Związki biologicznie aktywne w oleju nasion rzepaku i gorczycy białej

Transkrypt

1 Związki biologicznie aktywne w oleju nasion rzepaku i gorczycy białej Teresa Cegielska-Taras Iwona Bartkowiak-Broda 1 Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin Państwowy Instytut Badawczy Oddział w Poznaniu

2 Spożycie tłuszczów wg bilansów w kg na 1 mieszkańca Rok Tłuszcze ogółem Tłuszcze zwierzęce Tłuszcze roślinne ,3 11,3 18, ,8 10,7 20, ,0 10,1 21, ,7 9,7 23, ,5 10,1 23,4

3 Lipofilne składniki olejów roślinnych Tokoferole działanie antyoksydacyjne - wymiatacze wolnych rodników Fitosterole obniżające poziom cholesterolu Karotenoidy funkcje w gałce ocznej i skórze

4 Cel prowadzonych badań Poszukiwanie zmienności genetycznej zawartości związków bioaktywnych, tokoferoli i fitosteroli, w oleju linii DH rzepaku ozimego oraz analiza tych związków w ustabilizowanych liniach gorczycy białej podwójnie ulepszonej.

5 Zawartość tokoferoli (mg/kg oleju) w olejach roślinnych α-t β-t γ-t δ-t Palma oleista Soja Kukurydza Słonecznik Rzepak Gunstone i in. The Lipid Handbook 1994.

6 Aktywność witaminowa tokoferoli: Mińkowski i in Żywność. Nauka. Technologia. Jakość. α-t, β-t 30 35% γ-t 10 20% δ-t 1% Przeciwutleniająca aktywność homologicznych tokoferoli in vivo α-t > β-t > γ-t > δ-t Utrata tokoferoli po poszczególnych etapach procesu rafinacji fizycznej oleju rzepakowego Kreps Eur. J. Lipid Sci. Technol. odśluzowanie 8,0% odbarwianie 15,0 17,4% deodoryzacja 20,2 27,1%

7 Rzepak ozimy DH H 2 26 DH Z114 Populacja H Z (czarne żółte) - 27 linii DH Populacja Z H (żółte czarne) - 36 linii DH

8 Zawartość tłuszczu (%) w dwóch populacjach linii DH rzepaku ozimego oraz liniach rodzicielskich Populacja H Z (czarne żółte) Populacja Z H (żółte czarne) Liczba linii DH Minimum Maksimum Współczynnik zmienności 27 44,1 51,2 4, ,8 50,9 4,7 Linie rodzicielskie Zawartość tłuszczu DH H 2 26 c zarne nasiona 49,4 DH Z 114 żółte nasiona 44,4

9 Zawartość tokoferoli i plastochromanolu-8 w oleju nasion dwóch populacji linii DH oraz linii rodzicielskich rzepaku ozimego (mg/kg) a - T b - T g - T d - T S uma to k o f erol i a - T / g - T PC populacja HZ (czarne żółte) 27 linii DH Minimum 202 0, , ,66 4 9, 8 Ma ks imum 267 2, , ,09 8 7, 5 Współczynnik zmienności (%) 8, 15 34, 19 8,37 17, 9 5, 76 11, 9 14,0 8 Minimum , , ,66 4 8, 4 Ma ks imum 296 4, , ,08 98,0 Współczynnik zmienności (%) populacja ZH (żółte czarne) 36 linii DH 9, 56 52, 27 7,68 17, 32 6, 08 12, 30 15, 72 linie rodzicielskie DH H 2 26 czarne nasiona 236 1, , , , 3 DH Z114 żółte nasiona 283 1, , , , 4

10 Zawartość fitosteroli (mg/kg oleju) w olejach roślinnych Suma fitosteroli Kukurydza 8,09 15,57 Rzepak 5,13 9,79 Słonecznik 3,74 7,25 Bawełna 4,31 5,39 Soja 2,29 4,59 Oliwki 1,41 1,50 Gorczyca biała* 2,47 17,46 * badania własne Piironen i in. Journal of Sci Food i Agr

11 Zawartość fitosteroli w oleju nasion dwóch populacji linii DH i form rodzicielskich rzepaku ozimego Brassicasterol K ampesterol Stigmasterol β - Sitosterol Avenast erol S uma fi tosterol i m g kg - 1 % s umy m g kg - 1 % s umy m g kg - 1 % s umy m g kg - 1 % s umy m g kg - 1 % s umy m g kg - 1 populacja HZ (czarne żółte) 27 linii DH Minim um 426, 0 12, 8 762, 2 25, 8 6, 2 0, , 8 51, 4 23, 6 0, , 0 Maksimum 678,3 16,5 1332,4 34,2 126,9 3,3 2144, 9 52, 1 145, 7 3, , 5 Współczynnik zmienności (%) 11,57 12,87 95,34 9, 29 37, 67 9, 6 populacja ZH (żółte czarne) 36 linii DH Minimum 357, 2 16, 9 636, 0 30, 2 0, 00 0, 0 976, 5 46, 3 34, 7 1, , 7 Maksimum 593,1 15,5 1364,6 32,6 105,8 3,2 2148, 2 52, 3 169, 6 4, , 5 Współczynnik zmienności (%) 12,13 16,20 75,51 13, 31 37, 21 12, 83 linie rodzicielskie DH H 2 26 czarne nasiona DH Z 114 żółte nasiona 498,6 13,8 1184,8 32,7 48,6 1,3 1805, 7 49, 8 85, 9 2, , 6 529,0 15,5 881,7 25,8 9,3 0,3 1930, 3 56, 5 67, 3 2, , 7

12 Zawartość tokoferoli i fitosteroli w liniach DH w populacji Z H rozmieszczenie w układzie dwóch pierwszych składowych głównych

13 Zawartość tokoferoli i fitosteroli w liniach DH w populacji H Z rozmieszczenie w układzie dwóch pierwszych składowych głównych

14 Gorczyca biała Prace nad ulepszaniem cech jakościowych nasion gorczycy białej prowadzone są w IHAR od ponad 30 lat rejestracja bezerukowej odmiany Bamberka 2011 r. rejestracja podwójnie ulepszonej odmiany Warta: zawartość kwasu erukowego w oleju z nasion poniżej 1,5% brak sinalbiny głównego glukozynolanu gorczycy białej bardzo niska zawartością pozostałych glukozynolanów (poniżej 15 mm/g nasion). Obecnie celem badań jest wyselekcjonowanie podwójnie ulepszonej odmiany o wysokiej zawartości związków biologicznie aktywnych w oleju.

15

16 Ulepszone odmiany gorczycy białej znajdują zastosowanie jako: źródło oleju spożywczego w technologii produkcji biopaliw źródło paszy wysokobiałkowej roślina poplonowa i fitosanitarna

17 Wykorzystanie śruty z nasion odmiany gorczycy białej Warta ( 00 ) Nasiona mogą być skarmiane bez odtłuszczania. Dzięki niższej zawartości tłuszczu cechują się korzystniejszym stosunkiem białka do energii w porównaniu z nasionami rzepaku Śruta poekstrakcyjna jest bogata w białko bardzo zbliżone składem aminokwasowym do białka zwierzęcego W odróżnieniu od śruty rzepakowej ma jasną barwę i niższą zawartość włókna pokarmowego Zmielone i dezaktywowane termicznie nasiona mogą być używane jako dodatek białkowy do produktów mięsnych

18 Właściwości fitosanitarne odmian gorczycy białej Bamberka i Warta Odmiany cenne w zmianowaniu ze względu na dobre właściwości zmniejszające liczebność populacji mątwika burakowego (Heterodera schachti Schmidt) Uprawiana jako poplon spełnia rolę rośliny fitosanitarnej zmniejsza niebezpieczeństwo występowania chorób i szkodników zagrażających roślinom kłosowym 18

19 Porównanie zawartości fitosteroli w gorczycy białej w dwóch latach badań [µg/g tłuszczu] Brassikasterol Kampesterol Kampestanol Sitosterol Średnia (n=144) 389,1 374,1 2096,2 2117,1 313,6 369,3 3535,7 3937,2 Maksimum 627,3 531,5 3856,0 3041,1 742,0 757,8 6857,0 6048,2 Minimum 133,4 178,5 557,3 1232,9 24,2 192,8 1120,9 2188,5 Współczynnik zmienności 27,1 21,4 32,9 21,3 36,5 28,6 33,9 26,8 Współczynnik korelacji pomiędzy latami 0,25** 0,21* 0,41** 0,13

20 Porównanie zawartości fitosteroli w gorczycy białej w dwóch latach badań cd. Δ5 - Awenasterol Δ7 - Awenasterol SUMA Średnia (n=144) 508,7 633,4 88,2 122,4 7221,6 7761,0 Ma ks imum 1270,8 1432,7 243,8 320, , ,9 Minimum 80,8 323,5 0,0 33,4 2256,2 4568,3 Współczynnik zmienności (%) 40,0 32,5 51,1 48,8 30,9 23,3 Współczynnik korelacji pomiędzy latami 0,38** 0,46** 0,13

21 Zawartość luteiny w oleju nasion gorczycy białej [µg/g tłuszczu] Linia Luteina Średnia 21,5 Maksimum 327,8 Minimum 1,6 Odchylenie standardowe 32,6 Współczynnik zmienności (%) 151,4

22 Podsumowanie Oleje rzepakowy i gorczyczny, zawierające duże ilości związków biologicznie aktywnych, są produktami o wysokich walorach odżywczych, spełniających kryteria żywności funkcjonalnej. Poprzez połączenie nowoczesnej biotechnologii z klasyczną hodowlą roślin możliwe będzie wytworzenie genetycznie ulepszonych roślin uprawnych, stanowiących żywność funkcjonalną.

23 Wykonawcy: prof. dr hab. Iwona Bartkowiak-Broda prof. dr hab. Teresa Cegielska-Taras dr Laurencja Szała mgr Katarzyna Sosnowska dr Krzysztof Michalski prof. dr hab. Małgorzata Nogala-Kałucka prof. dr hab. Magdalena Rudzińska dr hab. Aleksander Siger dr Elżbieta Radziejewska-Kubzdela Badania 23 finansowane przez MRiRW w ramach Programu Wieloletniego , zadanie 2.7