ЖИРНОЕ МАСЛО ИЗ СЕМЯН КУЛЬТУРНЫХ СОРТОВ ОБЛЕПИХИ КАК ИСТОЧНИК ЦЕННЫХ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИДОВ

Рабаданов Г.А.¹, Мусаев А.М.², Гашимова Э.Д.³, Алхасов Б.А.⁴, Исламова Ф.И.⁵, Садыкова Г.А.⁶

¹ Кандидат химических наук, ² Зам. директора, ³ Аспирантка, ⁴ Аспирант, ⁵ Кандидат биологических наук, ⁶ Кандидат биологических наук

Институт проблем геотермии ДНЦ РАН, ГорБС ДНЦ РАН

ЖИРНОЕ МАСЛО ИЗ СЕМЯН КУЛЬТУРНЫХ СОРТОВ ОБЛЕПИХИ КАК ИСТОЧНИК ЦЕННЫХ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИДОВ

Аннотация

В работе проведены исследования липидного состава сортовых семян интродуцированных сортов облепихи на Цудахарской базе ГорБС. Исследования состава семян показали наличие высокого содержания эссенциальных кислот в составе семян облепихи более 90 % сорт «Янтарная». Предложена экстракционная технология извлечения триацилглицеридов из сортовых семян облепихи после сбраживания сока плодов совместно с цельными семенами. Показано, что состав жирных кислот цельных семян не изменяется при брожении плодового сока совместно с цельными семенами.

Ключевые слова: жирные масла, эссенциальные кислоты, облепиха, семена облепихи, экстракция,  хроматография, брожение, сухие вещества.

Rabadanov G.A.¹, Musayev A.M.², Gashimova E.D.³, Alkhasov B.A.⁴, Islamova F.I.⁵, Sadykova G.A.⁶

¹ PhD in Chemistry, ² Deputy director, ³ Postgraduate student, ⁴ Postgraduate student, ⁵ PhD in Biology, ⁶ PhD in Biology

Institute of Problems of a Geothermics of DSC of Russian Academy of Sciences, Mountain Botanical Garden DSC of Russian Academy of Sciences

FAT OIL FROM SEEDS OF CULTIVARS OF THE SEA-BUCKTHORN AS THE SOURCE OF VALUABLE TRIATSILGLITSERID

Abstract

In work researches of lipidic structure of high-quality seeds of the introduced sea-buckthorn grades on Tsudakharsky base of GORBS are conducted. Researches of structure of seeds showed existence of the high contents the essentsialnykh of acids as a part of sea-buckthorn seeds more than 90% a grade "Amber". The extraction technology of extraction of triatsilglitserid from high-quality seeds of a sea-buckthorn after a sbrazhivaniye of juice of fruits together with integral seeds is offered. It is shown that the composition of fatty acids of integral seeds doesn't change at fermentation of fruit juice together with integral seeds.

Keywords: fat oils, essentsialny acids, sea-buckthorn, sea-buckthorn seeds, extraction, chromatography, fermentation, solids.

На Цудахарской экспериментальной базе ГорБС ДНЦ РАН, расположенный на высоте 1100 м над уровнем моря (Внутренний Дагестан) ведутся работы по размножению различных сортов облепихи, выявлению биохимического состава плодов и семян, разработке комплексной безотходной технологии использования ценных компонентов биомассы данного вида. В научно-технической литературе мало внимания уделяется переработке семян облепихи и отсутствует предположение комплексного использования плодов облепихи, как промышленного сырья для получения фармакопейного облепихового масла и других ценных веществ.

В задачу наших исследований входило сравнительное изучение липидного состава семян облепихи в зависимости от сортовых особенностей и агроклиматических условий произрастания. В качестве объектов исследования отобраны сорта: Клон Перчика, Янтарная, Новость Алтая и Ботаническая Любительская. После подсчета и определения веса исходных семян и измельчения их до соответствующего размера, проведена химическая экстракция указанных сортов в аппарате Сокслета в течение 10 часов. В качестве экстрагента нами использован  гексан марки х.ч. Из полученных липидных экстрактов на роторном испарителе выделены масла каждого сорта. Получены данные по выходу масла из семян, которые представлены  в таблице 1.

Таблица 1. - Выхода масла из семян облепихи экстракционным методом

Для определения компонентного состава триацилглицеридов полученные масла подвернуты щелочному гидролизу, а полученные натриевые соли жирных кислот переэтерифицированы метанолом в присутствии серной кислоты. Полученные в результате метиловые эфиры экстрагированы и после их высушивания пробы были проанализированы на составляющие методом хромато-масс-спектрометрии. Полученные хроматограммы  качественного и количественного состава проанализированы  и результаты  представлены в таблицах.

Экспериментальная часть

Получение и анализ метиловых эфиров жирных кислот (метилирование в растворе серной кислоты)

В колбе на 25 см³ нагревают около 0,1 г масла с 10 см³ 5%-го раствора серной кислоты в метаноле в течение 1,5 часов с обратным холодильником на песчаной бане. Затем охлажденную жидкость из колбы переливают в делительную воронку на 100 см³ и встряхивают с 20 см³ гексана. Гексановую вытяжку промывают полунасыщенным раствором хлорида натрия и серной кислоты в круглодонную колбу на 50 см³. Гексан отгоняют под вакуумом при 40⁰С до 2 см³, остаток переносят в маленькие пробирки и сохраняют для анализа. Качественный анализ гексановых экстрактов жирных кислот липидных комплексов в форме метиловых эфиров жирных кислот  (МЭЖК) проводили на ГХ/МС «Аgilent Thechnology», путем анализа хроматограмм, полученных в режиме полного ионного тока, в диапазоне сканирования 30-550 m/e. Режим программирования температуры: 70 ⁰С/ 5 мин 10 ^о/ мин / 190 ⁰С/25 мин. Температура испарителя 230 ⁰С, температура интерфейсной линии 210 ⁰С, ввод пробы 1 мкл  с делением потока 1:10, скорость потока газ-носителя (He) 1 мл/мин, энергия ионизации 70 эВ, температура ионного источника 250  ⁰С. Для проведения анализа  нами использована  капиллярная кварцевая  полярная колонка (50м  х 0,25мм) с полиэтиленгликолевой неподвижной жидкой фазой- FAPP. Преимущество данной колонки в том,  что позволяет проанализировать кислоты в случае неполной этерификации пример.

Количественный анализ проводили путем сравнения полученных масс-спектров с библиотекой спектров NIST 98.

Рефрактометрические анализы проведены на рефрактометре ИРФ-22. Показатели преломления сока облепихи переведены на % сухих веществ и  сахаров.

Рефрактометрическим анализом определено наличие сахаров в мякоти разных сортов облепихи. Из шести образцов по содержанию сухих веществ на первом месте оказался сорт «Янтарная» со значением 11% и на последнем сорт «Клон Перчика» у которого это значение соответствует 8%. При экстракции липидов органическим реагентом и выделении семян основная масса полезного продукта - сока облепихи, теряется как отход. Нами предпринята попытка рационального использования растительной биомассы, т.е. получаемую из плода жидкую консистенцию  (не измельчая семян) подвергнута брожению с помощью спиртовых дрожжей. Для проведения брожения сухие вещества доведены до 12% сахарозой и рН  до 5,5 ортофосфорной кислотой. Для спиртового брожения использован «Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae- Аngel»  КНР. После окончания брожения фильтрованием бражку отделили на тканевом фильтре. Из фильтрата двойной перегонкой получен ароматный облепиховый спирт. Оставшуюся на фильтре массу подсушили и отобрали цельные семена для дальнейшей сравнительной обработки, а жом пустили на экстракцию липидов. С одной стороны ароматные спирты из облепихи представляют особый интерес, как исходный материал для производства крепких спиртных напитков типа бренди, а с другой стороны имеем возможность сравнить,  как изменяется внутренний компонентный состав семян при их присутствии в процессе брожения  в соке облепихи.

Обсуждение результатов

Полученные данные показали таб. 1,  что при одинаковых  агроклиматических условиях выращивания разных сортов облепихи выход масла не одинаков: наибольший выход масла,  отмечается  у сорта Янтарная 13,82%, незначительно  уступает сорт Клон Перчика-13,56%  , далее с выходом 11,80%  Новость Алтая и замыкает ряд сорт Ботаническая Любительская  с 9,0%,  при среднем суммарном выходе от всех сортов 11,5%. В табл.1 приведены также значения выхода масла в пересчете на 100 семян. Последовательность в этом случае по выходу масла меняется в пользу сорта Клон Перчика -13.56%, при этом наблюдается закономерность - чем  больше масса 100 семян, тем больше и выход масла.

После щелочного гидролиза и этерификации были экстрагированы липиды. Полученные компоненты были проанализированы методом ГХ/МС. Основными компонентами масла из семян являются  триглицериды высоконепредельных кислот- линолевой и линоленовой (эссенциальных) кислот, содержание которых достигает значения  90,27% сорт  Янтарная и далее по убивающей 61,76% сорт Ботаническая любительская, 59,7% Клон Перчика и минимум 32,7% сорта Новость Алтая. Эти данные находятся в обратной зависимости от содержания насыщенных кислот в триглицеридах см. таблица 2.

Таблица 2. - Жирнокислотный состав масла семян облепихи различных сортов.

Сравнение,  полученных нами данных по выходу масла из семян,  с результатами исследования  других авторов  по доминирующим  в Алтае[1], Грузии[2]  и  в Азербайджане[3] форм, показывают уникальную селективность семян сорта  «Янтарная», которые более чем на 15% превосходят содержание незаменимых кислот. Оно выражается и отсутствием в составе характерных для других сортовых семян мононенасыщенных (пальмитолеиновая, олеиновая) и насыщенных (миристиновая (С14:0), пальмитиновая ( С16:0) и стеариновая (С18:0)) жирных кислот. В то же время обнаружены различные классы липидорастворимых соединений непредельного характера, производные бутановой (С4:0), щавелевой кислот, а также циклические  и линейные спирты и эпокси соединения.

Надо отметить  также, что в липидном составе семян облепихи «Янтарная» значительно меньше компонентов по сравнению с таковыми других сортовых семян. Липидный состав семян других изученных сортов содержат меньше эссенциальных  кислот,  чем произрастающие в Алтайском крае, но больше чем в Закавказье.

Нами также предлагается технология комплексной безотходной переработки плодов и семян облепихи.  На начальной стадии из разных сортов облепихи получают сок, в котором находится цельные семена и жом. Полученный сок,  по сухим веществам,  доводят сахарозой до значения 12 и  проводят брожение штаммами спиртовых дрожжей. Во время брожения наблюдается четкое разделение бражки и маслосодержащей составляющей, которое легко фильтруется и отделяется. При двойной перегонке из фильтрата получается уникальный ароматный спирт для производства бренди, а на фильтре остается жом и семена для экстракции масла, после сушки и измельчения. Жирнокислотный состав цельных семян, находящихся  в процессе брожения по нашим исследованиям  почти не изменяется (таб. 3).

Таблица 3. - Липидного состава облепихового масла семян выделенных после совместного сбраживания сока  в присутствии цельных семян спиртовыми « Штаммами дрожжей  Saccharomyces cerevisiae -Angel» (КНР).

Литература

1. Д. Ободовская «Облепиха как сырье для витаминной промышленности», Москва, 1957 г.
2. И. Муравьев «Физико-химические свойства жирных масел мякоти плодов и семян облепихи, произрастающей в Грузии», сб. научных трудов «Биологические аспекты интродукции, селекции и агротехники облепихи», с.132, Горький, 1985 г.
3. С. Асланов «Жирнокислотный состав масел различных форм облепихи крушиновидной», Масло-жировая пр-ть, №5, с. 9, 1986 г.

References

1. D. Obodovskaya "A sea-buckthorn as raw materials for the vitamin industry", Moscow, 1957.
2. I. Muravyev "Physical and chemical properties of fat oils of pulp of fruits and seeds of the sea-buckthorn growing in Georgia", сб. scientific works "Biological Aspects of an Introduction, Selection and Agrotechnology of a Sea-buckthorn", page 132, Gorky, 1985.
3. S. Aslanov "Zhirnokislotny composition of oils of various forms of a sea-buckthorn krushinovidny", Oil and fat ave, No. 5, page 9, 1986 of.