Біохімія та технологія оліє-жирової сировини - Навчальний посібник (Пешук Л. В., Носенко Т. Т.)

7.5. родина лляних

Родина лляних включає більше 200 видів однорічних і багаторічних трав'янистих рослин, які розповсюдженні в усіх частинах світу.

Льон культурний (Linum usitatissimum)

Посівні площі льону олійного в світі становлять 3,5 млн. га. Найбільші посівні площі в Індії - 920 тис. га, Канаді - 820 тис. га, Китаї -620 тис. га. В Україні висівають льон на площі приблизно 21 тис. га.

Раніше площі посівів льону олійного в Україні були значно більшими, поскільки лляна олія є сировиною для виробництва натуральної оліфи. З розвитком хімічної промисловості почали виготовляти штучну оліфу, яка поступається заякістю лляній, але значно дешевша.

Середня врожайність льону олійного в Україні 7,5 ц/га. Висока урожайність в Канаді - 13,2 ц/га, СІЛА - 12,9 ц/га, країнах СНД 10,5 ц/га. У науково-дослідних установах у роки із сприятливими по-годними умовами врожайність льону олійного досягає 20-22 ц/га.

 

 

Льон культурний (Ьіпит изігагіззітит) — однорічна рослина, відноситься до стародавніх культур, які вирощувалися людиною. Перші археологічні знахідки культурного льону відносяться до неоліту, використання льону було досить різнобічним: волокно з стебла - для виготовлення ниток, мотузок, риболовних сіток, з насіння льону випікали хліб. В гробницях, віднесених до 2400-2200 рр. до нашої ери знайдені коробочки з насінням льону, які добре збереглися. Встановлено, що в Індії і Китаї льон як прядильна, а тим більше як олійна культура був введений в культуру раніше бавовника, тобто більше п'яти тисячоліть тому. За 4-3 тисячоліття до нашої ери льон вирощували на волокно в Месопотамії, Асирії, Єгипті.

Слов'янські племена також з стародавніх часів вирощували льон. У ХП—ХГУ ст. торгівля льоном займала значне місце як всередині країни, так і в торгівельних зв'язках між Древньою Руссю і Заходом. Особливо великого значення льону приділяв Петро І, у 1711 році він наказав в усіх губерніях розвивати лляні промисли. З метою розвитку олійного виробництва було видано наказ, щоб «семени льняного к морским пристаням для продажи отнюдь не возили, а чтобьі привозили масло». Але переробити велику кількість лляного насіння Росія в той час не могла, тому посіви льону стали різко скорочуватись. З часом льон почали вирощувати на півдні України та в Ставропольському краї.

Олію, яку отримують із насіння льону, використовують як харчовий продукт, а також у таких галузях промисловості: лакофарбовій для виготовлення натуральної високоякісної оліфи, лаків, емалей; електротехнічній; авіаційній; автомобільній; суднобудівній; ливарній; металообробній.

Суцвіття льону - китиця, плід - кулеподібна багатогніздова коробочка. У культурного льону коробочка при дозріванні не розкривається, у диких форм розтріскується. В гнізді коробочки міститься від однієї до десяти насінин яйцеподібної форми, плоских з гладенькою, блискучою насіннєвою оболонкою.

Квіти льону одноденні - вранці розкриваються, а близько полудня опадають. Льон - самозапильна культура (пиляки розтріскуються, висипаючи пилок), проте для нього цілком можливе запилення комахами, головним чином бджолами. Менше значення має запилення вітром, поскільки пилок льону досить важкий.

Льон культурний поділяють на п'ять підвидів (середньоземно-морський, проміжний, євразійський, індостанський, індоабіссін-ський), з яких найбільш розповсюдженими є три підвиди:

Середньоземноморський (крупнонасінний) - рослини низькорослі (до 50 см). Квітки, коробочки, насіння крупне. Маса 1000 насінин 10...13 г. Вирощується в середньоземноморських країнах.

Проміжний (середньонасіннєвий) - рослини середньої висоти (50...60 см). Квітки, коробочки, насіння середнього розміру. Маса 1000 насінин 6...9 г. Розповсюджений як олійна культура на півдні України в Криму, Закавказзі, Казахстані.

Євразійський (дрібнонасіннєвий) - за висотою та розгалуженням стебла рослини дуже різні. Квіти, коробочки, насіння дрібного розміру (маса 1000 насінин 3...5 г). Це найбільш розповсюджений у культурі підвид. Вирощується в Європі та Азії.

Насіння льону проростає за температури 3...5 °С. Молоді сходи можуть переносити зниження температури до (— 3...—4 °С).

Вирощування льону в різних географічних районах показує, що накопичення ненасичених кислот в олії збільшується при зниженні температур в період дозрівання і при підвищеній забезпеченості рослин водою.

Залежно від умов дозрівання льону в олії змінюється вміст нео-милюваних ліпідів, в тому числі токоферолів, стеролів і каротиноїдів. На ранніх стадіях дозрівання до складу пігментів олії входить хлорофіл, кількість якого під час дозрівання насіння і до моменту збирання зменшується, із завершенням післязбирального дозрівання насіння майже повністю зникає.

Насіння льону містить до 50 \% олії, яка швидко висихає (йодне число 175...200 одиниць), утворюючи тонку гладеньку блискучу плівку.

За морфологічними ознаками (висота рослин, форма куща) і вегетаційним періодом Євразійський підвид поділяється на чотири групи сортів:

Льон-довгунець;

Льон-межеумок або льон проміжний;

Льон-кудряш;

Льон сланкий

Олійний льон відноситься до двох груп - льон-межеумок і льон-кудряш.

Олійний льон більш теплолюбивий, ніж льон-довгунець, особливо в період дозрівання. Вимоги льону-довгунця і олійного до вологи значно розрізняються: льон-довгунець вимогливий до вологи, особливо в перші фази розвитку (від посіву до цвітіння); достатня кількість опадів і правильний розподіл за період травень-червень обумовлює високий врожай волокна і насіння. Олійний льон, особливо кудряш, майже безболісно переносить посуху до початку цвітіння. Льон-довгунець культивують у більш північних районах в основному для одержання волокна, а олійний - у південних і центральних районах для отримання олії.

Льон-межеумок - висота рослин цієї групи коливається від 25 до 75 см (український межеумок) і від 28 до 80 см (казахстанський межеумок). Серед цієї групи мають перевагу одностеблові рослини.

Ступінь розгалуження рослин залежить від погодних та агротехнічних умов. Кількість коробочок на рослині від 14 до 41. Колір насіння коричневий.

Вирощується переважно для одержання олії, рідше - для отримання волокна в Центрально-Чорноземній зоні Росії, на Північному Кавказі, в Україні та Казахстані.

Льон-кудряш -сорти цієї групи за висотою рослин, кількістю стебел на рослині, гіллястістю, кількістю, формою та розміром коробочок дуже різноманітні. Висота рослин в умовах суходолу коливається в межах від 13 до 55 см, на зрошувальних землях рослини досягають висоти 70 см. Низькорослий кудряш зустрічається у високогірних районах Таджикистану та в Узбекистані.

Найрозповсюдженіший колір квітки блакитний, фіолетово-блакитний, а для окремих географічних груп білий. Кількість коробочок і їх розміри знаходяться в прямій залежності від ступеню гіллястості. Багатокоробочкові рослини компактні, гіллясті, цінні для селекції. Діаметр розкритої квітки 15-25 мм. Квітка має 5 тичинок з синіми, оранжевими або жовтими пильниками.

Насіння складається з шестишарової оболонки, ендосперму і зародка. Колір насіння цієї групи світло-бурий, бурий, темно-бурий, блідо-жовтий, жовтий, темно-жовтий. У білоквіткових форм насіння світле і темно-жовте, містить більше олії, ніж коричневе.

Льон олійний має велику кормову цінність: 1 кг насіння містить 1,8 кормових одиниць, а 1 кг макухи - 1,2 кормових одиниць. Макуха, що містить 33,5 \% білків, приблизно 9 \% жиру, 31 \% безазотистих речовин (головним чином крохмалю), за кормовими якостями переважає макухи інших олійних культур, поскільки легко засвоюється тваринами.

У стеблах льону олійного міститься 10...15 \% волокна, яке міцніше від шерстяного вдвічі, а від бавовникового втричі, придатного для виготовлення грубих тканин (мішковини), шпагату, мотузок. Крім того, із соломи льону олійного, що містить до 50 \% целюлози, виготовляють папір (письмовий, цигарковий), картон.

Льон-довгунець - високорослі (60...120 см і більше) одностебло-ві рослини, розгалужуються тільки у верхній частині стебла. Стебло зеленого і сизо-зеленого кольору, листки ланцетоподібні, квітки з блакитними, рожевими або білими пелюстками. Плід - п'ятигніздова коробочка. Насіння плоске, яйцеподібної форми, буре або коричневе. На одній рослині від 2...З до 8...10 коробочок. Коренева система розвинута слабо. Вирощується в районах помірно теплого та вологого клімату.

Льон сланкий - густооблисткована рослина зі слабким багато-стебловим кущем. Квіти блакитні, середньої величини, коробочки дрібні, насіння буре. Морозостійкий. В селекційній роботі його використовують для схрещування з межеумком та довгунцем.

В свою чергу, сорти олійного льону умовно поділяють на 12 груп:

Південноукраїнська група - середньорання. Маса 1000 штук насіння 4,0...5,2 г. Насіння дрібне, коричневе, вміст олії в насінні 33,5... 45,6\%.

Зона вирощування: Донецька, Луганська, Дніпропетровська, Миколаївська та Одеська область України.

Кримська група - включає низькорослі середньостиглі форми. Насіння середньої величини, коричневе. Маса 1000 штук насіння 4,9...5,1 г. Вміст олії в абсолютно сухому насінні 38,6...49,3 \%. Ураженість хворобами слабка. Льон цієї групи розповсюджений в Криму.

Північно-Кавказька степова група - висота рослин 43...69 см, в основному рослини мають одне стебло. Коробочки дрібні, маса 1000 штук насіння 4,6...5,5 г. Середньоранній, вміст олії 33,2...46,5 \%, рослини стійкі до грибкових хвороб і засухи.

Льон цієї групи вирощують у Ставропольському краї, Ростовській, Волгоградській областях Росії.

Передгірна азербайджано-дагестанська група - рослини заввишки приблизно 80 см, одностеблові, густооблистковані. Насіння крупне, коричневе, маса 1000 штук насіння 5,7...7,6 г, група середньостигла, вміст олії в насінні 35,4...44,3 \%. Розповсюджений в Азербайджані та Дагестані.

Карабахська вузьколиста група - рослини висотою 32...43 см, середньостиглі, на зрошенні - до 59 см, облисткованість середня, листки світло-зелені, вузькі. Насіння світло-буре, маса 1000 штук насіння 5,4 г, вміст олії в насінні 38,6...42,7 \%.

Зона вирощування рослин цієї групи - Нагірний Карабах.

Казахстанська група - рослини переважно одностеблові, заввишки 50...67 см, ранньостиглі.облисткованість середня. Насіння дрібне, буре, маса 1000 штук насіння 4,6 г, вміст олії в насінні 34...46 \%. Вирощується в Казахстані, Мордовії та Самарській області Російської Федерації.

Вірмено-грузинська група - рослини заввишки 45...60 см, на суходолі рослини одностеблові, з невеликою кількістю коробочок. Об-листкованість густа, насіння дрібне, світло-бурого кольору, маса 1000 штук насіння 5,4 г. Зустрічаються ранньо- та середньостиглі форми, вміст олії в абсолютно сухому насінні 40...43 \%, рослини стійкі до грибкових захворювань і посухи. Група розповсюджена у Вірменії та Грузії.

Дагестанська високогірна група - рослини висотою 56...86 см, у розгалужених багатокоробочкових форм на окремих рослинах є від 100 до 150 коробочок. Насіння середньої величини, буре, маса 1000 штук насіння 5...6 г, вміст олії в абсолютно сухому насінні 39,1 \%. Форми стійкі до грибкових захворювань. Розповсюджений у Дагестані на висоті 600...2000 м над рівнем моря.

Астраханьська група - рослини заввишки 48 см, одностеблові, різностиглі. Насіння середньої величини, бурого кольору, маса 1000 штук насіння 4,7...6,5 г, вміст олії в насінні від 35,7 до 44,3 \%, рослини посухостійкі.

Таджикська група - рослини з сильно розгалуженим стеблом, середньостиглі. Насіння дрібне, коричневе, маса 1000 штук насіння 4,7 г, олійність 32,3...46,7 \%, ураженість грибковими захворюваннями слабка, рослини посухостійкі.

Вирощується в передгірних районах Таджикистану, Узбекистану, Киргизстану.

Середньоазіатська високогірна карликова група - рослини на суходолі одностеблові, з невеликою кількістю дрібних коробочок, зустрічаються ранньо- і середньостиглі форми. Маса 1000 штук насіння 4,3 г, вміст олії в насінні 33,7...43,0 \%. Льон цієї групи стійкий до грибкових захворювань і засухи.

Розповсюджений в Узбекистані, Таджикистані, Киргизії, в місцевостях, що розташовані на висоті від 900 до 2000 м над рівнем моря.

Хорезмська група - рослини з добре розгалуженим стеблом. Маса 1000 штук насіння 4,2...5,1 г, льонрізностиглий, олійність 37,0...41,5 \%, рослини вологолюбиві, стійкі до грибкових захворювань. Вирощується в Хорезмському регіоні Узбекистану.

Культура льону має важливе агротехнічне значення.

Це екологічно чиста культура. При її вирощуванні вимагається мінімальна кількість хімічних засобів захисту та добрив. Посіви льону звільняють грунт від важких металів і радіонуклідів.

Льон олійний - скоростигла культура, дозріває одночасно з озимою пшеницею, рано звільняє поле під наступну культуру, дозволяє якісно підготувати грунт, чим забезпечує значний приріст урожаю.

Льон є санітарною культурою - після нього на полях залишається мінімальна кількість хвороботворних інфекцій і шкідників.

Льон можна висівати практично після будь-якої культури, після нього також можна сіяти будь-яку культуру.

Льон - технологічна культура. При дотриманні елементарних вимог агротехніки дає високий економічний ефект.

Хімічний склад насіння льону наведений в Таблиці 7.29. Ліпіди насіння локалізовані в ядрі насіння (ендоспермі), вміст ліпідів в насіннєвій оболонці відносно невеликий. Ліпіди оболонки за складом значно відрізняються від ліпідів ендосперму.

Таблиця 7.29.

Хімічний склад насіння льону (\%,на суху речовину)

 

Частина насіння

Ліпіди

Протеїни (№6,25)

Целюлоза

Зола

Вуглеводи

(крім

целюлози)

Волога

Вміст окремих компонентів у насінні, \%

Ядро

59,2

19,1

1,3

4,4

16,1

4,2

69,1

Ендосперм

40,4

32,2

5,3

2,6

19,6

5,3

13,9

Насіннєва оболонка

8,2

1,2

17,9

3,3

62,4

11,4

17,0

Насіння

48,4

21,4

4,5

4,1

21,7

4,3

100

Максимальна кількість целюлози зосереджена в оболонці насіння, але в порівняні з оболонками насіння інших олійних рослин в оболонці льону масова частка целюлози менша, проте багато інших вуглеводів, в першу чергу слизових речовин (5...12 \% від маси абсолютно сухого насіння). Слизові речовини представлені вуглеводами, що легко диспергуються у воді, які складаються з моноцукрів і галактуронової кислоти. Якщо насіння льону намочити у воді, а потім екстракт обробити великою кількістю етилового спирту, то можна виділити слиз у вигляді білої волокнистої маси, яка при повному висиханні стає дуже крихкою. Разом зі слизом з насіння частково екстрагуються білки. Присутність слизу, що вкриває зовнішню поверхню насіння, є специфічною особливістю насіння льону, що дозволяє йому легко прикріплятися до грунту під час проростання. З інших вуглеводів в насінні містяться моно-, дисахариди і геміцелюлози. В дозрілому насінні редукуючі цукри і крохмаль відсутні.

Білки лляного насіння мають високу біологічну цінність і містять всі незамінні амінокислоти. Вміст незамінних амінокислот в білках лляного насіння наведено в Таблиці 7.30.

Таблиця 7.30.

Вміст незамінних амінокислот в білках лляного насіння

 

Амінокислота

Масова частка, \% на суху знежирену речовину

Аргінін

2,1...2,8

Фенілаланін

1,7...1,9

Гістидин

0,5...0,6

Треонін

1,0...1,7

Ізолейцин

1,1...1,4

Триптофан

0,5...1,0

Лейцин

1,8...2,5

Тирозин

1,7

Лізин

0,8...1,1

Валін

1,7...1,9

Метіонін

0Д..1Д

В недозрілому насінні присутній в значній кількості глікозид лінамарин. Вміст лінамарину в насінні льону змінюється залежно від сорту, стиглості насіння і його олійності. В дозрілому насінні його майже немає. Вміст лінамарину в шроті 100...300 мг/кг.

Перед знежирюванням насіння льону зволожують і короткочасно нагрівають до 60...70 °С, в цих умовах, на початковій стадії нагрівання насіння проходить ферментативний гідроліз лінамарину із звільненням синильної кислоти, яка переходить у макуху чи шрот. Під час наступної волого-теплової обробки синильна кислота відганяється з водяною парою.

Крім зазначених компонентів до складу насіння льону входять мінеральні речовини, вітаміни тощо. Зокрема, в ньому міститься (мг/кг): кальцію - 8,6; фосфору - 19,9; тіаміну - 8,8; рибофлавіну -0,004; ніацину - 0,101; пантотенової кислоти - 0,031 і холіну - 4,9. В лляній олії міститься 0,8...0,9 \% фосфоліпідів, 0,5...1,1 \% неомилюва-них ліпідів, в тому числі стеролів 0,42 \%, токоферолів 48,0...48,9 мг \% і каротиноїдів 0,27...0,36 мг \%.

Базисні та обмежувальні норми для лляного насіння, як промислової сировини наведені в Таблиці 7.31.

Таблиця 7.31.

Базисні та обмежувальні норми до насіння льону, яке заготовляється

 

Показники

Базисні норми

Обмежувальні норми

Вологість, \%

13

16

Вміст домішок, \%, не більше:

 

 

сміттєвих

3,0

15

олійних

6,0

5,0

Зараженість шкідниками хлібних запасів

Не допускається

Допускається зараженість кліщем

Вміст насіння рицини

Не допускається

За станом вологості насіння олійного льону може бути: сухе (до 8\% включно), середньої сухості (від 8,1 до 10 \%), вологе (від 10,1 до 13 \%) і мокре (більше 13 \%).

Залежно від засміченості насіння льону класифікують на такі категорії: чисте (вміст сміттєвих домішок до 2 \%, олійних до 3 \% включно), середньої чистоти (вміст сміттєвих від 2,1 до 4 \%, олійних від 3,1 до 5 \%), засмічене (вміст сміттєвих домішок більше 4 \%, олійних більше 5 \%).

Насіння льону-довгунця, яке призначене для промислової переробки, повинно мати вологість не більше 16 \% і чистоту не менше 90 \% (за базисними нормами чистота 100 \%, вологість 13 \%).

Селекція льону на підвищення олійності насіння призвела до значного збільшення в лляній олії вмісту ліноленової кислоти, за одночасного зниження вмісту лінолевої і олеїнової кислот.

Фізико-хімічні властивості лляної олії наведені в Таблиці 7.32.

Таблиця 7.32.

Фізико-хімічні властивості лляної олії

 

Показник

Значення

Число омилення, мг КОН/г

184...195

Йодне число, г і2/100г

130...205

Густина за температури 15°С, кг/м3

934-935

Показник заломлення за температури 15°С

1,485-1,487

Кінематична в'язкість за температури 20 °С, м2/с

15,5-Ю6

В складі жирних кислот олії льону олійного переважає лінолено-вакислота (Таблиця 7.33).

Таблиця 7.33.

Жирнокислотний склад лляної олії

 

Жирні кислоти

Масова доля, \% від загального вмісту жирних кислот

Пальмітинова

6

Стеаринова

4

Олеїнова

22

Лінолева

16

Ліноленова

35...62