замедлять рост опухолей, поэтому рекомендуются для использования онкологически больным людям.

Семена льна используются в пищевой промышленности. Из них получают льняную муку, которая нашла применение в кулинарии.

Семя используется так же для производства льняного масла, используемого для технических целей. Главным образом из него изготавливают лаки, олиф, краски, клеёнки и непромокаемые ткани [3].

Целью данной работы было определение химических свойств льняного семени.

Для анализа были взяты семена льна, купленные в аптеке. Семена льна измельчены и приготовлен их фильтрат, в котором были качественно определены антиоксиданты – витамины C, В 2 , А, Е [4, 5].

Витамин С определяли методом йодометрии до появления устойчивого синего окрашивания.

Витамин В 2 определяли восстановлением рибофлавина водородом, выделяющимся при реакции цинка и соляной кислоты. Появившееся в начале краснорозовое окрашивание исчезает, что доказывает наличие витамина В 2 в семени льна.

Наличие витамина А в семени льна доказывает добавление к раствору фильтрата концентрированной серной кислоты. Появилось сине-фиолетовое окрашивание (нестойкое), которое стало буроватым.

Качественной реакцией на наличие токоферола (витамина Е) является образование желто-оранжевого окрашивания в присутствии хлорида железа (III) (рис. 4)

а

б

Рисунок 4 – Определение витамина С (а), витамина В 2 (б), витамина А (в), витамина Е (г)

Наличие белков определяли цветными реакциями: ксантопротеиновой и биуретовой. В ходе первой при добавлении к раствору концентрированной азотной кислоты раствор окрасился в бледно желтый цвет. При проведении второй на фильтрат подействовали растворами сульфата меди (II) и гидроксида натрия, образовался осадок голубого цвета. При нагревании раствор приобрел слабое красно-фиолетовое окрашивание (рис. 5).

а

б

в

Рисунок 5 – Качественные реакции на белки: ксантопротеиновая (а) и биуретовая (б,в)

Полисахариды определяли действием на раствор фильтрата смеси концентрированной H 2 SO 4 и Cu(OH) 2 при нагревании. Образовалось слабое краснооранжевое окрашивание. + H

(С 6 Н 5 О 5 ) n +nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 t

C 6 H 12 O 6 +2Cu(OH) 2 → C 6 H 12 O 7 +Cu 2 O+2H 2 O

Качественной реакцией на двойные химические связи является обесцвечивание раствора перманганата калия (рис. 6) [5]:

а

б

Рисунок 6 – Изменение окраски перманганата до (а) и после (б) взаимодействия с фильтратом семян льна

При растирании семечек льна на фильтровальной бумаге остается маслянистый след, что является простейшим доказательством жира в семени льна (рис. 7).

Рисунок 7 – Определение жиров в семенах льна

Таким образом, было доказано наличие в семенах льна белков, жиров, полиненасыщенных высших жирных кислот, жирорастворимых и водорастворимых витаминов, что доказывает высокую пищевую ценность и их биологически активную значимость для организма человека.