Жирно-кислотный состав масла семян коллекционных образцов клещевины

Клещевина высокомасличная техническая культура, масло которой отличается от других растительных масел за счёт значительного содержания рицинолевой кислоты. Касторовое масло обладает высокой вязкостью, оксистабильностью и большой плотностью, является высококачественным смазочным материалом. По вязкости оно в 16-18 раз превосходит другие растительные масла. Использование касторового масла во многих отраслях промышленности и медицине, предопределяет её народно хозяйственное значение. Поэтому изучение содержания жирных кислот в масле семян клещевины в связи с задачами селекции является приоритетным направлением, поскольку повышение содержания рицинолевой кислоты в масле семян клещевины хотя бы на один процент, позволит значительно увеличить заводской выход себациновой кислоты.

Материал и методика. Для изучения использовали 336-образцов коллекции клещевины, полученных от Кубанской опытной станции ВНИИР. Коллекционные образцы высевали в полевых условиях в 2000-2003 гг. в питомнике исходного материала (ПИМ), по разработанной во ВНИИМК методике Мошкина В. А. [7] Семена образцов высевали на делянках площадью 5,9 м². Посев проводили ручными сажалками по заранее маркированному полю (70x70 см). В каждое гнездо высевали 3-4 семени. В фазе трёх настоящих листьев проводили прорывку с оставлением двух растений в гнезде. В опытах применялась обычная для культуры клещевины агротехника.

Для размножения и сохранения особенностей образца для дальнейшей работы на краевых (не учётных) растениях каждой делянки изолировали пергаментными пакетами по 5-10 центральных и боковых кистей. Для оценки образцов по жирнокислотному составу масла использовали урожай семян, собранный с делянки со свободно цветущих растений.

Жирно-кислотный состав касторового масла определяли методом газожидкостной хроматографии согласно ГОСТ 51483-99 в некоторой модификации.

Для этого использовали навеску семян в 5-8 г, которую завёртывали в салфетку и помещали в металлический стаканчик под пресс. Выделенное масло отбирали пипеткой в колбочки для дальнейшего анализа. Масличность семян определяли на анализаторе АВМ-1006М.

Для обработки данных аналитических анализов использовали методы математической статистики с использованием пакета программ Statistica (версия 6), MathCAD 2002, Excel 2003 (2, 4, 5). Пакет программы Statistica использовали для регрессионно- го анализа и построения трёхлинейных графиков. С помощью пакета программы MathCAD проведена проверка и корректировка уравнений регрессии, аппроксимирующих зависимости между признаками. Из пакета программы Excel использован раздел анализа данных для определения статистических показателей, а также раздел (построения гистограмм).

Результаты исследований. В табл. 1 приведены результаты статистической обработки массива аналитических данных жирно-кислотного состава касторового масла семян 824 анализов коллекционных образцов клещевины.

Таблица 1 – Статистические показатели жирно-кислотного состава масла семян коллекционных образцов клещевины

Клещевина урожай 2000-2003 г
	Пальмитиновая	Стеариновая	Олеиновая	Линолевая	Линоленовая	Рицинолевая	Маслич-ность, %
Среднее	1,0	1,2	4,3	5,7	0,9	86,8	51,3
Стандартная ошибка	0,02	0,02	0,08	0,06	0,02	0,16	0,07
Мода	1,0	1,3	3,7	5,5	0,8	87,0	52,0
Стандартное отклонение	0,52	0,55	2,20	1,73	0,43	4,56	2,11
Дисперсия выборки	0,27	0,31	4,82	3,00	0,19	20,81	4,44
Эксцесс	48,86	50,68	27,13	36,10	79,70	27,97	2,79
Асимметричность	4,54	4,84	4,46	4,02	6,74	-3,72	-0,95
Интервал	8,1	8,4	22,1	26,3	7,3	58,7	20,0
Минимум	0,1	0,3	1,5	0,5	0,1	35,4	38,0
Максимум	8,2	8,7	23,6	26,8	7,4	94,1	58,0
Коэффициент вариации, %	49,2	45,2	51,1	30,5	46,7	5,2	4,1
Уровень надежности (95,0 %)	0,04	0,04	0,15	0,12	0,03	0,31	0,14

Анализ содержания жирных кислот в масле семян коллекционных образцов клещевины показал, что в касторовом масле содержится наибольший процент рицинолевой оксикислоты – в среднем 86,8 %, а коэффициент ее вариации – наименьший и составляет 5,3 %. Содержание насыщенных кислот (пальмитиновая и стеариновая) составляет малую величину – всего 1,05 и 1,22 % соответственно. Общее содержание жирных ненасыщенных кислот (олеиновая, линолевая, линоленовая) превалирует над насыщенными жирными кислотами в 4,8 раза и составляют 10,9 %. Коэффициент варьирования содержания этих кислот высокий: от 30,5 у линолевой до 51,1 % у олеиновой, а интервал колебания концентрации – 0,1-7,4 % у линоленовой и 0,5-26,8 % у линолевой.

Коэффициенты парной корреляции приведены в таблице 2. Между насыщенными и ненасыщенными кислотами наблюдается существенная положительная корреляционная зависимость. Коэффициенты корреляции колеблются от 0,31 у линоленовой с пальмитиновой до 0,78 у стеариновой с пальмитиновой. Высокий коэффициент корреляции у линолевой кислоты с тремя кислотами: пальмитиновой, стеариновой и олеиновой – 0,61; 0,66; 0,59 соответственно.

Таблица 2 – Коэффициент парной корреляции жирных кислот в масле семян коллекционных образцов клещевины, 2000-2003 гг.

	Пальмитиновая	Стеариновая	Олеиновая	Линолевая	Линоленовая	Рицинолевая	Маслич-ность, %
Пальмитиновая	1,00
Стеариновая	0,78	1,00
Олеиновая	0,48	0,52	1,00
Линолевая	0,61	0,66	0,59	1,00
Линоленовая	0,31	0,33	0,37	0,52	1,00
Рицинолевая	-0,70	-0,74	-0,86	-0,86	-0,53	1,00
Масличность, %	-0,07	-0,06	0,08	-0,03	-0,01	-0,001	1,00

Рицинолевая кислота, имеет высокий отрицательный коэффициент корреляции (г =-0,53 до -0,86) с пятью остальными кислотами.

Ермаков А. И. (6) сообщает, что отдельные образцы занзибарской клещевины содержат в масле только следы олеиновой кислоты, в тоже время в масле семян персидской клещевины содержание этой кислоты составляет в среднем 7 %.

Как отмечают Бородулина А. А., Бухатченко С. Л. (1), приводя данные Hilditch (1956), что в тропических странах имеются формы, синтезирующие масло, в котором отсутствует олеиновая кислота, а содержание рицинолевой возрастает до 95 %.

Этоти факты свидетельствуют о том, что биосинтез рицинолевой кислоты в масле возможен только за счет снижения содержания других жирных кислот.

Результаты наших исследований, представленные на трёхмерном графике зависимости массовых долей рицинолевой кислоты (рис. 1) от массовых долей олеиновой и линолевой кислот, показывают, что увеличение содержания рицинолевой кислоты в масле семян клещевины сопровождается снижением олеиновой и линолевой кислот .

Рисунок 1 – Зависимость массовой доли рицинолевой кислоты от массовых долей олеиновой и линоленовой кислот

Линейный график (рис. 2) зависимости массовых долей пяти жирных кислот в масле семян клещевины от содержания массовой доли рицинолевой кислоты также подтверждает ту же закономерность, что с увеличением рицинолевой кислоты в масле семян клещевины содержание других кислот значительно снижается.

■ — Полиномиальный (Олеиновая) — Полиномиальный (Гальмигиновая) - "Полиномиальный(Стеариновая)

Рисунок 2 – Зависимость жирно-кислотного состава масла клещевины от массовой доли рицинолевой кислоты

Проведённые нами исследования и данные других авторов свидетельствуют о том, что повышение содержания рицинолевой кислоты в масле семян клещевины селекционным путём можно вести за счёт снижения содержания всех других кислот.

Средняя масличность семян клещевины, изученных коллекционных образцов, составляет 51,3 % с интервалом изменчивости от 38,0 до 58,5 % (табл. 1). Коэффициент корреляции (табл. 2) между масличностью семян и содержанием рицинолевой кислоты в масле семян клещевины не существенный и составляет всего – 0,001 %. Бухат-ченко С. Л. (3) сообщает, что существует обратная корреляция между уровнем накопления рицинолевой кислоты и масличностью семян – r=-0,42, но доказательств существенности этой связи не приводит. Автор, по-видимому, не имела достаточного материала для более достоверного вывода. В этой связи результаты наших исследований позволяют заключить, что в коллекционном материале клещевины можно выделить и отобрать формы с высоким содержанием масла и рицинолевой кислоты. Этот факт подтверждает статистическая величина моды для содержания рицинолевой кислоты и масличности – 87,0 и 52,0 % соответственно. Максимальное содержание рицинолевой кислоты в масле семян коллекционных образцов 94,1 %, а масличности – 58,0 %.

Трехмерный график (рис. 3) зависимости масличности семян клещевины и массовых долей рицинолевой и олеиновой кислот подтверждает вышеприведенные положения, что нет прямой зависимости между снижением масличности семян и повышением содержания рицинолевой кислоты. А это свидетельствует о том, что можно вести селекцию на повышенное содержание рицинолевой кислоты не снижая маслично-сти семян клещевины.

Масличность,% = 152,3434-0 .ОУЗЗ'х-З.бЗЗЗ'у-О.ОЗЗУ'х'х+О,0127*х*у+0,0164*у*у

Рисунок 3 – Зависимость масличности семян клещевины от массовых долей рицинолевой и олеиновой кислот (ВНИИМК, урожай 2000-2003 г.)

Приведённые исследования подтверждают гипотезу, что можно создать исходный материал и вывести высокопродуктивные сорта клещевины, содержащие в масле 9095 % рицинолевой кислоты.