Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Ботаническая характеристика и биологические особенности льна 11
1.1.1. Ботанико-систематическая и морфологическая характеристика семян льна 11
1.1.2. Строение семени льна 15
1.1.2. Особенности возделывания и размещения льна 16
1.2. Характеристика масличных культур 18
1.3. Особенности химического состава семян льна 21
1.4. Содержание и качество липидов в семенах льна в зависимости от климата, почвы, агротехники и сорта 25
1.4.1. Изменчивость химического состава семян масличных культур при созревании 27
1.4.2. Накопление и превращение липидов в семенах 30
1.4.3. Хранение семян льна
1.5. Особенности липидного состава семян льна 34
1.6. Биомедицинское значение полиненасыщенных жирных
кислот семян льна и льняного масла 42
Глава 2. Экспериментальная часть и методы исследований 49
2.1. Объекты и организация исследований 49
2.2. Метод отбора и составления проб 52
2.3. Определение влажности семян путем высушивания до постоянной массы 53
2.4. Методы анализа липидов 54
2.4.1. Выделение и очистка общего липидного экстракта 54
2.4.2. Анализ общих липидов и их отдельных фракций 55
2.5. Статистическая обработка результатов исследований 60
Глава 3. Результаты собственных исследований 61
3.1. Изменение влажности семян льна-долгунца в зависимости от сорта, региона произрастания, срока и температурных режимов хранения 61
3.2. Изменение количества общих липидов в семенах льна-долгунца в зависимости от сорта, региона произрастания, срока и температурных режимов хранения 65
3.3. Изменения относительного и абсолютного содержания липидных фракций в семенах льна-долгунца в зависимости от сорта, региона произрастания, срока и температурных режимов хранения 68
3.3.1. Изменения относительного и абсолютного содержания липидных фракций в семенах льна-долгунца сортов Удмуртского региона 68
3.3.2. Изменения относительного и абсолютного содержания липидных фракций в семенах льна-долгунца сортов Тверского региона 77
Глава 4. Обсуждение результатов исследований 91
4.1. Сравнительная характеристика изменений содержания общих липидов, влажности в семенах льна-долгунца различных регионов произрастания в зависимости от срока и температурных режимов хранения 91
4.2. Особенности и некоторые молекулярно-биохими-ческие механизмы изменений липидных фракций семян льна-долгунца в зависимости от температурных режимов хранения
Выводы
Практические рекомендации
Список литературы
- Особенности возделывания и размещения льна
- Определение влажности семян путем высушивания до постоянной массы
- Изменение количества общих липидов в семенах льна-долгунца в зависимости от сорта, региона произрастания, срока и температурных режимов хранения
- Особенности и некоторые молекулярно-биохими-ческие механизмы изменений липидных фракций семян льна-долгунца в зависимости от температурных режимов хранения
Введение к работе
з
Актуальность работы. На территории Российской Федерации льноводство всегда имело значительное распространение, а продукция, получаемая из культуры льна, пользовалась, и продолжает пользоваться, успехом как у промышленных предприятий, так и у общества. Льняное масло - один из продуктов переработки семян льна - важный пищевой компонент по многим показателям (Тарасов В Е. и соавт, 1996, Verleyen Т et al, 2002)
Пищевое льняное масло является важнейшим источником незаменимых для организма животных и человека полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) (Прозоровская Н Н и соавт, 2003, Ипатова О М. и соавт., 2004) К ПНЖК льняного масла опгосят а-линолевую и а-линоленовую кислоты (витамин F) ПНЖК обладают антиатерогенными, противоаллергическими и другими важнейшими физиологическими свойствами (Гаврисюк В К, 2001, Титов ВН, 2006) Следует отметить, что в льняном масле, в отличие от других растительных масел выявлен наиболее оптимальный для организма человека баланс указанных кислот до 60% линоленовой и до 16% линолевой кислот В льняном масле, как и в других растительных маслах, жирные кислоты (ЖК), в том числе и ПНЖК, входят в состав диацилглицеринов (ДГ)> триацилглицеринов (ТГ), фосфолипидов (ФЛ), а также могут находиться в свободном виде (свободные жирные кислоты (СЖК)) (Миронова А Н и соавт, 1996, Enstland J , 2000)
В связи с этим, немалую роль играет регион произрастания семян льна, из которых в дальнейшем вырабатывается льняное масло, а также условия его возделывания и хранения (Кузнецов Н В, 1976) Однако, при наиболее распространенном, так называемом «горячем» способе прессования семян масличных культур и, в частности, семян льна происходит значительное снижение в них количества ПНЖК в результате процессов термоокисления (Щербаков В.Г., 1992). Поэтому в последние годы в нашей стране и за рубежом появились новые технологические линии, позволяющие выделять растительные масла при низких, не превышающих +40-45С, температурных условиях Полученные методом «холодного» отжима масла, являются более дорогими, в связи с уменьшением их выхода, но более ценными с точки зрения пищевой и медицинской значимости (Sionek В , 1997)
Представленные выше сведения о производстве пищевого льняного масла касаются в первую очередь высокомасличных семян льна-кудряша и льна-межеумка, являющихся сырьевыми культурами, выращиваемыми, главным образом, в южных районах страны Тем не менее, северные культуры льна и, в первую очередь, лен-долгунец, несмотря на более низкую масличность, по своему количественному и качественному жирнокислотному составу являются более ценными для применения в медицине (Капрельянс Л В , 2002, Сутыгина А И., 2003) Биохимические показатели липидного состава семян различных сортов льна-долгунца, произрастающих в средней полосе России, при их районировании, хранении в различных температурных режимах и перспективы их биотехнологической переработки изучены мало
В СССР дефицит ПНЖК возмещался регулярным приемом в детских садах рыбьего жира В настоящее время, в связи с загрязнением акватории Мирового океана, рыбий жир может содержать токсические вещества, поэтому его должны получать только из пелагических рыб возрастом не более 2-х лет Льняное масло, получаемое как из северных, так и из южных сортов льна-долгунца, по пищевой ценности и экологической чистоте не уступает рыбьему жиру (Hall С . 2006)
Таким образом, актуальность работы связана с необходимостью изучения влияния сроков и температурных режимов хранения семян льна-долгунца на содержание и особенности распределения и взаимопревращений липидных фракций, что является научно-практической основой для использования семян льна-долгунца различных сортов как перспективного сырья в промышленном производстве льняного масла.
В соответствии с вышеизложенным, были определены цель и задачи исследования Цель исследования - изучение особенностей изменений липидного компонента
семян льна-долгунца некоторых сортов Тверского и Удмуртского регионов в
зависимости от температурных режимов хранения Задачи исследования:
-
Провести анализ влажности семян льна-долгунца в зависимости от сорта, региона произрастания, срока и различных температурных режимов хранения
-
Изучить изменения количества общих липидов в семенах льна-долгунца в зависимости от сорта, региона произрастания, временных и температурных условий эксперимента.
3. Исследовать характер изменений липидных фракций в семенах льна-долгунца
сортов Удмуртского региона при их хранении в температурных режимах
эксперимента.
4 Выявить особенности изменений основных групп липидов в семенах льна-долгунца сортов Тверского региона при их хранении в температурных режимах эксперимента Научная новизна работы. Проведено сравнительное исследование влажности, количества общих липидов и фракционного состава основных групп липидов семян льна-долгунца ряда сортов и регионов Выявлены особенности воздействия на липидный профиль семян изученных сортов различных температурных и временных режимов хранения
Показано наличие сложных и неоднотипных перестроек липидного компонента масличных семян в зависимости от температурной нагрузки Проанализированы возможные пути взаимопревращений отдельных липидных фракций на основе гидродлазных, трансацилазных и других процессов биодеградации и биотрансформации липидов семян льна-долгунца Отмечена специфика поведения некоторых липидных фракций, обусловленная регионом произрастания Основные положения, выносимые на защиту.
-
Изменение содержания общих липидов в семенах льна-долгунца в процессе хранения при различных температурных режимах зависит от исходного их количества
-
Практически при всех экспериментальных температурных диапазонах хранения семян льна-долгунца наблюдается снижение концентрации основной мажорной липидной фракции - триацилглицеринов и нарастание доли эфиров фитостеринов
-
Фракционный состав липидов семян льна-долгунца в зависимости от воздействия на них различных температурных нагрузок при хранении претерпевает ряд сложных, неоднозначных, часто разнонаправленных перестроек, особенно в отношении фракций фосфолипидов, диацилглицеринов и свободных жирных кислот
4. Наибольшей деградации липидный профиль семян льна-долгунца различных
сортов в ходе их хранения в течение 6 месяцев подвергается при воздействии
низких положительных температур (-1-(+1)С)
Теоретическая значимость работы.
Теоретическое значение работы связанно с выявлением специфики липидного профиля льна-долгунца различных сортов и регионов произрастания. Определены основные закономерности и особенности поведения отдельных липидных фракций семян льна-долгунца при воздействии на них положительных, низких положительных и отрицательных температур в процессе хранения Полученные данные расширяют представление о молекулярно-биохимических путях превращений липидного компонента растений и, в частности, семян масличных культур
Практическая значимость работы
Модифицированы методы экстракции и концентрирования образцов липидов из семян льна Результаты исследований используются автором на кафедре экологии ТвГУ при проведении лабораторных занятий по курсу «Биология клетки»
Разработаны практические рекомендации, касающиеся оптимальных режимов хранения семян льна, а также особенностей их фракционного липидного состава, для предприятий, специализирующихся на производстве льняного масла пищевого назначения
Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для оценки перспективности сортов льна-долгунца как сырья для производства льняного масла лечебно-профилактического назначения
Апробация работы. Материалы диссертационного исследования докладывались и обсуждались на 4-ой Международной научно-технической конференции «Пища Экология Человек» (Москва, 2001), на 6-ой, 7-ой, 8-ой Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука 21-го века» (Пущино, 2002, 2003, 2004 гг. соответственно), на научной конференции студентов и аспирантов ТвГУ (Тверь, 2001, 2003 гг.), на 111-й Международной научно-практической конференции «Медицинская экология» (Пенза, 2004 г)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 131 странице машинописного текста Состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 198 источников, из которых 45 иностранных Работа иллюстрирована 22 таблицами, 4 рисунками и схемами
Особенности возделывания и размещения льна
Лен - довольно древняя культура. Принадлежит лен к семейству двудольных растений - семейство льновых - Linaceae (D.C.) Dumort. В это семейство входит 22 рода, из которых для практических целей используется преимущественно один род - лен Linum (Tourn.) L. [65, 77, 102]
Род лен включает свыше 200 видов однолетних или многолетних травянистых растений и даже полукустарников. Виды льна распространены главным образом в субтропических и умеренных областях всех частей света. Листья очередные, реже супротивные, цельные, с мелкими прилистниками или без них. Цветки обоеполые, правильные. Произрастает лен обычно в умеренных и субтропических областях [65, 102,119].
Растения большинства видов льна - дикорастущие, а некоторые дикие однолетние и многолетние виды культивируют в качестве декоративных растений. Основное же хозяйственное значение имеет культурный лен, широко используемый как прядильное и масличное растение [65].
Ботаническая классификация культурного льна довольно подробно была разработана советскими учеными, в частности Всесоюзным научно-исследовательским институтом растениеводства (Е. В. Эллади, И.А. Сизов), Всесоюзным научно-исследовательским институтом льна и другими опытными учреждениями в различных зонах бывшего СССР. В результате их многолетних исследований биологических свойств, генетических особенностей и селекционной ценности образцов мировой коллекции льна весь культурный лен отнесен к одному ботаническому виду - L. usitatissimum L. Лен культурный отличается тем, что при созревании спелые коробочки не растрескиваются, остаются закрытыми [12,65,102].
По принятой в настоящее время классификации (Н.И. Вавилов, Е.Н. Синская, И.А. Сизов), лен обыкновенный культурный включает 5 подвидов: индо-абиссинский, индостанский, средиземноморский, промежуточный, евразийский. Из этих подвидов наибольшее значение для нашей страны имеют 3 последних. Средиземноморский подвид возделывают в средиземноморских странах, промежуточный - как масличная культура возделывается в южной части Украины, Закавказье и Казахстане. Самым распространенным в культуре льна является евразийский подвид [12, 65,102,119].
Важное значение как масличное сырье имеет лен-долгунец. Содержание ценного растительного масла в нем - 33-40%, а белка - 23%. Как правило, доля волокна в стебле этого вида льна составляет от 20 до 30%, поэтому он используется именно на волокно, а семена являются сопряженной продукцией. Лен-долгунец в нашей стране занимает 4/5 от мировых площадей. На территории СНГ лен-долгунец возделывается главным образом в северных, западных и центральных областях обширной нечерноземной полосы европейской части, в Западной и Восточной Сибири и в Полесье Украины [111,119].
Чаще именно с целью получения масла культивируют лен-межеумок, реже он идет на волокно. В семенах различных сортов льна-межеумка содержится от 38 до 42% масла (иногда до 48%), а в стеблях - 12-17% волокна. Лен-межеумок возделывают на Украине, Северном Кавказе, в Поволжье, Сибири, в Курской и Воронежской областях, в странах Средней Азии [119,141].
Лен-кудряш возделывают исключительно как масличную культуру, содержащую от 36 до 44% масла. Кудряш- растение юга и короткого дня [65].
Крупносемянный лен возделывают как масличную культуру. В семенах содержится от 39 до 42% масла. Данная разновидность льна находит распространение в Объединенной Арабской Республике (ОАР), Марокко, Тунисе и других странах, прилегающих к Средиземному морю [65].
Стелющийся многостебельный полуозимый лен выращивают как масличную культуру (37-40% масла) на небольших площадях в южной части Азербайджанской, Армянской и Грузинской областях [65].
В семенах льна в среднем содержится около 35-40% жира, 23% белка, 22% безазотистых экстрактивных веществ, 9% клетчатки, 3% золы, 8% воды [43, 54]. Масличность семян льна - наследственный признак, который может изменяться в зависимости от условий выращивания. При повышении температуры и понижении влажности содержание масла в семенах уменьшается [119,123]. Нормально сформированные семена льна плоские, яйцевидной формы, с несколько суженным и слегка загнутым носиком, гладкие, блестящие, имеют бурую или коричневую окраску, редко желтую. Они обладают хорошей сыпучестью, но сильно ослизняются в воде [119, 123].
Определение влажности семян путем высушивания до постоянной массы
Важным компонентом семян льна является жирное масло. Количественное содержание жирного масла в семенах и его качественный состав могут изменяться в зависимости от культурных форм и сортов, а также географических и климатических условий произрастания [106]. Хроматографическими методами установлено, что липиды льняного масла содержат триглицериды (92,25%), свободные жирные кислоты (3,3%), стерины (1,15%), эфиры стерина (0,15%), фосфолипиды (1,16%). Триглицериды жирных кислот льняного масла содержат 6,8-7,4% пальмитиновой, 4,0-5,7% стеариновой, 14,4-32,1% олеиновой, 13,9-18,6% линолевой и 48,6-55,9% линоленовой и изолиноленовой кислоты [76, 78]. Наибольшее количество линолевой кислоты содержат липиды семян льна-кудряша, линолевой — семена льна-долгунца. При культивировании льна в северных районах наблюдается увеличение содержания линолевой кислоты и йодного числа масла в сравнении с культивируемым льном в южных районах [65,119,123].
Липиды - это гетерогенная группа соединений, непосредственно или опосредованно связаных жирными кислотами. Их общим свойством является относительная нерастворимость в воде и растворимость в неполярных растворителях - эфире, хлороформе, бензоле. К липидам относятся жиры, масла, воска и родственные соединения [6, 81, 90,142].
Липиды являются важной составной частью пищевых продуктов не только вследствие высокой энергетической ценности, но также и потому, что в натуральных пищевых жирах содержится жирорастворимые витамины и «незаменимые» жирные кислоты. Жир служит в организме весьма эффективным источником энергии либо при непосредственном использовании, либо потенциально - в форме запасов в жировой ткани [6, 90].
Комплексы жиров с белками (липопротеины) являются важными клеточными компонентами, присутствующими как в клеточной мембране, так и в митохондриях; они также служат средством транспортировки липидов в токе крови. Важно понимание роли различных полиненасыщенных жирных кислот в рациональном питании и для поддержания здоровья. Липиды создают защитные водоотталкивающие и термоизоляционные покровы у животных и растений, защищают органы и ткани от механических воздействий [26,37,68].
Существует несколько классификаций липидов. Рассмотрим классификацию, предложенную Блором [6, 90]. А. Простые липиды: сложные эфиры жирных кислот с различными спиртами. 1. Жиры: сложные эфиры жирных кислот с глицеролом, если они находятся в жидком состоянии, их называют маслами. 2. Воска: сложные эфиры жирных кислот с одноатомными спиртами. Б. Сложные липиды: сложные эфиры жирных кислот со спиртами, дополнительно содержащие и другие группы. 1 .Фосфолипиды: липиды, содержащие помимо жирных кислот и спирта остаток фосфорной кислоты. В их состав часто входят азотистые основания и другие компоненты. а. Глицерофосфолипиды: в роли спирта выступает глицерол. б. Сфингофосфолипиды: спирт - сфингозин. 2. Гликолипиды (гликосфинголипиды): липиды, содержащие жирную кислоту, сфингозин и углеводный компонент. 3. Другие сложные липиды: сульфолипиды, аминолипиды. К ним можно отнести и липопротеины. В. Предшественники и производные липидов: жирные кислоты, глицерол, стероиды, прочие спирты (помимо глицерола и стеролов), альдегиды жирных кислот и кетоновые тела, углеводороды, жирорастворимые витамины и гормоны.
Поскольку ацилглицерины (-олы), холестерин и его эфиры не несут электрического заряда, их относят к нейтральным липидам .
В семенах льна встречаются практически все из изученных классов липидов. Но в отличие от животных тканей, в растительных маслах преобладают нейтральные липиды - триацилглицерины, диацилглицерины, свободные жирные кислоты. Среди сложных липидов в маслах чаще встречаются глицерофосфолипиды. Данных по гликолипидам практически нет. Также в растительных маслах обнаружены близкие по строению к холестерину стероидные производные - сквален, а также терпены и терпеноиды [6,14,106].
Класс ФЛ играет важную роль и как биохимический компонент семян льна, и как фракция, влияющая на физико-химические показатели масла. Многие авторы, в частности Арутюнян Н.С. и Корнена Е.П., Щербаков В.Г. в своих работах указывают на данный факт [4, 148-150]. ФЛ играют важную роль для органолептических показателей масла, для его запаха, вкуса и цвета в связи с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот в них [4,13, 113].
Фосфорсодержащие вещества являются ценной группой веществ, входящих в состав масличных семян. Все фосфородержащие вещества масличных семян подразделяются на соединения липидного и нелипидного характера. Фосфорсодержащие вещества липидного характера в маслах представляют ФЛ. Фосфорсодержащие соединения нелипидного характера в маслах обнаруживаются в небольших количествах, несмотря на значительное содержание их в масличных семенах. ФЛ являются важнейшими фосфорсодержащими соединениями липидного характера, входящими в состав растительных тканей. Однако, несмотря на это, единой классификации для них до сих пор нет [4, 64, 66].
Общие свойства ФЛ в значительной степени обусловлены природой жирных кислот, входящих в их состав: ФЛ, которые содержат в основном ненасыщеннные жирные кислоты, имеют мазеобразную конситстенцию, в то время как ФЛ, содержащие насыщенные жирные кислоты,- твердую консистенцию [4, 64,114].
В семенах масличных культур ФЛ преимущественно локализованы в гелевой фазе и находятся в связанном состоянии в виде комплексов [4, 64, 66]. Биологическая роль ФЛ в растительной клетке определяется теми функциями, которые выполняют ФЛ в мембранах: принимают участие в активном и пассивном транспорте веществ, пиноцитозе и фагоцитозе, регулировании активности ферментов, проведении биопотенциалов [4, 66, 154].
По современным представлениям ФЛ локализованы в растительной клетке в клеточных или плазматических мембранах, лишь незначительная их часть обнаружена в липидных гранулах и в белково-липидных комплексах, не входящих в состав мембран. Роль преобладающего компонента ФЛ во всех мембранах играют фосфатидилхолины [4, 148, 157].
Фитостерины семян льна относят к растительным стеринам, выделяемым из неомыляемои части липидов растений. В отличие от стеринов животных (например, холестерина) боковая цепь в молекулах фитостеринов ненасыщена и содержит не 8, а 9 или 10 атомов углерода. Среди ФС семян льна выявлены р-ситостерин (С29Н50О) и стигмастерин (С29Н48О), которые также выделены из хлопкового, соевого и др. масел. Фитостерины находятся как в свободном виде, так и в соединении с углеводами, жирными кислотами или с теми и др. вместе. Следует отметить, что в семенах льна идентифицированы эфиры фитостеринов с жирными кислотами [1,171,175,194]. Показана противовоспалительная, противовирусная антиканцерогенная активность ФС, выявлено влияние ФС и ЭФС на обеспечение жесткости мембранных структур в клетке [171,175].
Изменение количества общих липидов в семенах льна-долгунца в зависимости от сорта, региона произрастания, срока и температурных режимов хранения
Исследование липидного компонента семян сорта Псковский-359 выявило следующее увеличение относительного и абсолютного содержания ФЛ: при температуре +18-(+20)С - в среднем в 2,2 раза, во 2-ой группе - в среднем в 5 раз, в 3-ей группе - в среднем в 3,8 раза по сравнению с показателями семян интактной группы (1,3%; 299,4 мг%).
Зафиксировано достаточно резкое снижение уровня ТГ по всем показателям экспериментальных групп - в среднем на 21,7%, сопровождающееся нарастанием количества СЖК в 1-ой и 3-ей группах (в среднем в 1,5 раза).
Не отмечено достоверного изменения относительного и абсолютного уровня СЖК при температуре -1-(+1)С.
Доля ДГ менялась в относительном и абсолютном содержании в условиях эксперимента следующим образом: в 1-ой группе - от 1,5 до 2,5%; от 345,4 до 501,0 мг%; при температуре -1-(+1)С - от 1,5 до 2,7%; от 345,4 до 762,6 мг%; в 3-ей группе эксперимента - от 1,5 до 4,8%; от 345,4 до 1113,3 мг%.
Достоверное возрастание относительной и абсолютной концентрации отмечено для фракции ФС во 2-ой группе (в среднем в 1,8 раза), в интервале -18-(-20)С (в среднем в 2,2 раза), за исключением температуры +18-(+20)С, при которой отмечена только тенденция к понижению содержания ФС.
Хранение в течение 6 месяцев привело к нарастанию ЭФС по всем показателям в 1-ой группе эксперимента на 45,4%, при низкотемпературном режиме - на 68,0%, по сравнению с семенами интактной группы. Также как и в семенах сорта Кром относительная и абсолютная концентрация ЭФС во 2-ой группе нарастала достаточно резко - от 6,0 до 21,1% (в 3,5 раза); от 1358,7 до 5960,4 мг% (в 4,4 раза).
Анализ липидных фракций изученных экспериментальных групп сорта Кром показал, что фракция ФЛ возрастала и в относительном, и в абсолютном содержании при температурах +18-(+20)С и -1-(+1)С в среднем в 2,2 раза, в то время как в 3-ей экспериментальной группе отмечено достоверное снижение абсолютного количества ФЛ - от 745,5 до 387,6 мг%» (в 2 раза) по сравнению с интактными семенами, а также тенденция к уменьшению относительной концентрации при низкотемпературном режиме. Достоверных изменений относительного количества фракций ДГ и ФС при хранении в течение 6 месяцев при всех температурных режимах не зафиксировано. В то же время абсолютные показатели указанных фракций увеличивались в 1-ой группе (доля ДГ - от 542,2 до 1137,2 мг%; доля ФС - от 542,2 до 739,2 мг%); снижались во 2-ой и 3-ей группах - в 1,6 и 1,4 раза соответственно. Исключение составила фракция ДГ, для которой при температуре -18-(-20)С выраженных изменений не наблюдалось.
Показано снижение относительного (на 20,0%) и абсолютного (на 50,0%) уровня ТГ всех изученных групп, кроме абсолютных показателей 1-ой группы, для которой уровень фракции остался близок к исходным значениям.
Доля СЖК достоверно возрастала по всем показателям при температуре +18-(+20)С (от 4,2 до 5,2%; от 949,0 до 1487,8 мг%); не менялась во 2-ой экспериментальной группе (как в относительном, так и в абсолютном значении). Относительное количество в 3-ей группе было близко (4,6%) к значению уровня СЖК интактной группы семян (4,2%). Отмечено выраженное снижение содержания СЖК при температуре -18-(-20)С в абсолютной величине - от 949,0 до 425,0 мг%.
Концентрация ЭФС достоверно нарастала в относительном содержании от исходных значений (3,7%) в 1-ой группе - в 3,2 раза, в 3-й группе - в 5,0 раз. Абсолютная доля при температуре +18-(+20)С возросла в 4,0 раза, а при низкотемпературном режиме - в 2,8 раза по сравнению с контрольной группой семян (836,0 мг%). Особенно резко уровень ЭФС нарастал в диапазоне -1-(+1)С: относительное количество увеличилось в 6,2 раза, а абсолютное - в 4,8 раза.
Количественные изменения липидных фракций сорта Восход в целом носили такой же характер, как и для других исследуемых сортов Удмуртского региона.
Относительное и абсолютное содержание фракции ФЛ достоверно увеличивалось при хранении семян при всех температурных режимах: при температуре +18-(+20)С - от 3,1 до 6,3%, от 480,2 до 1305,3 мг% соответственно; во 2-ой экспериментальной группе - от 3,1 до 5,4%, от 480,2 до 1144,2 мг%; в диапазоне температуры -18-(-20) С - от 3,1 до 4,6%, от 480,2 до 1317,3 мг%.
Доля ДГ возрастала в своем относительном содержании в 1-ой группе - от 2,7 до 4,0%, снижалась во 2-ой группе - в 1,3 раза. Абсолютное количество фракции ДГ при температуре -18-(-20)С увеличилось в 2,0 раза по сравнению с семенами интактной группы. Изменений абсолютного уровня фракции ДГ во 2-ой экспериментальной группе и относительной концентрации в 3-ей группе эксперимента отмечено не было.
Относительная концентрация ФС снижалась в диапазоне температур -1-(+1)С и -18-(-20)С - от 3,3 до 2,0 и 1,5% соответственно; не менялась в 1-ой группе эксперимента. Абсолютные величины ФС имели лишь тенденцию к увеличению при температуре +18-(+20) С и к снижению в 2-ух других группах.
Количество СЖК нарастало от исходного значения (619,6 мг%) по абсолютным показателям при хранении в течение 6 месяцев - в среднем на 37,2%) при температурных условиях 1-ой и 2-ой групп, на 57,0% при температуре -18-(-20)С. Достоверно выраженных изменений относительного содержания СЖК в эксперименте не выявлено.
Следует отметить, что относительная доля ТГ уменьшалась только в 1-ой и 2-ой группах эксперимента - от 80,1 до 68,2 и до 70,0%) соответственно, достоверно не меняясь при температуре -18-(-20)С.
Анализ абсолютной концентрации ТГ в диапазоне +18-(+20)С выявил тенденцию к возрастанию; незначительное увеличение во 2-ой группе - от 12 407,5 до 14556,0 мг%; достаточно резкое повышение уровня ТГ при низкотемпературном режиме хранения - в 1,7 раза.
Как и в других сортах Удмуртского региона (Синичка, Кром и Псковски й-359) относительное и абсолютное количество ЭФС возрастало в среднем в 2-3 раза от исходных значений интактной группы семян (6,8%, 1053,3 мг%).
Особенности и некоторые молекулярно-биохими-ческие механизмы изменений липидных фракций семян льна-долгунца в зависимости от температурных режимов хранения
Но столь существенное увеличение ФЛ и ЭФС, которые, возможно, снабжаются ацильными группами, освобождающимися из диады ТГ-ДГ, может приводить к нарушению ригидности комплекса мембран семян [6, 14, 36, 59, 70,145].
Рассмотрим особенности изменений липидного компонента семян льна-долгунца сортов Тверского региона при температурном режиме хранения -1-(+1)С (см. табл. 21). Сразу обращает на себя внимание факт резкого, по сравнению со всеми ранее описанными случаями, снижение количества ТГ. При этом в большинстве случаев значительно нарастает уровень ДГ, которые являются одними из основных продуктов гидролиза ТГ [6,14,90].
Если в случае сортов Удмуртского региона данный температурный диапазон хранения не приводил к нарастанию доли СЖК, то в изученных сортах Тверского региона содержание СЖК существенно увеличивалось. Известно, что на уровень СЖК, как и ДГ, влияет гидролиз фракции ТГ.
В отношении фракции ФЛ отмечалась та же закономерность, что и для сортов Удмуртского региона. Их количество, главным образом, увеличивалось как в относительных, так и в абсолютных значениях. Оценивая поведение фракций ФС и ЭФС, можно выделить разнонаправленный характер их изменений. Если уровень ЭФС возрастает, то у ряда сортов Тверского региона количество ФС достоверно снижается или не изменяется, тогда как для сортов Могилевский-2 (2004 г. сбора), Торжокский-4 (2004 г. сбора) наблюдалась прямо противоположная тенденция.
Представленные выше особенности изменений фракционного состава липидов семян льна-долгунца сортов Тверского региона при их хранении в течение 6 месяцев в условиях -1-(+1)С (2-я группа эксперимента), позволяют сделать заключение о ярко выраженном гидролитическом механизме расщепления основных липидных фракций.
Таким образом, липидный компонент изученных сортов Тверского региона весьма нестабилен. Полученная картина изменений свидетельствует о неоднозначном, и даже неблагоприятном воздействии указанного температурного режима на липидный спектр изученных семян.
При анализе специфики поведения липидного компонента семян льна-долгунца Удмуртского региона (см. табл. 22) при хранении в течение 6 месяцев в условиях низких температур (-18-(-20)С) обращает на себя внимание факт схожести изученных изменений со 2-ой экспериментальной группой (-1(+1)С). Так, для сортов Псковский-359 и Кром показано существенное снижение доли ТГ, а для сортов Синичка и Восход наблюдалось даже повышение содержания этой фракции. Концентрация ДГ изменялась неоднотипно, для которой отмечалось в большинстве случаев возрастание (Синичка, Псковский-359, Восход), а в сорте Кром доля ДГ практически не изменялась. Концентрация СЖК менялась незначительно. Лишь в некоторых случаях выявлено небольшое нарастание уровня СЖК.
Количество фосфолипидов в изученных сортах Удмуртского региона как возрастало, так и снижалось. Сложно выделить какие-либо однозначные закономерности в поведении фракции ФЛ.
Уровень ЭФС во всех исследованных образцах Удмуртского региона при хранении в режиме (-18-(-20)С) нарастал. Однако, данное количество было несколько ниже, чем при хранении семян в группе (-1(+1)С). В свою очередь, концентрация ФС в основном снижалась или не изменялась. Исключение составил лишь сорт Псковский-359 и Синичка (абсолютные значения), где доля ФС возросла.
Возможной причиной описанных изменений может являться увеличение полноты выхода из мембранных структур как ФС, так и ЭФС при гомогенизации и экстракции липидного компонента из замороженных при
Оценивая изменения липидного профиля семян льна-долгунца Тверского региона (см. табл. 22) при их хранении в условиях 3-ей экспериментальной группы (-18-(-20)С), можно выделить ряд характерных отличий. Так, во всех изученных случаях триглицеридный компонент снижался, особенно резко в сортах Торжокский-4 (2002, 2003 гг. сбора), Могилевский-2 (2004 г. сбора), несмотря на низкотемпературные условия хранения. Очевидно, для поддержания жизнеспособности в семени происходит потребление главнейшего энергетического ресурса, какими являются ТГ.
Вместе с тем, нельзя однозначно сказать, что наблюдается серьезная деградация липидного компонента, в частности, в отношении сортов Тверца, Торжокский-4 (2004 г. сбора), Могилевский-2 (2003 г. сбора), где гидролиз ТГ наименее выражен.
Подтверждением сказанному служит весьма незначительное, по сравнению с более высокотемпературными режимами хранения, накопление фракции ДГ, содержание которой для ряда сортов или не изменяется, или даже снижается.
Обращает на себя внимание факт высокой стабильности фракции СЖК, что позволяет предположить наличие не только гидролитических, но и трансацилазных путей взаимопревращений отдельных липидных фракций.
Фракция ФЛ при низкотемпературном режиме хранения семян Тверского региона в одних случаях снижалась, а в других случаях незначительно возрастала, в отличие от 1-й и 2-й групп эксперимента.
Уровень ФС во всех случаях, за исключением сорта Торжокский-4 (2002 г. сбора), несколько нарастал. Также в ряде случаев увеличивалась концентрация ЭФС. Одним из возможных путей данных изменений может быть активация трансферазных и даже синтетических механизмов превращений липидных фракций.
