Масло из семян сафлора - RU2060008C1

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

Предлагаемое изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве и относится к семенам сафлора, растениям сафлора, маслу из сафлора, продуктам из сафлора, разновидностям сафлора, а также к способу получения семян сафлора. Более конкретно настоящее изобретение относится к семенам сафлора, имеющим либо содержание олеиновой кислоты от 80% и выше, либо содержание линолевой кислоты от 80% по отношению к общему содержанию жирных кислот в семенах в случае, когда семена получают при средней температуре около 70^о Ф (около 21^оС). Указанное масло получают из указанных семян, которые получают в результате выращивания растений сафлора.

Продукты из сафлора и способы их получения.

Предлагаемое изобретение относится к семенам сафлора, растениям сафлора, маслу из сафлора, растениям сафлора, маслу из сафлора, продуктам из сафлора, разновидностям сафлора, а также способу получения семян сафлора.

Сафлор, Carthamus tinctorius L. представляет собой сильно ветвистое травянистое одногодичное растение, похожее на чертополох, имеющее высоту от 30 до 150 см, сафлор выращивают уже в течение многих столетий на небольших площадях в широкой зоне от Китая до Средиземноморья, а также в долине Нила вплоть до Эфиопии. С 1945 г, промышленное производство этого растения развернуто в США, СССР, Австралии и Мексике. Тем не менее сафлор остается второстепенной масличной культурой в масштабах мирового производства и торговли. Растение может выращиваться при полной механизации, так что стоимость его производства выгодна по сравнению с прочими масличными культурами. Кроме того, сафлор пригоден для выращивания в засушливых регионах, и таким образом представляет собой коммерчески выгодную альтернативную культуру для подобных регионов. Главными задачами селекции сафлора в настоящее время являются изменение состава масла, увеличение содержания протеина и увеличение продуктивности посевов.

Масло сафлора состоит главным образом из пальмитиновой, стеариновой, олеиновой и линолевой кислот, причем основная доля приходится на олеиновую и линолевую кислоты. Могут быть получены два различных типа масла в зависимости от генетической линии конкретной разновидности сафлора. Первый тип характеризуется высоким содержанием линолевой кислоты, а второй -высоким содержанием олеиновой кислоты. Третья разновидность масла сафлора содержит примерно равные количества олеиновой и линолевой кислот. Высокое содержание олеиновой кислоты в масле сафлора является желательным в случае его использования в пищевой промышленности. Высокое содержание линолевой кислоты в масле сафлора является желательным в случае его использования в композициях смол и красителей. Во всех случаях желательно получать масло сафлора, содержащее небольшое количество насыщенных жирных кислот, т.е. пальмитиновой и стеариновой кислот.

Три аллельных гена 01, о1 и о1 являются основными генетическими детерминантами пропорций содержания олеиновой и линолевой кислот. Генотип о1о1 дает содержание олеиновой кислоты в масле 72-80% а генотип 0101 дает 72-80% линолевой кислоты. Генотип о1 о1 соответствует содержанию каждой из жирных кислот в количестве, примерно равном 45% Обнаружено, что в определении содержания жирных кислот в конкретном виде сафлора могут принимать участие дополнительные гены. П. Ф.Кноулз, J. Am. Oil Chem. Soc, 49, 27 (1972) отмечает, что подобные модифицирующие гены могут поднять содержание олеиновой кислоты выше 80% но в обычных случаях не более 85%
В указанной работе Кноулз отмечает также, что хотя разновидности сафлора, обеспечивающие высокое содержание олеиновой и линолевой кислот, являются устойчивыми к температуре, существует некоторое изменение содержания жирных кислот в зависимости от температуры, при которой протекает рост культуры данной разновидности. Эти изменения приведены в табл.1.

Таким образом, например, в случае разновидности сафлора, дающей высокое содержание олеиновой кислоты, произрастающей в штате Монтана при средней температуре роста около 70^оФ (около 21^оС), можно ожидать, что содержание олеиновой кислоты будет несколько ниже, чем в случае той же разновидности, произрастающей в Калифорнии. Напротив, в случае данной разновидности сафлора, произрастающей в Калифорнии, следует ожидать более высокого содержания олеиновой кислоты по сравнению с той же разновидностью, произрастающей в Монтане.

Предлагаемое изобретение относится к семенам сафлора, растениям сафлора, маслу из сафлора, продуктам из сафлора, разновидностям сафлора, а также к способу получения семян сафлора.

Более конкретно предлагаемое изобретение относится к семенам сафлора, имеющим содержание олеиновой кислоты, равное около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в семенах, в случае, когда семена получают при средней температуре около 70^оФ (около 21^оС). Кроме того, изобpетение относится к семенам сафлора, имеющим содержание линолевой кислоты около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в семенах, в случае, когда указанные семена получают при средней температуре около 70^оФ.

Предлагаемое изобретение относится также к растениям сафлора, из которых получают семена, имеющие приведенное выше содержание или олеиновой кислоты, или линолевой кислоты, в случае, когда указанные растения выращивают при климатических условиях, обеспечивающих среднюю температуру в ходе вызревания семян, равную примерно 70^оФ (около 21^оС).

Предлагаемое изобретение относится также к способу получения указанных растений из семян сафлора в результате скрещивания предков по отцовской и материнской линии. Каждого из предков получают в результате последовательности скрещиваний нескольких разновидностей сафлора. Из продуктов скрещивания мужских и женских предков затем вновь отбирают либо на предмет высокого содержания олеиновой кислоты, либо на предмет высокого содержания линолевой кислоты, и анализируют для получения дальнейшего потомства с увеличенным содержанием олеиновой или линолевой кислот. Стадии селекции и анализа могут повторяться много раз.

Предлагаемое изобретение относится также к маслу из сафлора, имеющему содержание олеиновой кислоты около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот, получаемому из семян, выращиваемых при средней температуре около 70^оФ (около 21^оС). Наконец предлагаемое изобретение относится к маслу из сафлора, имеющему содержание линолевой кислоты около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот, получаемому из семян, выращиваемых при средней температуре около 70^оФ (около 21^оС).

Семена сафлора, для которых содержание олеиновой кислоты равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, и соотношению количества насыщенных жирных кислот в указанных семенах к количеству олеиновой кислоты в указанных семенах составляет менее примерно 0,08.

Семена сафлора, для которых содержание олеиновой кислоты равно от около 80% до около 90% по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, и соотношение количества насыщенных жирных кислот в указанных семенах к количеству олеиновой кислоты в указанных семенах составляет менее примерно 0,08.

Растения сафлора, для которых содержание олеиновой кислоты равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, и соотношение количества насыщенных жирных кислот в указанных семенах к количеству олеиновой кислоты в указанных семенах составляет менее примерно 0, 08.

Растения сафлора, для которых содержание олеиновой кислоты равно от около 80% до около 90% по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, и соотношение количества насыщенных жирных кислот в указанных семенах к количеству олеиновой кислоты в указанных семенах составляет менее примерно 0,08.

Семена сафлора, для которых содержание олеиновой кислоты равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, отличающиеся тем, что указанные семена являются продуктом скрещивания между (А) первого предка по первой линии сафлора, который является продуктом скрещивания и отбора по критерию содержания указанной олеиновой кислоты, и (В) предка по второй линии сафлора.

Индивидуальные растения, в семенах которых содержание олеиновой кислоты равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, отличающиеся тем, что указанные семена являются продуктом скрещивания между (А) первого предка по первой линии сафлора, который является продуктом скрещивания и отбора по критерию содержания указанной олеиновой кислоты, и (В) предка по второй линии сафлора.

Масло из сафлора, получаемое посредством способа, включающего экстракцию масла из практически однородной совокупности семян сафлора, отличающееся тем, что указанное масло сафлора имеет показатель АОМ, равный примерно более 60 ч.

Масло из сафлора, содержание олеиновой кислоты в котором равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, отличающееся тем, что указанное масло практически не содержит или совершенно не содержит жирных кислот.

Осветленное масло из сафлора, содержание олеиновой кислоты в котором равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах.

Дезодорированное масло из сафлора, содержание олеиновой кислоты в котором равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах.

Масло из сафлора, содержание олеиновой кислоты в котором равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, отличающееся тем, что указанное масло дезодорировано, осветлено и практически не содержит или совершенно не содержит жирных кислот.

Семена сафлора, для которых содержание линолевой кислоты равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, отличающееся тем, что их получают при средней температуре около 70^оФ (около 21^оС).

Продукт в виде семян Carthamus tinctorius L. состоящий из практически однородной совокупности семян сафлора, для которых содержание линолевой кислоты равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, отличающийся тем, что их получают при соседней температуре около 70^оФ (около 21^оС).

Разновидность сафлора, состоящая из практически однородной совокупности растений Carthamus tinctorius L. которые при средней температуре развития семян, равной примерно 70^оФ (около 21^оС) или более, дают семена, для которых содержание линолевой кислоты равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах.

Способ получения семян сафлора, содержание олеиновой кислоты в которых равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, получаемых при средней температуре, равной примерно 70^оФ (около 21^оС), отличающийся тем, что он включает стадии (А) серии скрещиваний различных разновидностей сафлора с получением женского предка, (Б) серии скрещиваний различных разновидностей сафлора с получением мужского предка и (В) скрещивания указанного женского предка с указанным мужским предком.

Масло из сафлора, для которого содержание линолевой кислоты равно около 80% или более по отношению к общему содержанию жирных кислот в указанных семенах, отличающееся тем, что его получают из семян, выращиваемых при средней температуре около 70^оФ (около 21^оС).

Для понимания некоторых терминов, используемых в описании и формуле изобретения, ниже приводится ряд определений.

Однородная совокупность. Термин "однородная совокупность" предназначен для обозначения группы семян, однородной по определенным характеристикам. Этот термин включает любые семена, которые являются однородными по характеристикам, определенным для любых 1000 семян, взятых с 1 акра посевов сафлора.

Средняя температура. Термин "средняя температура" относится к среднему значению суточных температур, регистрируемых в течение определенного промежутка времени, например месяца, на протяжении стадии роста и развития сафлора. Значения средней температуры в градусах Фаренгейта (Ф) для месяцев с мая по октябрь, начиная с 1949 по 1988-89 сельскохозяйственные годы, приведены в табл.2.

Насыщенные жирные кислоты. В том варианте, в котором данный термин используется в настоящем описании, он включает только пальмитиновую и стеариновую кислоты.

Развитие или получение семян. С точки зрения предлагаемого изобретения термины "развитие семян", "получение семян" относится к промежутку времени, на протяжении которого происходит рост сафлора, начиная от стадии опыления до стадии созревания семян. В штате Монтана этот промежуток времени обычно продолжается, начиная с третьей недели июля и до середины августа.

Последовательность скрещиваний. Термин "последовательность скрещиваний" используется в данном описании для обозначения методики селекции с трансгрессивным выделением, в соответствии с которой осуществляются однократные скрещивания с получением мужских и женских предков.

Как отмечалось выше, содержание различных жирных кислот, например олеиновой и линолевой, которое является характеристикой масла, полученного из данной разновидности сафлора, обычно выражают в виде их процентной доли в общей фракции жирных кислот в масле. Этот вариант распространяется на все последующее описание, если не указано обратного. Безразмерные количественные отношения количеств олеиновой или линолевой кислот к количеству насыщенных жирных кислот, которые также встречаются в описании, рассчитанные в результате деления процентного отношения насыщенных жирных кислот на процентные отношения линолевой или олеиновой кислот. Как уже отмечалось выше, конкретный уровень содержания олеиновой кислоты, линолевой кислоты и насыщенных жирных кислот зависит от температуры в процессе развития семян. Если не указано обратного, приведенные значения содержания насыщенных жирных кислот соответствуют сафлору, выращенному в Монтане при средней температуре около примерно 70^оФ (около 21^оС) на стадии развития или получения семян. В том смысле, в котором это выражение употребляется в данном описании, "например 70^оФ" относится к средним температурам, отличающимся от 70^oФ на величину в пределах плюс или минус 2^оФ.

Предлагаемое изобретение соответствует низкому содержанию насыщенных жирных кислот в масле. Содержание жирных кислот в виде отношения к содержанию олеиновой кислоты выражается как общий вес двух насыщенных жирных кислот, деленный на вес олеиновой кислоты. Измерение соотношения производится для экстрагированных жирных кислот, однако можно использовать и само масло вследствие незначительной разницы в весе масла и весе жирных кислот.

Соотношение количеств насыщенных жирных кислот к олеиновой кислоте таким образом предпочтительно составляет менее примерно 0,08, более предпочтительно менее примерно 0, 07 и наиболее предпочтительно менее примерно 0,06.

С точки зрения предлагаемого изобретения термины "разновидность", "культура" и "линия" используются в качестве синонимов для обозначения однородной по характеристикам группы растений, для которой существуют лишь относительно небольшие изменения в пределах группы, причем подобные изменения могут быть охарактеризованы. Уменьшение изменений в пределах группы обычно (хотя не только) является результатом нескольких поколений самоопыления или самовоспроизводства. Разновидность рассматривается как настоящий материал для скрещивания по конкретному свойству в случае, когда она является генетически гомозиготной по данному свойству до такой степени, что когда указанная разновидность самоопыляется, то у потомства не наблюдается сколь-нибудь значительного разделения по данному виду свойств.

Сафлор главным образом самоопыляется, хотя возможно в некоторой степени и перекрестное опыление посредством насекомых, прежде всего пчел. Пыльца сафлоpа слишком тяжела для перекрестного опыления посредством ветра. Следовательно, в засушливых регионах, таких как Монтана, вероятность перекрестного опыления невелика вследствие низкой заселенности местности пчелами. Скрещивание сафлора, описанное в предлагаемом изобретении, осуществляют с использованием обычных способов с целью получения описанных и заявленных согласно предлагаемому изобретению разновидностей с высоким содержанием олеиновой кислоты и линолевой кислоты.

Сафлор согласно предлагаемому изобретению проявляет воспроизводимое свойство давать высокое содержание олеиновой кислоты или свойство давать высокое содержание линолевой кислоты и, напротив, свойство давать низкое содержание насыщенных кислот по сравнению с фенотипическими свойствами обычных разновидностей, что является значительным преимуществом при его промышленном использовании. Напротив, исходный материал для скрещивания дает семена, имеющие либо низкое содержание олеиновой кислоты, или более низкое содержание линолевой кислоты и, напротив, более высокое содержание насыщенных кислот по сравнению с фенотипическими свойствами обычных разновидностей. Согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения получают семена сафлора, содержащие свыше 80% предпочтительно более 83,4% и до 90% олеиновой кислоты в случае, когда их получают при средней температуре развития 70^оФ (около 21^оС). Согласно другому варианту предлагаемого изобретения получают семена сафлора, содержащие свыше 80% предпочтительно более 83,0% и наиболее предпочтительно более 86,0 и до 91% линолевой кислоты в случае, когда их получают при средней температуре развития около 70^оФ (около 21^оС).

С целью получения разновидностей сафлора согласно предлагаемому изобретению проводится широкая программа скрещивания и селекции, согласно которой используют большое количество разновидностей предков для достижения трансгрессивного разделения. С целью накопления всех второстепенных генов, отвечающих за различные свойства, необходимо поддерживать низкое давление отбора. В соответствии с программой скрещивания используют разновидности, обладающие основным геном о1 (в случае высокого содержания олеиновой кислоты) или геном 01 (в случае высокого содержания линолевой кислоты) и осуществляют многочисленные процессы скрещивания для накопления второстепенных предпочтительных генов в один генотип. В данной программе можно использовать любой генотип, соответствующий желаемым характеристикам. Получаемые промежуточные линии не подвергают скрещиванию с каким-либо исходным материалом для скрещивания. Генотипы затем анализируют и отбирают на предмет желаемого специфического содержания олеиновой или линолевой кислоты.

Эта общая процедура скрещивания привлекает внимание к изменениям состава жирных кислот и других желаемых свойств, обусловленных генами, имеющими незначительное влияние на указанные свойства. С 1973 г. производилось ежегодное скрещивание с целью выбора по принципу трансгрессивного отбора сильных линий с желаемыми свойствами, включая качество масла, устойчивость по отношению к таким заболеваниям, как поражение листьев Alternaria, бактериальное заражение культурой Pseudomonas, содержание масла, засухоустойчивость, а также других свойств, повышающих качество культуры. Ежегодно производился отбор по экспрессируемым свойствам или характеристикам. Примерно 50% материала для скрещивания из каждого цикла селекции сохраняли для взаимного скрещивания на следующем цикле селекции и скрещивания. При подобной методике происходит включение генов, обладающих незначительным воздействием на желаемые свойства, такие как состав жирных кислот, сопротивляемость заболеваниям, засухоустойчивость и др. в непрерывно улучшающуюся гермоплазму.

Вновь полученные культуры с дополнительными предпочтительными генами вводят в основу гермоплазмы посредством взаимного скрещивания с сильными линиями скрещивания. За период с 1973 по 1982 г. производилась селекция с целью увеличения содержания масла в семенах, усиления таких свойств, как устойчивость по отношению к таким заболеваниям, как поражение листьев Alternaria, бактериальное заражение культурой Pseudomonas, поражение Sclerotina, увеличения способности к довсходовой сохранности семян, повышения засухоустойчивости и сохранения прочих экспрессированных желательных свойств. Так, например, содержание масла в материале для скрещивания увеличивалось на примере 1% ежегодно, что дало приращение с 33 до 42% за период с 1974 по 1982 г. Селекция с целью улучшения состава в отношении содержания либо олеиновой, либо линолевой кислоты начата в 1985 г. Селекция по трансгрессивному разделению сильных линий в отношении содержания либо олеиновой, либо линолевой кислоты проводится с 1985 г. Получены типы масел с более низким содержанием насыщенных жирных кислот при соответственно более высоком содержании олеиновой или линолевой кислоты по сравнению с ранее имевшимися типами масел.

Из группы в 6000 результатов скрещиваний, осуществленных в 1985 г. отобраны 302 верхних линий. Линии 1985 г. давали от примерно 70,9% до 80,8% олеиновой кислоты в семенах. Содержание линолевой кислоты находилось в пределах от 12,4 до 22,1% а содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 4,7 до 6,8% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и олеиновой кислоты находилось в пределах от 0,059 до 0,088, а для двух линий оно равнялось 0,093 и 0,095. Только для одной из указанных 302 линий это содержание превышало 80%
Указанные 302 линии подвергали самоопылению в 1986 г. и проводили анализ семян на содержание олеиновой кислоты. После сезона 1986 г. отобрано всего 215 линий, которые девали семена с содержанием олеиновой кислоты более 80% Диапазон содержаний олеиновой кислоты в указанных линиях составил от 80 до 84,7% Содержание линолевой кислоты находилось в пределах от 8,4 до 13,6% а содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 3,9 до 7,5% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и олеиновой кислоты находилось в пределах от 0,047 до 0,086, а для одной из линий оно равнялось 0,093. 24 из указанных линий давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 83%
Указанные 215 линий подвергали самоопылению в 1987 г. и проводили анализ семян на содержание олеиновой кислоты. После сезона 1987 г. отобрано всего 303 линии, которые давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 80% Диапазон содержаний олеиновой кислоты в указанных линиях составлял от 81,9 до 85,9% Содержание линолевой кислоты находилось в пределах от 7,2 до 11,8% а содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 3,7 до 6,2% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и олеиновой кислоты находилось в пределах от 0,044 до 0,076, для одной из линий оно равнялось 0,093. 48 из указанных линий давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 84%
Указанные 303 линии подвергали самоопылению в 1988 г. и проводили анализ семян на содержание олеиновой кислоты.

После сезона 1988 г. отобрано всего 352 линии, которые давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 80% Диапазон содержаний олеиновой кислоты в указанных линиях составлял от 83,4 до 86,1% Содержание линолевой кислоты находилось в пределах от 7,4 до 10,4% а содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 4,7 до 5,8% причем для 6 линий оно доходило до 6,5% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и олеиновой кислоты находилось в пределах от 0,055 до 0,070, а для трех из линий оно доходило до 0,075. 22 из указанных линий давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 85%
Указанные 352 линии подвергали самоопылению в 1989 г. и проводили анализ семян на содержание олеиновой кислоты. Наблюдались незначительные изменения в содержании олеиновой кислоты по сравнению с предками, для некоторых из линий это содержание доходило до 87% С целью увеличения содержания олеиновой кислоты до более чем 87% и до 90% полученные ранее линии подвергались взаимному скрещиванию с получением новых линий. Указанные новые линии давали семена с содержанием олеиновой кислоты до 90%
Разновидности сафлора, полученные в соответствии с предлагаемым изобретением, сохраняют общие характеристики промышленных разновидностей сафлора. Некоторые из этих характеристик будут обсуждены более детально впоследствии.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют изобретение, не ограничивая при этом его пределов, приведенных в формуле изобретения.

П р и м е р 1. Определение содержания жирных кислот.

Состав жирных кислот в семенах сафлора, полученных в результате программы скрещивания, определяют методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) в соответствии со способом, описанным Ф.У.Хаугеном и В.Бодо, I. Am. Oil Chem. Soc, 50, 230 (1973) и Дж. К.Дауном и П.Б.Мазуром, I. Am. Oil. Chem. Soc, 60, 1751 (1983) и, методикой, разработанной Д.И. Мак-Грегором для рапса и горчицы в Канадской научно-исследовательской сельскохозяйственной станции Саскатун, штат Саскатчеван, Канада.

а) Анализ образцов в 12 г.

Образцы семян сафлора в 12 г сушат при 45-50^оС в течение по меньшей мере 5 ч. Затем образцы измельчают в присутствии 40 мл гексана посредством гомогенизатора для тканей в течение примерно 45-60 с. Содержимое гомогенизатора накрывают и дают ему осесть в течение примерно 15 мин. Аликвоту в 0,5 мл переносят пипеткой в стеклянную пробирку 13 х 100 мм. В эту же пробирку добавляют сначала 0,5 мл бензола, затем 2 мл метилата натрия в метаноле (концентрация 2 г метилата натрия в 100 мл метанола). Пробирку закрывают и оставляют на 10 мин. После выдерживания в пробирку добавляют 3 капли бромфенолового синего в этаноле, а затем несколько капель 1 н. соляной кислоты до перехода синего цвета раствора в желтый. Затем избыток соляной кислоты нейтрализуют 1 н. раствором карбоната натрия до тех пор, пока последняя капля не вернет раствору синий цвет. После этого добавляют деионизированную воду с целью обеспечения полного разделения на две фазы. Примерно 1 мл верхней фазы помещают в ампулу с крышкой и анализируют методом ГЖХ.

б) Анализ 1-5 образцов семян.

Отдельные семена разрезают пополам лезвием бритвы, половинки семян помещают в стеклянную пробирку с небольшим количеством гексана (примерно 1-2 мл). Кусочки затем переводят в пульпу и перемешивают в течение примерно 30 с стеклянным стержнем и дают смеси осесть в закрытой пробкой пробирке в течение 15 мин. Затем образец экстракта в гексане (0,5 мл) обрабатывают согласно описанному выше способу. Анализ содержания жирных кислот в половине семени позволяет сохранить вторую половину для дальнейшего скрещивания.

в) Газожидкостная хроматография.

Анализ методом ГЖХ проводят с использованием хроматографа "Хьюлетт-Паккард" модель 5890, оборудованного пламенно-ионизационным детектором и интегратором "Хьюлетт-Паккард" модель 3392. В качестве колонки применяют закрытую капиллярную колонку "Джей энд Ви Сайентифик" с покрытием ДВ-225⁺ (толщина покрытия 0,25 мкм, размеры колонки 15 м х 0,318 мм, номер по каталогу 1232212), условия проведения ГЖХ-анализа соответствуют темпетратуре ввода 225^оС и температуре детектора 300^оС. Скорость потока гелия в колонке 1,6 мл/мин. Хроматографический анализ проводится при программировании температуры, исходная температура равняется 170^оС при продолжительности ее действия 2 мин. Затем температуру увеличивают до 190^оС со скоростью 3^оС/мин, после чего выдерживают ее при 190^оС в течение 1,5 мин. Температуру колонки затем поднимают до 220^оС со скоростью 2^оС/мин, выдерживают ее при 220^оС в течение 3 мин, по истечении указанного времени хроматографирование завершается, и колонка готова к следующему анализу.

П р и м е р 2. Характеризация родительских линий (линий предков). Ниже приводится описание нескольких родительских линий сафлора, используемых при осуществлении программы скрещивания. Можно использовать любой родительский материал, если только он удовлетворяет приведенным выше требованиям, а именно если имеет место наличие желаемых свойств, таких как содержание масла, способность противостоять заболеваниям и т.п. Указанные родительские материалы могут быть с легкостью получены из общественных организаций или могут быть приобретены коммерческим путем.

Разновидность сафлора "Фиро" разработанная Экспериментальной сельскохозяйственной станцией штата Аризона (ЭСА) и Научно-исследовательским сельскохозяйственным центром Министерства сельского хозяйства США (НСЦ-МСХ США), появилась в 1965 г, она имеет генотип 0101, продуцирующий семена с высоким содержанием линолевой кислоты.

Разновидность "Сидней, селекция 87-14-6" представляет собой результат селекции 1965 г, обладающей способностью противостоять заболеванию, вызываемому Alternaria, она получена из общего урожая 1964 г. 555 различных разновидностей сафлора, взятых из мировой коллекции 1960 г.

Разновидность "79АZ 9543-1" представляет собой экспериментальную линию сафлора с белыми цветами, полученную в 1980 г. Экспериментальной сельскохозяйственной станцией штата Аризона.

Разновидность "S-304" разработана фирмой "Сидтек Интернейшнл" Вудлэнд, Калифорния и имеет генотип o1'o1', который обеспечивает получение масла с примерно равными содержаниями линолевой и олеиновой кислот, причем на относительное количество каждой из жирных кислот значительное влияние оказывает температура выращивания культуры.

Разновидность "S-208" разработана фирмой "Сидтек Интернейшнл", Вудлэнд, Калифорния и представляет собой обычную разновидность с белыми семенами, которая имеет генотип 0101, который обеспечивает получение масла с высоким содержанием линолевой кислоты. Отдельные растения этой разновидности с белыми цветами использовались в качестве одной из родительских линий.

Разновидность "UC-1" разработана на Экспериментальной сельскохозяйственной станцией штата Калифорния и представляет собой первый промышленный образец культуры с генотипом o1o1, который дает семена с более высоким содержанием олеиновой кислоты.

"Олеик Лид" представляет собой культуру с высоким содержанием олеиновой кислоты, разработанную в 1974 г. Экспериментальной сельскохозяйственной станцией штата Калифорния и Научно-исследовательским сельскохозяйственным центром Министерства сельского хозяйства США (НСЦ-МСХ США). Ген o1o1, способствующий получению олеиновой кислоты, получают из разновидности UC-1 путем скрещивания ее с разновидностью "Лид" и двукратным обратным скрещиванием с "Лид".

Разновидность "Th-1" представляет собой родительскую линию, разработанную Экспериментальной сельскохозяйственной станцией штата Юта и Научно-исследовательским сельскохозяйственным центром министерства сельского хозяйства США в 1970 г, обеспечивающую пару генов thth, которые дают уменьшенный околоплодник. Линию используют в качестве материнского предка в программе гибридизации.

Разновидность "Carthamus nitidus" представляет собой вид, тесно связанный с С.tinctorius L. с 12 парами хромосом.

Разновидность "o141-1" представляет собой результат селекции в виде индивидуальных растений с уменьшенным количеством шелухи или с частичным покрытием шелухой, со значением иодного числа 141, полученную от А.Л.Юри в 1974 г. Эти растения получены из линии, происходящей от результата разделения линолевого гена 01 и олеинового гена o1.

Разновидность "US-10" разработана Экспериментальной сельскохозяйственной станцией штата Калифорния и Научно-исследовательским сельскохозяйственным центром Министерства сельского хозяйства США в 1959 г, и имеет генотип 0101, дающий семена с высоким содержанием линолевой кислоты. Индивидуальные растения этой разновидности с белыми цветами используют в качестве одной из родительских линий.

Примеры 3-8 иллюстрируют разработку разновидностей с высоким содержанием олеиновой кислоты.

П р и м е р 3. Программа скрещивания 1985 г. и ее результаты.

302 высшие линии с точки зрения продуцирования олеиновой кислоты выбирают из группы в 6000 скрещиваний, осуществленных в 1985 г. Линии 1985 г. продуцируют от примерно 70,9 до 80,8% олеиновой кислоты в семенах. Содержание линолевой кислоты находится в пределах от 12,4 до 22,1% а содержание насыщенных кислот в пределах от 4,7 до 6,8% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и олеиновой кислоты находилось в пределах от 0,059 до 0,088. Только одна из 302 линий давала содержание более 80% Средние температуры июля и августа составляют соответственно 71,4^оФ (22^оС) и 66,3^оФ (19^оС).

П р и м е р 4. Программа скрещивания 1986 г. и ее результаты.

Указанные 302 линии подвергали самоопылению в 1986 г. и проводили анализ семян на содержание олеиновой кислоты. После сезона 1986 г. отобрано всего 215 линий, которые давали семена с содержимой олеиновой кислоты более 80% Диапазон содержаний олеиновой кислоты в указанных линиях составлял от 80 до 84,7% Содержание линолевой кислоты находилось в пределах от 8,4 до 13, 6% а содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 3,9 до 7,5% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и олеиновой кислоты находилось в пределах от 0,047 до 0,086, а для одной из линий оно равнялось 0,093. 24 из указанных линий давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 83% Средние температуры июля и августа составляют соответственно 68,9^оФ (20,5^о С) и 68,0^оФ (20^оС).

П р и м е р 5. Программа скрещивания 1987 г. и ее результаты.

Указанные 215 линий подвергали самоопылению в 1987 г. и проводили анализ семян на содержание олеиновой кислоты. После сезона 1987 г отобрано всего 303 линии, которые давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 80% Диапазон содержаний олеиновой кислоты в указанных линиях составлял от 81,9 до 85,9% Содержание линолевой кислоты находилось в пределах от 7,2 до 11,8% а содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 3,7 до 6,2% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и олеиновой кислоты находилось в пределах от 0,044 до 0,076, для одной из линий оно равнялось 0,093. 48 из указанных линий давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 84% Средние температуры июля и августа составляют соответственно 71,3^оФ (22^оС) и 66,0^оФ (19^оС).

П р и м е р 6. Программа скрещивания 1988 г. и ее результаты.

Указанные 303 линии подвергали самоопылению в 1988 г. и проводили анализ семян на содержание олеиновой кислоты. После сезона 1988 г. отобрано всего 352 линии, которые давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 80% Диапазон содержаний олеиновой кислоты в указанных линиях составлял от 83,4 до 86,1% Содержание линолевой кислоты находилось в пределах от 7,4 до 10,4% а содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 4,7 до 5,8% причем для 6 линий оно доходило до 6,5% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и олеиновой кислоты находилось в пределах от 0,055 до 0,070, а для трех из линий оно доходило до 0,075. 22 из указанных линий давали семена с содержанием олеиновой кислоты более 85% Средние температуры июля и августа составляют соответственно 73,7^оФ (23^оС) и 70,6^оФ (21,5^оС).

Указанные 352 линии подвергали самоопылению в 1989 г и проводили анализ семян на содержание олеиновой кислоты. Наблюдались незначительные изменения в содержании олеиновой кислоты по сравнению с предками, для некоторых из линий это содержание доходило до 87% Средние температуры июля и августа составляли соответственно 75,6 и 70,8^оФ (24 и 21,5^оС). С целью увеличения содержания олеиновой кислоты и до более чем 87% и до 90% полученные ранее линии подвергались взаимному скрещиванию с получением новых линий. Указанные новые линии давали семена с содержанием олеиновой кислоты до 90%
П ри м е р 7. Однородность получаемого масла.

Некоторые линии специально выращивались в 1985-1988 г. с целью иллюстрации стабильности и неизменности свойства давать высокое содержание олеиновой кислоты. Указанные линии ежегодно выращивали, собирали семена и анализировали их. Полученные результаты приведены в табл.3.

П р и м е р 8. Последовательность скрещивания сафлора разновидности "Монтола-2000".

Разновидность "Монтола-2000" получают в результате селекции индивидуальных растений F 6, полученных в результате скрещивания 1982 г женского предка, полученного в результате неоднократных скрещиваний "Фиро" ("Сидней", селекция 87-14-6///79-AZ-9543-1)[S-304/(белый US-10/US-1//"Олеик Лид", S-208//CUC-1/(белый US-10/UC-1//"Олеик Лид"/, белый S-208/[Th-5/ C.hitidus//о141-1] с мужским предком, полученным в результате неоднократных скрещиваний белого US-10/UC-1//[S-304/US-10/UC-1// "Олеик Лид"/, белый S-208. При начальном скрещивании разновидности US-10/UC-1 с белыми цветами и Th-5/ C. hitidus проделано всего 19 скрещиваний. Отбор индивидуальных растений проводился для поколений F2, F3, F4, F5 и F6. Определение содержания жирных кислот проводилось в семенах поколений F6, F7 и F8 с целью проверки того факта, что в гибридных культурах поддерживается низкое содержание насыщенных кислот и очень высокое содержание олеиновой кислоты (более 80%).

Скрещивания проводились по следующей схеме:
Женский предок:
Скрещивание 1-"Фиро" х"Сидней", селекция 87-14-6 (А)
белый US-10 x UC-1 (В)
Th-5 [ C.hitidus (C)
Скрещивание 2 Потомок (В) х "Олеик Лид" (D)
Потомок (С) х о141-1 (Е)
Скрещивание 3 Потомок (D) х S-304 (F)
Потомок (D) x UC-1 (G)
Скрещивание 6 Потомок (G) х(Е) потомок (Н)
Скрещивание 10 Потомок (F) x (H) потомок (I)
Скрещивание 11 79-AZ-9543-1 x (I) потомок (J).

Скрещивание 13 Потомок (А) х потомок (J) (женский предок).

Мужской предок:
Скрещивание 1-US-10 x UC-1 (K)
Скрещивание 2 Потомок (К) х "Олеик Лид" (Л)
Скрещивание 3 Потомок (Л) х S-304 (М)
Скрещивание 4 белый US-10 x UC-1 (N)
Скрещивание 5 Потомок (N) х потомок (М) (мужской предок)
Ниже приводится объективное описание разновидности "Монтола-2000" в соответствии с характеристиками, необходимыми для практического применения культуры.

Срок созревания 120 сут. (средне-восточная зона).

Высота зрелых растений 43 см.

Окраска цветов желтая (у свежих цветов), слегка оранжевая у основания (у увядших).

Колючки на оберточных прицветниках имеются на верхушке и по краям, длина 2,2 мм, число 15, индекс колючести 33 (класс 2= 21-40)
Головки диаметр основной головки 25 мм, 1-10% семян раскрываются.

Семена белые/белые с пятнами (4/100), обычной формы, ширина 4 мм, длина 7 мм, вес 1000 семян 34 г.

Гибридная сила 8 узлов, расстояние от поверхности почвы до верхушки 21 см.

Холодоустойчивость розетки: -5^оС, прорастание: 0^оС, цветение: 5^оС.

Заболевания средняя подверженность поражению Alternaria (точечное поражение листьев и загнивание почек).

Содержание протеина 23,0% масла 44,0% йода 84% насыщенных кислот 5,5% олеиновой кислоты 81,7% линолевой кислоты 11,4%
Содержание жирных кислот в разновидности "Монтола-2000" проверяли в 1978, 1988 и 1989 гг.

Разновидность "Монтола-2000" сравнивали с некоторыми другими разновидностями", обычно произрастающими в Монтане и Северной Дакоте. Полученные результаты приведены в табл.4-14.

Всего 2500 семян разновидности "Монтола-2000" с высоким содержанием олеиновой кислоты помещено в Коллекцию культур США в Роквилле, Мэриленд. Данной единице хранения присвоен номер 40751. Одновременно подана заявка на патент, защищающий разновидность растений.

Всего 2500 семян с высоким содержанием линолевой кислоты помещено в Коллекцию культур США и получила обозначение "Морлин".

Примеры 9-11 иллюстрируют получение разновидностей с высоким содержанием линолевой кислоты.

П р и м е р 9. Программа скрещивания 1985 г. и ее результаты.

316 высших линий с точки зрения продуцирования линолевой кислоты выбирают из группы в 6000 скрещиваний, осуществленных в 1985 г. Линии 1985 г продуцируют от примерно 83,2 до 89,2% линолевой кислоты в семенах. Содержание олеиновой кислоты находится в пределах от 3,9 до 8,8% а содержание насыщенных кислот в пределах от 4,7 до 8,0% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и линолевой кислоты находилось в пределах от 0,063 до 0,096. Средние температуры июля и августа составляют соответственно 71,4^оФ (22^оС) и 66,3^оФ (19^оС).

П р и м е р 10. Программа скрещивания 1987 г. и ее результаты.

Полученные ранее линии в 1987 г подвергались самоопылению, а семена анализировали на содержание линолевой кислоты. Всего после сезона 1987 г отобрано 294 линии, которые давали семена с содержанием линолевой кислоты более 80% Диапазон содержаний линолевой кислоты в указанных линиях составлял от 86,0 до 89,1% Содержание олеиновой кислоты находилось в пределах от 3,9 до 8,0% а содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 4,7 до 7,2% а для одной из линий 7,6% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и линолевой кислоты находилось в пределах от 0,054 до 0,084. Средние температуры июля и августа составляют соответственно 71,3^оФ и 66,0^оФ.

П р и м е р 11. Программа скрещивания 1988 г. и ее результаты.

Указанные 294 линии в 1988 г, подвергались самоопылению, а семена анализировали на содержание линолевой кислоты. Всего после сезона 1988 г. отобрано 300 линий, которые давали семена с содержанием линолевой кислоты более 80% Диапазон содержаний линолевой кислоты в указанных линиях составлял от 83,0 до 90,4% Содержание олеиновой кислоты находилось в пределах от 3,3 до 12,4% содержание насыщенных кислот соответствовало пределам от 5,1 до 8,3% Соотношение количеств насыщенных жирных кислот и линолевой кислоты находилось в пределах от 0,056 до 0,099. Средние температуры июля и августа составляют соответственно 73,7^оФ (23^оС) и 70,6^оФ (21,5^оС).

Семена сафлора согласно предлагаемому изобретению могут подвергаться промышленной переработке посредством перемалывания до стандартного размера для получения масла. Полученную композицию затем варят в закрытом реакторе при 130^оС в течение 1 ч. После этого проводят в течение 4 ч экстракцию в экстракторе Бутта с использованием технического гексана в качестве растворителя. Обработанную гексаном композицию затем вновь перемалывают и снова помещают в экстрактор еще на 4 ч, осуществляя вторую стадию экстракции в описанных выше условиях. После этого из смеси удаляют растворитель, вначале отгонкой при температуре в реакторе, равной 75^оС, а затем в роторном вакуумном испарителе при пониженном давлении 1,32 КПа (10 мм рт.ст.).

Полученное неочищенное экстрагированное масло обрабатывают раствором гидрата окиси натрия (16 по Бауму) для нейтрализации свободных жирных кислот и дополнительно добавляют 1,8% гидрата окиси натрия из расчета на общий вес масла в течение 5 мин при 65^оС и умеренном перемешивании. Фракцию тяжелых мыл отделяют центрифугированием. Остаточные мыла и примеси удаляют промывкой примерно 15%-ным объемом воды в течение 5 мин при 90^оС, после чего осуществляют осветление прозрачного масла, полученного центрифугированием с 1 мас. активированной земли при давлении от 1,3 до 2,6 КПа и температуре 95^оС в течение 10 мин. Активированную землю отделяют фильтрованием с отсосом.

Определения значения АОМ проводят в соответствии с методикой Американского общества химиков-специалистов по маслам (AOCS) под номером CD-12-57. Содержание АОМ в маслах из сафлора с высоким содержанием олеиновой кислоты составляет по меньшей мере примерно 60 ч, предпочтительно по меньшей мере 70 ч и наиболее предпочтительно более 80 ч в отсутствии антиоксиданта.

При использовании антиоксиданта значения АОМ становятся даже еще больше.

Масло сафлора может быть идентифицировано по единственному стеролу. Растения сафлора содержат дельта-7-стигмастерол, который очевидно не содержится в других растениях. Растения сафлора согласно предлагаемого изобретению также уникальны в отношении их способности к фиксации азота из удобрений при использовании их в количестве, меньшем по сравнению с другими видами растений. Таким образом, сафлор можно выращивать на ранее удробрявшихся полях и использовать нитраты при меньшем их содержании в почве. При этом не только достигается более высокая эффективность использования удобрений, но и уменьшается загрязнение грунтовой воды нитратами.

Хотя и изобретение детально изложено в данном описании в предпочтительном варианте, следует понимать, что это описание приводится в иллюстративных целях, а не для ограничения его пределов, очевидно, что различные его модификации могут быть легко осуществлены специалистами в данной области, не выходя за пределы смысла изобретения в приводимой ниже его формуле.

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к масложировой и касается получения масла из семян сафлора. Сущность изобретения: масло из семян сафлора содержит олеиновую кислоту или линолевую кислоту в количестве от 80 до 91%, а отношение насыщенных жирных кислот к олеиновой кислоте или линолевой кислоте составляет не более 0,1, а получено оно из семян, выращенных при температуре около 21^oС, причем в качестве семян использованы семена линии "монтола - 2000" или семена линии "89В7448 - 1", при этом масло может быть осветлено или дезодорировано, или не содержит свободных жирных кислот. 15 з. п. ф-лы, 14 табл.

Формула