FOLIA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE STETINENSIS Folia Univ. Agric. Stetin. 2007, Agric., Aliment., Pisc. Zootech. 255 (2), 129 134 Gienrich ŽOLIK, Natalia VOROBIOVA SKŁAD JAKOŚCIOWY OLEJU RZEPAKOWEGO QUALITATIVE COMPOSITION OF RAPE OIL Kafiedra Chranienija i Piererabotki Rastienijevodstva, Bielorusskaja Gosudarstvjennaja Sjelskochozjajstvjennaja Akademija Mogiljevskaja obl., ul. Mičurina 5, 213410 Gorki, Riespublika Bielorus 1 Abstract. The fat and acid composition of of rape oil was studied. It was found out that as to the content of the main fat acids the rape oil is very similar to olive oil and of high oleic sunflower hybrids but as to the linolenic acid content it surpasses them. The content of oleic acid in rape oil in different experimental variants is inversely proportional to the linolenic acid content. The same regularity was defined in palmitic and arachidic acids. When rape seeds ripen in dry and hot weather the content of oleic acid in oil increases. But when there are heavy rains and the weather is cool the content of linolenic acid goes up. Słowa kluczowe: nawożenie, rzepak, skład kwasów tłuszczowych. Key words: fatty acids composition, fertilization, raps. WSTĘP Skład chemiczny nasion roślin oleistych charakteryzuje się wyjątkową różnorodnością. Podstawowym ich składnikiem, określającym kierunek wykorzystania przemysłowego, są oleje, a w nich kwasy tłuszczowe. Kierunek wykorzystania każdego rodzaju, a nawet partii oleju roślinnego określają relacje między kwasami tłuszczowymi nasyconymi oraz mono- i polinienasyconymi, występującymi w tym oleju. Rzepak jest podstawowym surowcem olejarskim uprawianym na terenie Białorusi. Obecnie uprawiane są zarówno jego formy jare, jak i ozime. Przy ogólnej powierzchni upraw, wynoszącej powyżej 100 tys. ha, udział rzepaku jarego wynosi ponad 55%, a średni jego plon około 1,0 t ha -1. Na Białorusi nasiona rzepaku wykorzystuje się głównie do produkcji oleju spożywczego, dlatego ważnym zadaniem producentów nasion rzepaku jest uzyskanie surowca mającego optymalne dla organizmu człowieka relacje pomiędzy kwasami tłuszczowymi. Celem niniejszych badań było określenie zawartości oraz stosunków ilościowych pomiędzy kwasami tłuszczowymi w oleju rzepakowym, w zależności od dawek i terminów stosowania nawozów azotowych. MATERIAŁ I METODY Badaniom poddano olej pozyskany z nasion rzepaku jarego 00 odmiany Jawor, pochodzącej z krajowej selekcji. Zakres przeprowadzonych badań obejmował: 1 Tłumaczenie tekstu i przygotowanie do druku dr Halina Siwicka i dr Barbara Wójcik-Stopczyńska, Katedra Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiska, AR w Szczecinie.
130 G. Žolik i N. Vorobiova ustalenie składu kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego i porównanie ze składem tych olejów roślinnych, które są dokładnie zbadane; ocenę wpływu dawki i terminu nawożenia na relacje pomiędzy kwasami tłuszczowymi w oleju rzepakowym. Doświadczenie polowe przeprowadzono w latach 2000 2003 na darniowo-bielicowej glebie, lekko gliniastej, na polu doświadczalnym Białoruskiej Państwowej Akademii Rolniczej. Gleba, na której przeprowadzono doświadczenie, pod względem wskaźników agrochemicznych odpowiadała wymaganiom stawianym przy uprawie rzepaku jarego. Stosowano ogólnie przyjęte zabiegi agrotechniczne, charakterystyczne dla tej strefy klimatycznej. Przyjęto następujące warianty doświadczenia: 1. N 0 wariant kontrolny (bez nawozów azotowych), tło P 90 K 120, 2. N 60 tło + N 60 przedsiewnie, 3. N 60+30 tło + N 60 przedsiewnie i +N 30 na początku butonizacji, 4. N 90 tło + N 90 przedsiewnie, 5. N 90+30 tło + N 90 przedsiewnie i +N 30 na początku butonizacji, 6. N 90+60 tło + N 90 przedsiewnie i +N 60 na początku butonizacji, 7. N 120 tło + N 120 przedsiewnie, 8. N 120+30 tło + N 120 przedsiewnie i +N 30 na początku butonizacji, 9. N 150 tło + N 150 przedsiewnie, 10. N 180 tło + N 180 przedsiewnie. Warianty 9. i 10. badano jedynie w latach 2002 i 2003. Badania laboratoryjne nasion i oleju rzepakowego przeprowadzono w laboratorium Witebskiego Zakładu Olejarskiego. Skład i ilość kwasów tłuszczowych określano na chromatografie gazowym z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym, po ich przekształceniu w estry metylowe, zgodnie z obowiązującą normą (GOST 30089-93). WYNIKI I DYSKUSJA Wyniki badań składu kwasów tłuszczowych w oleju rzepakowym, pozyskanym z nasion pochodzących z poszczególnych wariantów doświadczenia, przedstawiono w tab.1. Stwierdzono, że z punktu widzenia fizjologii żywienia człowieka oceniany olej rzepakowy, pod względem zwartości poszczególnych kwasów tłuszczowych i stosunków między nimi, jest zbliżony do najlepszych olejów roślinnych, tj. do oliwy z oliwek oraz oleju słonecznikowego uzyskiwanego z wyselekcjonowanych mieszańców słonecznika. W oliwie z oliwek zawartość cennego mononienasyconego kwasu oleinowego wynosiła od 72 do 77% (Ščerbakov 1963; Špaar 1999), natomiast w oleju rzepakowym, pozyskanym z nasion z poszczególnych wariantów doświadczenia, jego ilość zmieniała się w przedziale 60,38 64,72% (tab. 1). Znaczenie tego kwasu polega na tym, że jego obecność w spożywanych artykułach żywnościowych zmniejsza możliwość powstawania trombocytów w organizmie człowieka, przeciwdziała chorobom układu sercowo-naczyniowego oraz obniża zawartość cholesterolu we krwi. Do grupy kwasów monoenowych należy też kwas erukowy, zaliczany do niepożądanych składników w żywności. W badanym oleju jego zawartość była niewielka wahała się
Skład jakościowy oleju rzepakowego 131 w przedziale 0,58 0,69%, w zależności od wariantu doświadczenia. Obecnie w Europie obowiązują ściśle przestrzegane normy dotyczące jakości nasion rzepaku, które dopuszczają zawartość kwasu erukowego wynoszącą do 2% sumy kwasów tłuszczowych. Nowa, już zatwierdzona, norma białoruska również przewiduje zawartość kwasu erukowego w oleju rzepakowym na poziomie nie wyższym niż 2% (STB 1398 2003). Tabela 1. Skład kwasów tłuszczowych w oleju rzepakowym Table 1. Composition of fatty acids in raps oil Wariant doświadczenia Variant of experiment palmitynowego palmitinic Zawartość kwasów tłuszczowych Content of fatty acids [%] arachidowego arachidic oleinowego oleic erukowgo erucic linolowego linoleic linolenowego linolenic 1. N 0 5,13 1,82 63,38 0,58 19,71 9,38 2. N 60 5,11 1,84 64,72 0,61 19,72 8,40 3. N 60+30 5,00 1,81 63,60 0,59 19,93 9,21 4. N 90 4,81 1,89 64,25 0,62 19,84 8,97 5. N 90+30 4,78 2,01 64,11 0,61 19,69 8,79 6. N 90+60 4,69 2,15 63,47 0,69 19,34 8,60 7. N 120 4,78 1,91 63,70 0,59 20,32 9,40 8. N 120+30 4,81 1,84 63,84 0,64 19,67 9,01 9. N 150 4,80 1,83 63,63 0,59 19,91 9,15 10. N 180 4,71 1,87 63,52 0,64 19,92 9,41 NIR 0,05 LSD 0,05 0,22 0,13 0,62 0,11 0,31 0,29 Jeśli chodzi o kwasy polinienasycone, których nie może syntetyzować organizm ludzki, badany olej rzepakowy zawierał 19,34 20,32% kwasu linolowego oraz 8,40 9,41% kwasu linolenowego. Zawartość tych kwasów jest więc znacznie wyższa niż w oliwie z oliwek, natomiast zbliżona do ich ilości w oleju słonecznikowym. Co prawda cenny kwas linolenowy, mający podstawowe znaczenie w tlenowej wymianie komórek nerwowych, występuje w oleju słonecznikowym w niewielkiej ilości (około 1%), ale wpływa to korzystnie na jego trwałość. Z kolei mniejsza odporność na działanie tlenu kwasu linolenowego, w porównaniu z kwasem oleinowym, jest zjawiskiem niekorzystnym, bowiem sprzyja utlenianiu olejów, co obniża ich trwałość. Olej rzepakowy jest wartościowy również ze względu na to, że zawiera nieznaczne ilości kwasów nasyconych palmitynowego (4,69 5,13%) i arachidowego (1,81 2,15%), których duże ilości występują w tłuszczach zwierzęcych. Dla porównania: w oliwie z oliwek zawartość tych kwasów wynosi 14 16%, w oleju sojowym 12 15%, a w oleju słonecznikowym 10 12% (Ščerbakov 1963; Špaar 1999). Przeprowadzone badania wykazały zmiany w składzie kwasów tłuszczowych pod wpływem zastosowanych dawek nawozów azotowych. Zwiększenie lub zmniejszenie zawartości kwasu oleinowego w poszczególnych wariantach doświadczenia było odwrotnie proporcjonalne do zawartości kwasu linolenowego. Taką samą prawidłowość stwierdzono w odniesieniu do kwasów palmitynowego i arachidowego. Najwyższą zawartość kwasu oleinowego odnotowano w wariantach N 60 64,72%, N 90 64,25% oraz N 90+30 64,11%. Najbo-
132 G. Žolik i N. Vorobiova gatsze w kwas linolenowy były nasiona z wariantów: N 120 9,40%, N 180 9,41%, N 0 9,38% oraz N 150 9,15%. Zwiększone zawartości kwasu palmitynowego stwierdzono w wariancie kontrolnym N 0 oraz w wariantach z małymi dawkami azotu. Zastosowane w badaniach własnych warianty nawożenia azotowego wpłynęły na zwartość oleju w nasionach rzepaku. Zwiększenie dawki azotu do 90 kg ha 1 sprzyjało wzrostowi zawartości oleju do 44,25% (nasiona rzepaku z wariantu kontrolnego zawierały 39,7% oleju 2 ). Dalsze zwiększanie dawki azotu (warianty N 120, N 150, N 180 ) z reguły powodowało obniżenie zawartości oleju w nasionach o 2,3 6,4%, w porównaniu z wariantem N 90. Zanotowano również istotne różnice w zawartości oleju w nasionach oraz w ilości poszczególnych kwasów tłuszczowych, w zależności od warunków pogodowych, w okresie dojrzewania nasion. Przy podwyższonej temperaturze powietrza w okresie dojrzewania nasion w latach 2001 i 2002 zawartość oleju była średnio o 2,7 3,5% niższa niż w latach 2000 i 2003, w których średnia miesięczna temperatura sierpnia była o 2,0 3,5 C niższa i w których opadów było 1,5 2,0 razy więcej. Uzyskane wyniki są zgodne z doniesieniami innych autorów (Vjereščagin 1976). Podstawową przyczyną zmniejszenia intensywności gromadzenia oleju, w warunkach podwyższonej temperatury, w okresie dojrzewania nasion jest niedostateczne ich zaopatrzenie w węglowodany (Propivšyj i in. 1984). Natomiast aktywację syntezy białkowej rozpatruje się w tych warunkach jako reakcję przystosowawczą organizmu roślinnego (Procenko i in. 1976). Przy dojrzewaniu nasion w podwyższonej temperaturze powietrza (w latach 2001 i 2002) we wszystkich wariantach doświadczenia notowano wyższe zawartości kwasu oleinowego (63,71 65,01%), w porównaniu z chłodniejszym okresem dojrzewania w latach 2000 i 2003. Zawartość kwasu linolenowego zmieniała się odwrotnie w latach 2001 i 2002 średnia jego ilość w wariantach doświadczenia była mniejsza (wynosiła 8,39 oraz 9,11%) niż w latach 2000 i 2003 (8,43 oraz 9,52%). Liczba kwasowa oleju zmieniała się w poszczególnych latach i wariantach doświadczenia w przedziale 1,9 5,2 mg KOH g 1. Wymagania norm białoruskich dla I, II i III gatunku nasion pierwszej klasy wynoszą odpowiednio nie więcej niż: 3,0, 4,0 i 4,0 mg KOH g 1. Dla nasion klasy drugiej, przeznaczonych na potrzeby techniczne, kwasowości się nie normuje (STB 1398 2003). Wyższa kwasowość tłuszczu w wariantach nawożonych większymi dawkami azotu była związana przede wszystkim z mniejszym stopniem dojrzałości nasion. W roku 2003 wyższa kwasowość tłuszczu, stwierdzona we wszystkich wariantach doświadczenia (z wyjątkiem kontrolnego), mogła wynikać z przedłużającego się dojrzewania nasion, spowodowanego obfitymi opadami. WNIOSKI 1. Olej rzepakowy pod względem składu kwasów tłuszczowych i jakości był zbliżony do oliwy z oliwek i oleju słonecznikowego, uzyskanego z wysokooleinowych mieszańców słonecznika, natomiast przewyższał je pod względem zawartości kwasu linolenowego. 2 Szczegółowe dane, dotyczące zawartości oleju w nasionach rzepaku uzyskanych w poszczególnych wariantach i latach doświadczenia, a także liczby kwasowe tego oleju znajdują się w innych opracowaniach złożonych do druku w białoruskich czasopismach naukowych.
Skład jakościowy oleju rzepakowego 133 2. Zastosowane dawki azotu wywierały zróżnicowany wpływ na skład kwasów tłuszczowych. W poszczególnych wariantach doświadczenia zmiany zawartości kwasu oleinowego były odwrotnie proporcjonalne do zmian zawartości kwasu linolenowego. Taką samą zależność stwierdzono między zawartościami kwasów palmitynowego i arachidowego. 3. Najwyższą zawartość oleju (44,2%) uzyskano z nasion rzepaku z IV wariantu doświadczenia (N 90 ). Dalszy wzrost dawek azotu powodował obniżenie zawartości oleju w nasionach. 4. W czasie dojrzewania nasion, w warunkach gorącej i suchej pogody, zanotowano w oleju rzepakowym wzrost zawartości kwasu oleinowego, natomiast niska średnia dobowa temperatura i obfite opady w tym okresie powodowały gromadzenie się kwasu linolenowego. PIŚMIENNICTWO GOST 30089-93. 1996. Masla rastitielnyje. Mjetod oprjedielenija erukovoj kisloty. Bielstandart. Procenko D.F., Kiričenko F.G., Musijenko N.N., Slavnyj P.S. 1976. Ustojčivost rastjenij pšenicy k zasuchje i vysokoj temperature [in: Prisposoblenie rastjenij pšenicy k zasuchje i vysokoj temperature]. Naukovaja Dumka, Kijev, 149 163. Propivšij V.G., Michajlov M.M., Charčjenko L.N. 1984. Vlijanije istočnikov svjeta na rost i produktivnost ovsa. Selekcija i semenovodstvo, 4, 10 12. STB 1398. 2003. Raps. Trjebovanija pri zagotovkach i postavkach. Techničeskije uslovia. Biel. GISS, 7. Ščerbakov V.G. 1963. Biochimia i tovaroviedenie masličnogo syria. Piščepromizdat, 351. Špaar D. 1999. Raps. FU Ainform, Kijev. Vjereščagin A.G. 1976. Vlijanie fenotipa i gienotipa masličnych rastjenij na žirno-kislotnyj sostav masla [in: Fiziologija rastjenij]. Naukovaja Dumka, Kijev, 600 613.