Способ определения качества зерна Советский патент 1984 года по МПК G01N31/08 A01C1/02 

11

Изобретение относится к биохимическим способам диагностики качества зерновой продукции пшеницы, подвергнутой воздействиям заморозков, и может быть использовано в научно-исследовательских и учебных лабораториях биологического профиля, в контрольно-семенных и селекционных инспекциях при оценке качества урожая по содержанию в зерне липидных компонентов, имеющих биологическую и пр довольственную ценность, именно: глицериды (моно-ди-три), фосфатиды (фосфолипиды), провитамины группы Д (стеролы), провитамин А (каротиноиды витамин Г (свободные жирные кислоты) эфиры стеролов, углеводороды и воска

Известен биологический способ оценки урожая зерновых культур l .

Однако этот способ не дает объективной оценки качеству урожая в земледельческих районах- с неустойчивым резко континентальным климатом, где посевы яровых культур на протяжении одного и того же сезона подвергаются действию как весенних, так и осенних заморозков. Именно заморозки в этих районах являются лимитирующим фактором в получении стабильных урожаев с высоким качеством зерна. А потому в этих регионах необходим тщательный контроль за качеством зерна.

Известен также способ определения качества зерна, включающий экстракцию из него липидов органическим растворителем и количественное разделение их на классы с помощью хроматографии 2.

Однако известный способ не учитывает, во-первых, вариабельность урожаев по липидным компонентам зерна в заморозкоопасных районах, а во-вторых, применяемые для извлечения липидов различные растворители не дают полного их извлечения а следовательно, и достоверной оценки качеству зерна. В способе применялись петролейный эфир, водный аммиачный 85%-ный этиловый сцирт при экстрагировании в течение 48 ч в аппарате Сокслета, водонасыщенный .н-бутанол и метанол в смеси с хлороформом и водным ацетоном (тем самым создаются жесткие условия выделения липидов из зерна).

Для фракционирования липидов используют колоночную хроматогра49472

фию на кремневой кислоте с помощью длительной, ступенчатой элюации фракций (около 3 ч). Такой способ позволяет получить только 4-5 фрак5 ций липидов зерна, что далеко неполно характеризует липидный состав пщеницы вообще, а вариабельность .в климатическом аспекте в особенности. Цель изобретения - увеличение

0 .точности и ускорение способа определения качества зерновой продукции.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве органического растворителя используют гексан, причем

5 экстракцию ведут при соотношении

гексана и массы зерна 10-30:1, а липиды разделяют на классы с помощью тонкослойной хроматографии в системе растворителей гексан - диэтиловый

0 эфир - уксусная кислота при соотношении 88-90:19-20:1.

На фиг. 1 представлена хроматограмма липидного состава зерна яровой пшеницы, не подвергнутой заморозку (кон5 трольная); на фиг. 2 - хроматограмма липидного состава зерна яровой пшеницы, подвергнутой действию весеннего заморозка; на фиг. 3 - хроматограмма липидного состава зерна яровой

Q пшеницы, подвергнутой действию осеннего заморозка; на фиг. 4 - денситограммы липидов зерна, разделенных методом хроматографии в тонком слое силикагеля в пшенице, неподвергнутой заморозку; на фиг.5 то же, в зерне пшеницы, подвергнутой заморозку в молочную спелость.

На фиг. 2 обозначены 1 - фосфолипиды и моноглицериды; 2 - диглицериды; 3 - стеролы (провитамины группы Д), 4 - каротиноиды (провитамин А); 5 - свободные жирные кислоты (витамин F), 6 - триглицериды;

7 - эфиры стеролов и углеводороды. 5

Пример 1. Берут 1 г размолотого зерна, заливают 20 мл гекса- на, экстрагируют на качалке путем 4-кратной смены растворителя. Полу0 ченный экстракт упаривают в колбе, доведенной до постоянного веса. Колбу с липидами взвешивают, учитывают выход липидов из взятого образца, затем пересчитывают на зерно. После

5 взвешивания выделенные липиды перерастворяют, берут аликвоту из полученного экстракта (0,1 мл) и наносят на готовые пластинки типа Си3луфол с закрепленным слоем силика ля. Разделение липидов на пластинках проводят с помощью тонкослойной хроматографии в системе раство рителей гексан - диэтиловый эфир. уксусная кислота в соотношении 88:19:1. За 10-15 мин липиды разделяют на 7-8 классов соединений: глицериды (моно-ди-три), фосфатиды (фосфолипиды), стеролы (провитамины группы Д), каротиноиды (провита мин А))свободные жирные кислоты (витамин Г); эфиры стеролов, углеводороды и воск. Для количественного анализа липидных компонентов пластинки опрыскивают 5%-ным раствором фосфорно-молибденовой кислоты в этиловом спирте, проявляют в сушильном шкафу при , после чего непосредст венно с этих же пластинок (исключа элюацию пятен липидов и тем самым ускоряя способ) измеряют интенсивность окраски полученных зон с помощью денситометра. П р и м е р 2. Для выяснения оп мальных условий анализа его провод при различных соотношениях гексана массе зерна. Условия экстракции липидов из зерна пшеницы приведены в табл. 1. Таблица 10:15 20:14 30:14 Экстрагирование горячим этиловым спиртом известным способом 48 Из табл. 1 видн ваиие липидов пред ускоряется в 12 ра условиями экстракц 74 собом, выход липидов из зерна в 2 раза выше. Экстракцию липидов можно вести при соотношениях гексана к массе зерна (10-30):1. Оптимальньтм вариантом принято соотношение гексана к массе зерна 20:1. Аналогично установлены оптимальные условия разделения липидов зерна на классы в системе растворителей: гексан - диэтиловый эфир - уксусная кислота. Условия разделения липидов на классы представлены в табл. 2 Таблица 2 100:25:2 30 90:20:.1 20 Удовлетворительно 88:19:1 Хорошо азделение по известному спообуХорошо Из табл. 2 видно, что удовлетворительное разделение липидов возможно при соотношениях компонентов в системе гексан - диэтиловый эфир - уксусная кислота (88-90):(19:20):1, при этом.оптимальным вариантом является соотношение компонентов соответственно 88:19:1, что позволяет ускорить процесс разгонки в 18 раз по сравнению с известным способом. П р и м е р 3. Предлагаемый способ позволяет не только количественно и качественно разделить липиды на классы, но и оценить влияние неблагоприятных погодных условий на качество зерновой продукции. На протяжении 7 лет этим способом оценивали действие весенних и осенних заморозков на качество зерна яровой пшеницы ло содержанию липидных компонентов. В фазах кущения (весенние) , в молочную спелость(осенние) пшеницу подвергают действию заморозков по типу естественных в специальных камерах фитотрона. Часть растений оставляют в качестве контрольных (без заморозка). Из полученного зерна извлекают лициды и разгоняют на пластинках с соблюдение процедур описанного способа.Проанализировано 56 образцов яровой пшеницы, подвергавшейся действию весенних и осенних заморозков. Результаты, представленные на фиг. 1 и 2, свидетельствуют, что заморозки резко снижают содержание липидов в зерне по сравнению с контрольным урожаем. Особенно снижено в зерне накопление витаминов и провитаминов липидной природы: провитамина А (каротиноидов), провитаминов группы Д (стероролов), витамина Г (свободных жирных кислот), а также содержание фосфати дов, глицеридов (моно-ди-три) и эфи ров стеролов, углеводородов и воска Предлагаемым способом установлена высокая отрицательная корреляционная связь (-0,98) между действи заморозков на пшеницу и содержанием в зерне названных биологически ценных веш;еств. Таким образом, извлечение липидов из зерна предлагаемым способом позволяет ускорить процесс экстракции в 12 раз (4 ч вместо 48 ч в известном способе), что составляет только на первой операции анализа 44 чел.ч. экономии рабочего времени для каждой партии зерна, а в месяц 1100 чел.ч. . Предлагаемый сцособ дает достоверную оценку зерновой продукции пшеницы по содержанию липидов, возможность оценить воздействие неблагоприятных погодных условий на упожай, в частности заморозков, а также позволяет выявлять путем ежегодных анализов образцов зерновой продукции самый выдающийся по липидному содержанию семенной материал, тем самым рекомендовать его к размножению применительно к климатическим особенностям региона.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ЗЕРНА, включающий экстракцию из него липидов органическим растворителем и количественное разделение их на классы с помощью хроматографии, о тличающийся TeN, что, с целью увеличения точности и ускорения анализа, в качестве органического растворителя используют гексан, причем экстракцию ведут при соотношении гексана и массы зерна 10-30:1, а ЛИПИДЫ разделяют на классы с помощью тонкослойной хроматографии в системе растворителей гексан -- диэтиловьш эфир - уксусная кислота при соотнощении 88-90:19-20:1. сл

Фи&.г

.З