Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние биохимических особенностей покровных тканей семян подсолнечника новых типов на изменение их качества при хранении

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние биохимических особенностей покровных тканей семян подсолнечника новых типов на изменение их качества при хранении"

государственный технологический университет

на правах рукописи

ШЖШк ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА

ары

ВЛИЯНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОКРОВНЫХ ТКАНЕЙ СЕМЯН ПОЛСОЛНЕЧНИКА НОВЫХ ТИПОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ИХ КАЧЕСТВА ПРИ ХРАНЕНИИ

Специальность 03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар-1994

Кубанский

Р Г Б ОД

- 2 -

Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор первый проректор КГТУ .Лобанов ЕГ.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Ведущая организация: Северокавказский филиал ШИИЖ

НПО "Маеложирпром"

Защита диссертации состоится "_6_" октября 1994 года в 10 ч.

на заседании специализированного совета К. 063.40.03 при Кубанском государственном технологическим университете по адресу: 350042, г.Краснодар, ул.Московская, 2, корпус А, конференцзал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан г.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 350042, г.Краснодар, ул. Московская, 2, КГТУ, ученому секретарю.

Ученый секретарь специализированного совета,

Бородулииа А. А. кандидат технических наук Миронова О. П.

кандидат технических наук, доцент

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Устойчивость семян подсолнечника к внешним повреждающим фаггорам при хранении во многом определяется особенностями строения и свойств их покровных тканей.

Создание в последние годы новых сортов и гибридов подсолнечника, резко различающихся по массовой доле в семенах покровных тканей и по химическому составу их липидного комплекса, обуславливав актуальность углубленного изучения формирования защитных функций покровных тканей при созревании семян и дозревании, а тага® изменения устойчивости семян к неблагоприятным факторам под влиянием послеуборочной обработки и хранения. Актуальность темы подтверждается включением ее в тематику научно-исследовательских работ вузов Госкомитета по высшей школе Российской федерации по программе "Продовольствие" (Государственный регистрационный N 38-03/ПП от 27.04.87).

Целью работы являлось изучение влияния биохимических особенностей покровных тканей трех типов сортового и гибридного подсолнечника на изменение качества семян при хранении и обоснование рекомендаций по совершенствованию технологии послеуборочной обработки и хранения семян подсолнечника равных типов.

Исследования вели в следующих направлениях:

- изучение изменения группового и жирнокислотного состава ку-тикулярных липидов и восков в семенах сортового и гибридного подсолнечника на различных стадиях созревания и дозревания семян;

- изучение влияния на активность липазы семян подсолнечника кутикулярных липидов семян подсолнечника;

■ч

- изучение влияния условий послеуборочной тепловой обработки свехеубранных семян подсолнечника различной влажности на защитную функцию их покровных тканей;

- изучение влияния условий хранения семян после тепловой об-

работки на изменение липидов покровных тканей и запасных липидов семян;

- изучение сорбционных свойств покровных тканей семян к чужеродным соединениям - пестицидам и тяжелым металлам;

- изучение влияния липидов покровных тканей на развитие микрофлоры на семенах;

- обоснование способов послеуборочной, обработки и хранения семян подсолнечника, обеспечивающих устойчивое хранение семян за счет максимального сохранения защитных функций плодовой оболочки.

Научная новизна работы: - впервые проведено биохимическое сравнение семян трех типов сортового и гибридного подсолнечника, в результате которого установлен различный уровень защитной функции покровных тканей и выявлена взаимосвязь состава и свойств покров-пых тканей с уровнем устойчивости семян при хранении;

- выявлены два типа защитной функции покровных тканей и их изменение у семян разных типов от заидаты преимущественно механического типа до защиты химического типа, реализуемой за счет накопления химически инертных соединений в клетках покровных тканей и ваявлена большая эффективность защиты за счет накопления кутику-ляряых восков в покровных тканях сеюн;

- обосновано и экспериментально подтверждено новое положение об мигрировании липазы-гидролазы лшшдными экстрактами из плодовой оболочки подсолнечника;

- выявлено различие в степени тормозкеиия роста микрофлоры на покровных тканях хранящихся семян сравниваемых сортов и гибридов;

- предложено объяснение пониженной стойкости семян подсолнечника сорта Кондитерский ("грызового" типа) при хранении в неблагоприятных условиях, обусловленная высокой гидрофильностью покровных тканей и пониженным содержанием кутикулярных восков и низкомо-

лекудярных киркых кислот, а такие меныкй плотностью их распределения на поверхности плода - семянки;

- на основании экспериментальных данных выдвинуто положение о типах семян подсолнечника, различных по уровню и характеру защитных свойств их покровных тканей. - -

Практическая ценность работы - обоснована необходимость раздельного хранения семян подсолнечника с различным типом плодовой оболочки, отличающихся различной устойчивостью к неблагоприятным условиям хранения;

- при подготовь семян подсолнечника сортов Юбилейный-60, гибрида Полевик и других высокомасличных сортов к хранению должны быть максимально снижены механические воздействия на убираемые и свезоэубранные семена для исключения нарушения и потери покровными тканями кутикулярных восков;

- предло.тсно дополнение к действующему ГОСТу на семена подсолнечника как промышленное сырье применительно к семенам сортов кондитерского типа остаточное количество пестицидов в семенах не должно превышать максимально допустимых уровней, а по содержанию тяжелых металлов - предельно допустимых концентраций, установленных ГОСТом для семян подсолнечника, применяемых при производстве продуктов детского питания;

- научно-технический эффект от применения практических рекомендаций определяется возможностью уточнения допустимых сроков хранения и рационального планирования очередности переработки растительного масличного сырья в маслокировой промышленности с целью сохранения качества масличных семян и получаемых из них продуктов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на заседании Краснодарского отделения Всероссийского биохимического общества в 1994 г., на совещании при директоре Се-

веро-Кавказского филиала • НПО "Ыаслолирпром" в 1993 г., на научно-методическом семинаре кафедры биохимии и технической мшфобио-логии Краснодарского политехнического института (1991, 1992 гг.).

Публикации результатов исследования: по теме диссертации опубликовано 4 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части, включающей методы исследования и его результаты, заключение и выводы, список литературы, включающего 124 источника, в том числе 20 на иностранных языках.

Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит таблиц 22 и рисунков 14.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1. Объекты и методы исследования

Объектом полевых и лабораторных исследований служили семена сортов подсолнечника ЮЭилейный-60, Кондитерский и гибрида Пэлезик, выращенные в 1991-1993 гг. на опытных полях НПО "Масличных культур". В полевых опытах пробы для анализов составляли из семян, полученных из краевой и срединной зон соцветий растений, которые имели одинаковое время цветения и примерно одинаковый диаметр соцветия-корзинки, отбор проб вели один раз в неделю. Качество ссмян -влажность, масдичность, лузжистость, целлюлозу, кислотное число масла в семенах, лузге и ядре, маеличность лузги, активность липазы, содержание восков и общего азота - определяли в соответствии с ГОСТами и методами, принятыми в масложировой промышленности. Семена, достигшие уборочной спелости, обмолачивали вручную и высушивали на воздухе в тонком слое при 20-25 С до достижения воздушно-су-

- 7 - - . -- . •.-.-■

хого состояния (влажность 6,0-7,0 2).

Семена с начальной влажностью 9, 12 и 15 % сушили на установке СЭШ-ЗМ при температурах сушильного агента 60, 90, 100, 120 С до влажности 6,0-7,0 2.

Хранение семян в лабораторных условиях вели в эксикаторах над насыщенных раствором хлорида бария при относительной влажности воздуха на уровне 80 2 и температуре 18-25 С. Отборы проб вели до хранения и через 3, б, 12 недель от начала опыта. При моделировании процесса самосогревания семена с влажностью, превышающей на 3-4 2 критическую, помещали в термостатированные условия при температуре 83 С, в условиях, исключавших потерю семенами злати. Отбор проб вели на 1, 4, 8, 16 и 32 день после закладки семян. Лйй-ды плодовой оболочки семян извлекали по Фолчу, препаративной тонкослойной хроматографией и последовательной двойной экстракцией (дизтиловым эфиром, затем гексаном). Групповой состав липидов определяли методом ТСХ на пластинках "Силуфол" и "Сорбфил" (Чехословакия) в системе: гексан: дизтидовый эфир: уксусная кислота (80:20:1). Группы липидов индентифицировали с помощью свидетелей, а также по величине !?Г и взаимному расположению пятем липидов различных классов. Проявление пятен липидов вели 10 Х-ным раствором фосфорномолибденовой кислоты. Жирнокислотный состав определяли методом ГНХ метиловых зфиров жирных кислот. Идентифицировали жирные ютелоты по внутренним стандартам и свидетелям.

Содержание тяжелых металлов и токсичных элементов в тканях семян проводили согласно ГОСТ 26929-86, ГОСТ 26927-86, ГОСТ 26930-86, ГОСТ 26935-86. При определении массовой концентрации ионов кадмия, свинца, меди и цинка использовали метод инверсионной вольтамперметрии, а также с помощью полярогра*а с электрохимической приставкой ВЭД-1.

Ингибирукаую активность плодовой оболочки определяли анзло-

гично методу определения активности липазы, вместо субстрата подсолнечного масла добавляли экстракт липидов лузги. Соотношение

подсолнечного масла и экстракта варьировали: 0:1; 1:1; 1:0; 1:10.

Количество микроорганизмов на поверхности покровных такней определяли, рассчитывая микробное число. Видовой состав микроорганизмов из смывов семян изучали чашечным методов - плесневые . грибы - на виноградном сусле - агар с б 2-нш раствором повареной соли; бактерии - на ыяеопиптонном агаре.

Обшдя схема исследования приведена на рис. 1.

Об еря схема исследования

Созревание семян

дни после окончания

цветения, 7,15,22,29,34,54

I

Суша, се как температура суиильногф агента, С 60, 90, 100, 120

Хргшскке семян условия юрыальные зктреыальнке 3, 6, 12 4,8,16,32

Дозревание на растении

Зоны соцееткя {-

Массовая доля липидов масла К.Ч. масла Активность липазы

Оеизва

т

Ргз.1;элэш:э адро(луаг<Г

млсличность лузп: кислотнос число липидов лузги Активность липазы Массовая доля .пестицидов Массовая доля тяжелых металлов

Влажность

Масличность по Сокслету Кислотное число масла Лузжистость семян Микробное число семян

Измэхьчениэ лузги

Экстракция лкгазрз

Ингибирование Ц. липаян

¡Двухступенчатая [экстракция воеков

По Фолчу

'.Массовая } доля

Бирнокислотный состав

Групповой состав

Препаративная хроматография

[шЛ |воски! ТсшП

Еирнокислотный состав!

Рис. 1. Общая схема исследования Экспериментальные данные обрабатывали по общепринятым методам вариантной статистики, в отдельных случаях рассчитывали коэффици-

енты вариации.

2. Сравнительная технико-химическая хараггеристкгл семян подсолнечника

Как следует из табл. 1 наиболее высокая массовая доля воскоз з плодовой оболочка у семян гибрида Полевик, иашекызая - в обо-ло'же семяи сорта Кондитерский. Сорт Юбилейный-60 по кассовой доле сосков в плодовой оболочке занимает промежуточное положение.

Таблица 1

Характеристика семян исследуемых типов подсолнечника

Показатели :Юбилейный-60: Гибрид : Кондитерский

: : Шлезнк : СПК

Влажность семян, % 6,60 6,78 6,82

Маелкчность, % а. с. в.

семена 51,4 52,4 45,3

лузга 3,9 4,9 2,3

Кислотное число, мг КОН

семена 1,7 2,9 1,3

лузга 13,1 17,5 10,1

ядро 2,0 3,7 1,1

Активность липазы лузги,

мд 1ЮН/Г 0,7 0,8 0,5

Воскообразное липиды,

% а. с. в. лузги 2,2 3,5 1,5

Целлюлоза в лузге, 2 48,5 46,3 52,6 Лузяистость, X от кассы

семянок 22,8 20,5 32,2

Обпдай азот лузги, % 2,6 2,7 2,4

Кассовая доля целлюлозы в плодовой оболочке семян сравниваема -гипса находится в обратной зависимости от массовой доли восгеээ и колеблется от 49 7. у сорта Юйшейный-60 до 52,6 2 у сорта Кокдк-терский. Маеличность лузги (сумма липидов) вше у семян гибрида Полевик, кассовая доля воскоподобных липидов составляет от 15 до 30 2 от сужы липидов. Кислотное ЧИСЛО липвдов лузги превосходит величину кислотных чисел семян и ядра, что подтверждает технологически целесообразность возимао полного отделения покровных тканей от ядра семян при извлечении шела из семян. Активность липазы в плодовой оболочке сравниваемых типов подсолнечника различается

мало, тагав как к массовая доля оба,эго азота в плодовой оболочке.

Сравниваемые типы подсолнечника различается такав по количественному содержанию групп липидов в плодовой оболочке (лузге) семян, хотя качественный состав липидов у них одинаков.

Есски, триацилглицеролы и свободные жирные кислоты составляют основную массу всех липидов плодовой оболочки. Самое высокое содержание восковой фракции в составе липидов плодовой оболочки у семян гибрида Полевик (30,5 %), минимальное содержание в плодовой оболочке семян сорта Кондитерский (15,12 %). Содержание свободных жирных кислот коррелирует с массовой долей восков. Высокая луз-жистость семян сорта Кондитерский коррелирует с низким содержанием суммарных липидов и восков в плодовой оболочке, и наоборот низкая лузжистость семян связана с высоким содержанием восков и суммарных липидов в лузге семян.

Анализ жирнокислотного состава основных групп липидов, выделенных из плодовой оболочки свидетельствуют о присутствии в составе триацилглицеролов, восков и свободных жирных кислот низкомолекулярных жирных кислот, включая масляную С4 и капроновую Сб. Массовая доля этих кислот в липидах плодовой оболочки сравниваемых типов подсолнечника различна. Наибольшее количество кислот С4 и Сб содержат липиды плодовой оболочки семян гибрида Полевик, тогда как в липидах плодовой оболочки сортового подсолнечника содержание низкомолекулярных кислот существенно ниже (табл. 2, 3, 4).

Жирные кислоты с числом от С8 до С14 обнаружены во всех основных фракциях липидов плодовой оболочки семян сортов и гибрида подсолнечника. Известно, что низкомолекулярные органические кислоты - уксусная, пропионовая, масляная и другие обладают бактерицидным или бактериостатическим действием. Пониженное содержание таких кислот в липидах плодовой оболочки сорта Кондитерский (табл. 3)

- и -

Таблица 2

Вфнокислотный состав триацилглицеролов из плодовой оболочки семян подсолнечника (% от суммы жирных кислот)

Сорт, : С : С : С : С :С :С :С :С :С :С :С :С :С гибрид: 4: 0: 6:0:8:0:10:0:12:0:14:0:16:0:18:0:18:1:18:2:18:3:20: 0: 22: О

Гибрид

Поле- 14,8 7,1 2,2 5,6 1,2 1,1 9,2 2,9 25,1 30,6 0,2 сл сл вик Сорт Юбилейный-60 сл сл 2,0 3,1 8,4 17,6 20,7 сл 25,4 9,3 0,7 7,4 5,4 Сорт Кондитерский 1,5 1,8 1,2 0,6 1,2 0,1 9,6 сл 26,2 58,3 0,8 СЛ сл

Таблица 3

Жирнокислотный состав свободных жирных

кислот из липидов плодовой оболочки семян подсолнечника (2 от суммы жирных кислот)

Сорт, : С : С : С : С :С :0 :С :С :С :С :С :С :С гибрид: 4:0:6:0: 8: 0:10:0:12:0:14: 0:16:0:18:0:18:1:18: 2:18: 3:20: 0: 22: О

Сорт Юбилей-

ный-60 9,7 9,0 2,7 7,3 2,1 1,1 18,5 3,3 27,3 5,9 сл 1,6 1,4 Сорт Кондитере- сл сл 0,8 8,9 0,3 0,8 16,3 1,5 34,4 34,6 0,9 1,3 0.2 кии Гибрид

Поле- 28,5 13,1 5,1 5,0 4,2 9,4 11,9 2,0 14,8 2,8 1,8 1,2 0,5

вик

Таблица 4

Жирнокислотный состав восков из липидов плодовой

оболочки семян подсолнечника (X от сумш жирных кислот)

Сорт, : С : С : С : С : С :С :С :С : С : С :С : С : С гибрид : 4: 0: 6:0:8:0:10:0:12:0:14:0:16:0:18: 0:18:1:18:2:18:3: 20:0: 22:0

Гибрид

Полевик 5,9 6,1 5,2 4,7 3,4 10,8 5,0 22,0 11,1 11,6 0,1 4,2 сл

Сорт

Юбилей-

ный-60 1,6 1,9 2,5 5,0 1,9 1,0 29,3 15,1 20,0 5,2 5,6 12,0 сл Сорт Кондитерский 1,8 2,0 3,0 2,5 1,2 0,9 18,5 5,6 20,0 25,2 16,3 0.9 сл

позволяет предполагать большую повреждаемость таких семян микроф-

лорой хранения.

Существенно различаются триацилглицеролы, воски и свободные жирные кислоты липидов плодовой оболочки по составу жирных кислот с 18 атомами углерода. Даже в триащлглицеролах плодовой оболочки массовая доля этих жирных кислот ниже по сравнению с массовой долей кислот С18 в триацилглицеролах запасных липидов зародыша семян.

Наименьшее содержание жирных кислот С18 обнаружено в воскопо-добвой фракции липидов плодовой оболочке (табл. 4).

Сопоставление жирнокислотного состава главных по массовой доле групп липидов плодовой оболочки выявляет их общие свойства -высокое содержание низкомолекулярных кислот, пониженную доли жирных кислот С18, характерных для запасных липидов семян, присутствие необычных для подсолнечника жирных кислот - линолено-еой, а также жирных тело? с 20 и 22 атомами углерода. Специфический жирноккслотный состав лилидоз плодовой оболочки дает основание предполагать специфические условия течения биохимических процессов в покровных тканях семян в период уборки, послеуборочной обработки и хранения.

3. Изменение липидов покровных тканей подсолнечника при созревании, послеуборочном дозревании и хранении семян

Для выяснения особенностей биохимических процессов, влияющих на защитную функцию плодовой оболочки семян были изучены изменения, происходящие в дипвдах плодовой оболочки при созревании и дозревании семян сравниваемых сортов и гибрида на растении, а также при послеуборочной обработке я хранении семхн в различных условиях.

3.1. Созревание м дозревание сеьан на растении. При созревании сеглш па растении происходит возрастание массовой доли лигощоа

плодовой оболочки и растет относительная доля в них восков. Шссо-вая доля восков в плодовой оболочке продолжает расти и при дозревании семян, хотя в свежеубранных семенах доля воскоз снижается.

В лузге семян гибрида Полевик во всех случаях содержание воскообразных веществ вызе по сравнению с лузгой семян сортов Юби-лейный-60 и Кондитерский.

Характер изменения кислотного числа липидов плодовой оболочки при созревании семян анализируемых сортов и гибрида существенно не отличается. Рост кислотного числа липидов лузги, наблюдаемый в течение первых 21-25 дней после начала цветения, свидетельствует о неполном синтезе в этот период триацилглицеролов и накоплении веществ кислого характера - в частности свободных жирных кислот в плодовой оболочке.

йирнокислотный состав фракций липидов - твердой "восковой" и жидкой - "липидной", получениях из покровных тканей семян подсолнечника сравниваемых сортов, различен. "Воскозая"-твердая фракция (рис. 2) имеет более сложный яирнокислотнкй состав по сравнению с "липидной" фракцией, извлекаемой диэтиловым эфиром. В ее составе значительную дол» составляют низкомолекулярные .тарные кислоты С4-С6». кислоты СЯ2:0, С14:0, а также более высокомолекулярные жирные кислоты С20-С24. Анализ газожидкостных хроматограмм метиловых эфиров жирных кислот показывают вероятное присутствие в составе исследуемых групп липидов также оксикисдот, особенно на последних стадиях созревай^! и особенно дозревания семян - на 35-й и 54-й дни после окончания цветения растения. Наиболее заметные изменения в яздкой - "липидной" фракции липидоз покровных тканей созревающих семян происходят в содержании гирных кислот С1б:0, С18:1, С18:2, массовая доля которых является преобладающей в "восковой" н "липидной" фргяшях.

Сравнивав- ^ мые сорта и гиб- £ рид подсолнечника обнаруживают | §

некоторые раз ли- ■

чия в последова- Г: %

ления жирных ^ кислот, но при сопоставлении ^ ¿ц (усреднении) данных, получен-

тельности накоп-

ных за два года, ^

различия ^ ги

эти

между сортами и ^ п гибридом оказываются несущественными.

Сш'о

Л

а,

Риг 7 г* ¿9 3*

a)лтФкаяУФибкар) ррдкцм

b) ¿>г>//г<рАу//т6р/>д&0; р^агщая

3.2. Послеуборочная обработка свеяэубранных семян. При послеУборочной обработке тепловой сушкой свежеубранных семян в плодовой оболочке изменяется активность липазы. При повышении начальной ":ссти семян происходит быстрое инакгивирование липазы, насту-ЭД, при более низких температурах, в то- время сравниваемые типы подсолнечника отчаются по скорости и глубине снижения активности фермента. Липаза плодовой оболочки семян гибрида Полевик наиболее термостойка, наименьшая термостойкость липазы у сорта

Кондитерский, сорт Лилейный занимает по термостойкости липазы промежуточное значение.

Сравниваемые типы подсолнечника при суаке семян с начальной

Дна

влажностью 9 7, отличаются наибольшй термостабильностыэ, о чем «окно судить по величине кислотного числа масла в семенах, кислотного числа липидов лузги и липидоз ядра.

Так кз как и з процессе уборки семян, относительная доля е.осков в лузге с увеличением влажности поступакщих ка тепловую обработку семян уменьшается. При влажности исходных семян от 12 до 15 % в процессе суски возможно окисление и свяэывакие с нелкпидной 'пастью жирных кислот как свободных, так и в составе триацилглице-ролов, что косвенно подтверждается изменением их гирнокислотного состава. Наблюдается снижение массовой доли кислот С4-С12, С14-С16 и увеличение относительной доли непредельных жирных кислот.

3.3. Хранение семян. При хранении семян идут процессы гидролиза и окисления липидов покровных тканей и липидов ядра семян. Об этом свидетельствуют изменения кислотного числа масла в семенах, ядре, лузге, уменьшение доли восков и возрастание активности липазы покровных тканей.

Еирнокислотнкй состав "восковой" фракции липидов лузги сухих семян гибрида Полевик отличается наибольшим содержанием кислот ряда С4-С12 и непредельных С18:1 - 018:3. Сумма кислот ряда С4-С12, а также и активность липазы в липидах покровных тканях сорта Кондитерский и Юбилейный-60 при хранении заметно меньше, чем у гибрида и для сравниваемых сортов приблизительно равна

Хотя при хранении качественные показатели семян гибрида Пзле-вик несколько отличались по своим величинам от показателей сортового подсолнечника Юбилейный-60 и Кондитерский, эти отличия в хранящихся сухих семенах не были существенными и качество семян, как масличного сырья, сохранялось на допустимом уровне.

При моделировании условий неблагоприятного хранения в результате хранения семян при влажности выше кр:ггичэс:хй, сравниваемые -'нпи .подсолнечника ао качественным показателям сэмян существенно

различаются. Характер изменения кислотного числа масла б лузге свидетельствует об интенсивных процессах гидролиза липидов в лузге, тогда как гидролиз липидов ядра наступает позже (рис. 3). В плодовой обо- ---•-■,- ...............

лочк

сешн

■¡В

сорта Юбилей- ^¿^И

Ьо

ный-60 и Конди-

&

чеке кислотного ^ числа масла в » лузге наблюдается на 4-ый день хранения, тогда как у семян гибрида Полевик кислотное число возрастает только к 8-му дню хране-. ния. Липаза плодовой ободочки семян гибрида Полевик наиболее стабильна и к концу хранения сохраняет наивысшую актив-кость. Как и

л 1 * ,6 .„, „ З"1/

Рас. 5 Уапененсл? дис/¡оттого </гл,?сг /¡игшось при гранении ¿яяисных смен а)-с 5 иен а • б) - ¡¿оро; £) - ('V.3 -,.,-„;-££, /■гибрид пбиевик- ¿ -сор/» ¡{¡оа^еаиоп' со 5-сорт Кондитерский

при хранении сухих семян в жирнокислотном составе липидов "восковой" фракции уменьшается количество кислот С4-С12 и возрастает относительная доля непредельных жирных кислот.

4. Влияние липидов плодовой оболочки на активность липолитических ферментов семян и микрофлору хранения

Влияние липидных экстрактов из плодовой оболочки подсолнечника на активность липазы, полученной из тканей зародыша семян подсолнечника(ядра семян), оценивали на 2, б, 16 и 24 часа инкубации.

Как следует из рис. 4, добавление липидного экстракта существенно снижало I _ , ■ ^ О активность липа-

{о

^ 5.

ч

я

Iе

зы. Чем продолжительнее время реакции и чем выпе доля

экстракта из плодовой оболэч-; ки в субстрате, тем ниже активность липаза :■

-ъ Ю

ЬЬино полагать,! ^ I ^

что экстракт из'^ плодовой оболоч- !. & 5

■ ! 5

ки, содержащий ¡^ низкомолекулярные жирные кислоты, изменяет рН сре- |

I

да и условия для ;

Риск. Снижение актиЬ/юсти пипидоии луш .

5) - /74/ЯрДиК.

действия липазы становятся неблагоприятными. Шдобный характер изменения активности липазы был установлен для всех сравниваемых типов подсолнечника. При хранении семян в неблагоприятных условиях повышенной влажности на покровных тканях интенсивно развивалась микрофлора. Сравниваемые типы подсолнечника заметно отличаются по величине микробного числа - количеству микроорганизмов, развивающихся на одном грамме семян в принятых условиях хранения. Развитие микрофлоры на поверхности семян как на питательном субстрате во многом определяется особенностями их химического состава, включая присутствие чужеродных соединений, попадающих на поверхность семян из окружающей среды.

Как следует из полученных данных во всех образцах исследуемых семян содержание пестицидов было выше допустимых концентраций. Выявленные различия в величине массовой доли остаточных количеств пестицидов (талб. 5) объясняется особенностями анатомического

Таблица 5

Накопление в покровных тканях семян чужеродных соединений и ионов тяжелых металлов

Массовая доля тяжелых металлов, мг/кг

.■Массовая доля : фосорсодержащих Сорт, гибрид .'пестицидов, ыг/кг

: рогор -.карбофос : 2л : (И : РЬ : Си Ядро семян

гибрид Полевик 0,29 0,01 29,31 сл 0,26 3,3

Сорт Й5илейный-б0 0,36 0,01 23,72 - - 4,1

Сорт Кондитерский 0,14 0,01 16,16 - 0,77 2,7

„., „ Лувга (плодовая оболочка)

Гибрид Шлевик 2,38 0,01 - - 1,32 3,3

Сорт Юбилейный-60 0,90 0,01 - - о 61 19

Сорт Кондитерский 0,64 0,02 - - о!21 1^4

строения и химического состава лузги сравниваемых типов подсолнечника и, по-видимому, химическим составом их липидов. Несмотря на выявленные различия у сравниваемых сортов и гибридов подсолнечника сорбция ими пестицидов во всех случаях идет преимущественно тканя-

ми плодовой оболочки.

Локализация тяжелых металлов в тканях подсолнечных семян -ядре семян (зародыше и эндосперме) и лузге (плодовой оболочке) заметно различается. Содержание кадмия невелико, находится на уровне следов в ядре и лузге семян. В ядре семян обнаруживается содержание цинка,в лузге присутствие цинка не установлено.

Содержание свинца и меди выявлено и в ядре, и в лузге семян. В то же время содержание свинца в плодовой оболочке во всех случаях было выше, чем в ядре, тогда как по содержанию меди соотношение противоположное. Можно полагать,что свинец попадает в семена из атмосферы (выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания),тогда как цинк и медь,вероятно, преимущественно поступают в семена из почвы.

Высокое содержание свинца (выше допустимых норм) установлено в покровных тканях семян всех типов подсолнечника. Кроме того, свинец присутствовал также в ядре семян сорта Кондитерский (СПК) и семян сорта Юбилейный.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Биохимическое и технологическое исследование семян сортового (Ю5илейный-б0 и Кондитерский) и гибридного подсолнечника (Полевик), контрастно различающихся по массовой доле покровных тканей семян, химическому составу их липидов, позволило установить, что сравниваемые типы подсолнечника различаются не только по массовой доле липидов в плодовой оболочке, но и по групповому и, особенно, по жирнокислотному составу твердой ("восковой") и жидкой ("липид-ной") фракций этих липидов.

Различия в химическом составе липидов прямо связаны с уровнем активности липазы лузги, интенсивностью развития микрофлоры на поверхности хранящихся семян и степенью торможения активности липазы ядра семян лилидными экстрактами плодовой оболочки семян сравнила-

ешх сортов и гибрида подсолнечника.

Наиболее заметно заемные функции плодовой оболочки семян подсолнечника проявляется при неблагоприятных условиях хранения: повыиенной влажности и температуре окружающей среды.

Оценивая защитные свойства покровных тканей семян подсолнечника как сочетание механической защиты при формировании хорошо развитой плодовой оболочки и химической - га счет повышенного накопления в составе плодовой оболочки химически инертных соединений, в первую очередь восков и низкомолекулярных жирных кислот, следует констатировать, применительно к исследуемым сортам и гибриду подсолнечника большую эффективность химической- защиты, что может быть использовано в ходе селекционной работы.

ВЫВОДЫ

1. Современными методами исследования выполнено биохимическое и технологическое сравнение покровных тканей семян подсолнечника сортов Юбилейный-60 и Кондитерский и гибрида Полевик, в результате которого установлено различие в харектере защитных функций их покровных тканей.

2. Сравниваемые типы подсолнечника отличаются по массовой доле плодовой оболочки, в плодах-семянках а также восков и низкомолекулярных жирных кислот в ее липидном комплексе, коррелирующих со стойкостью семян к неблагоприятным факторам при хранении.

3. При созревании и дозревании семян на рае-тении в плодовой оболочке возрастает массовая доля липидов, а также растет доля воскообразных веществ в ее составе.

4. Относительная доля восков в свежеубранных семенах, поступающих на тепловую обработку перед хранением уменьщается. Под влиянием тепловой обработки в ларнокислотном составе снижается массовая доля восков и низкомолекулярных жирных кислот и растет доля

- 21 -

жирных кислот с 18 атомами углерода

5. В ходе хранения семян при повышенной влажности и температуре увеличивается кислотное число масла в семенах, лузге и ядре, причем в первую очередь и наиболее интенсивно процессы . гидролиза липидов идут в липидах лузги.

6. Биологическая защитная функция липидов плодовой оболочки сравнивыемых типов подсолнечника проявляется в:

- замедлении (торможении) гидролиза липидов, путем отложения в клетках покровных тканей твердых при обычных условиях групп липидов восковой природы,трудно поддающихся ферментатизному гидролизу;

- снижении (угнетении) активности липазы нкзкпмолекулярньми жирными кислот&чи, предположительно путем смешения оптимума рН среды;

- торможении развития микрофлоры на поверхности плодозой оболочки семян.

7. Наиболее вырагзкы згэдтнке свойства липидов покровных тканей у подсолнечника гибрида Полевик, отличаюшлхся наибольшим содержанием восков в плодовой оболочке. Плодовая оболочка сорта Кондитерский содержит наименьшее число восков и низкомолекулярных жирных кислот.

8. Полученные данные позволяют заключить, что механизм защитной функции покровных тканей семян подсолнечника обусловлен не только присутствием химически инертных соединений (восков), но и присутствие в составе липидов низкомолекулярных жирных кислот, бактерицидное и фунгицидное действие которых на микрофлору хранения аналогично действию низкомолекулярных органических кислот, применяемых в практике хранения семян и зерна.

9. Научно-технический эффект от применения в селекционной практике и технологии масложировой промышленности рекомендаций,

основанных на результатах выполненных исследований, определяется выяснением различий и оценкой сравнительной стойкости семян новых типов подсолнечника при хранении, с целью их учета при разработке рациональных способов хранения семян, а также установлением накопления в тканях семян чужеродных токсичных соединений.

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Внести дополнения в ГОСТ 22391-89. Подсолнечник. 1фомыш-ленное сырье. Технические условия: "В семенах подсолнечника сорта Кондитерский и аналогичного типа технологического назначения остаточное количество пестицидов не должно превышать максимальных допустимых уровней, а содержание тяжелых металлов предельно допустимых концентраций, установленных для семян подсолнечника, используемых при производстве продуктов детсткого питания".

2. Предусмотреть ведение селекции подсолнечника на повышенное содержание восков и низкомелекулярных жирных кислот в липидах плодовой оболочке.

3. При послеуборочной обработке семян подсолнечника для сох-рооанения воскового кутикулярного слоя на поверхности лузги семя* рекомендовать применение способов уборки, исключающих механическое травмирование.

Работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Мелехина О.В., Лобанов ЕГ. Изменение жирнокислотног< состава фракции липидов покровных тканей семян подсолнечника пи созревании // Изв. вузов. Пищевая техн-гия.-1S93. - N 1-2.- с. 46-47.

2. Ыелехина О.В. .Лобанов ЕГ. .Кудинов IL И. Химический состав покровных тканей семян трех типов подсолнечника // Изв. вузов. Пище] техн-гия.- 1993.- N 5-6.- с. 19-20.

3. Ыелехина О.Е, Лобанов ЕГ., Щербаков В.Г. Влияние лииидо: покровных тканей на характер процессов в семенах подсолнечника пр; самосогревании // Изв. вузов. Пищевая техн-гия. -1994. - N 1-2.

4. Мелехина О. В. , Лобанов В. Г. Изменение качества семян новы типов подсолнечника при хранении // Изв. вузов. Пищевая техн-гия. ■ 1994.- N 3-4.