ИЗУЧЕНИЕ ЖИРНО-КИСЛОТНОГО СОСТАВА МАСЛА КОКОНА ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА, ЯВЛЯЮЩЕГОСЯ ОТХОДОМ ШЕЛКОМОТАЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

АННОТАЦИЯ

В данной научной работе изучено эффективное использование отхода шелкомотальных предприятий кокона тутового шелкопряда, выделение из него масла и определения показателей выделенной пробы масла. В проведенных исследованиях использовалось масло, выделенное из коконов китайского гибридного сорта тутового шелкопряда, полученных на ООО «Хоrazm Ipagi». Изучено наличие ненасыщенных жирных кислот в полученных образцах масла. По результатам полученного GX- и FTIR-спектрометрического анализа в масле присутствуют ω-3 жирные кислоты.

ABSTRACT

In this scientific work the effective utilization of the waste of silk-winding enterprises of mulberry silkworm cocoon, oil extraction from it and determination of indicators of the extracted oil sample is studied. In the studies carried out, we used oil isolated from the cocoons of a Chinese hybrid variety of silkworm obtained at “Xorazm Ipagi” LLC. The presence of unsaturated fatty acids in the obtained oil samples was studied. According to the results of the obtained GC and FTIR spectrometric analysis, ω-3 fatty acids are present in the oil.

Ключевые слова: масло коконов тутового шелкопряда, рафинация, кислотное число, цветность масла.

Keywords: silkworm pupae oil, refining, acidity value, oil color.

Узбекистан является третьим по величине производителем шелка в мире после Китая и Индии [1]. Помимо шелка, продукты и отходы шелководства могут стать источником многих новых продуктов, таких как функциональные продукты питания, косметика и фармацевтические препараты. Отходы коконов тутового шелкопряда составляют около 10 тысяч тонн в год, эти отходы могут служить источником биологически активных веществ. Однако сегодня в нашей республике вторичные ресурсы коконов тутового шелкопряда используются только как удобрение или корм. В то же время утилизация отходов является серьезной проблемой, поскольку разложение отходов оказывает негативное воздействие на окружающую среду [2]. Поэтому максимальное использование кокона тутового шелкопряда, являющегося основным отходом шелководства нашей республики, исследование возможностей получения из него продукции для пищевой промышленности является одной из важнейших задач, стоящих сегодня перед нашими учеными.

Масло, полученное из куколок коконов тутового шелкопряда, содержит более 70% ненасыщенных жирных кислот, основную часть которых составляют линолевая и олеиновая кислоты [3]. По данным, количество ненасыщенных жирных кислот (олеина, линолеина и α-линолеина) в масле коробочек тутового шелкопряда составляет 75% [4]. Масло куколок тутового шелкопряда содержит 49,0% незаменимых жирных кислот: α-линолевой кислоты, ω-3 жирной кислоты, линолевой кислоты, а также олеина (19,9%), пальмитолеина (2,5%), пальмитиновой (19,7%), стеариновой (8,6%) и эйкозапентаеновая (0,3%) кислоты [5]. Масло также содержит аминокислоты, антиоксиданты, диглюкозид и рибофлавин (витамин В2), что указывает на то, что куколки коконов тутового шелкопряда являются ценным пищевым продуктом с незаменимыми аминокислотами, незаменимыми жирными кислотами, антиоксидантами и витаминами. Жирнокислотный состав масла куколок тутового шелкопряда варьируется в зависимости от его вида и происхождения, обычно состоит из α-линолевой, олеиновой, линолевой, пальмитиновой, пальмитолеиновой и других жирных кислот, при этом в общей сложности более 75% содержит ненасыщенные жирные кислоты и около 20 % насыщенные жирные кислоты [6]. Поскольку жирнокислотный состав является основным фактором, влияющим на свойства масла куколок тутового шелкопряда, важно определить жирнокислотный состав масла.

Существует несколько аналитических методов качественного и количественного определения жирных кислот в маслах. К ним относятся газовая хроматография-масс-спектрометрия (GX-MS) [7], газовая хроматография (GX) [8], высокоэффективная жидкостная хроматография-масс-спектрометрия (HPLC-MS)[9], высокоэффективная жидкостная хроматография (HPLC) [10], высокоэффективная размерная хроматография (HPSEC) [11], ядерный магнитный резонанс (YMR) [12], рамановская спектроскопия [13], инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) [14], ближняя инфракрасная спектроскопия (NIR) [15] методы включены. Исходя из вышесказанного, сырое масло куколок тутового шелкопряда является хорошим источником для производства недорогого, высокопитательного пищевого масла с высоким содержанием жирных кислот ω-3 (α-линолеина). Учитывая вышеизложенное, исследована возможность сохранения питательных свойств масла тутового шелкопряда в отходах шелкового производства.

Эксперимент проведен на масле, экстрагированном растворителем из куколок коконов тутового шелкопряда, полученного на ООО «Хоrazm Ipagi» в мае и августе 2023 года.

Результаты и обсуждение

Исследование содержания жирных кислот в масле куколок тутового шелкопряда. Содержание жирных кислот определяли на газовом хроматографе Shimadzu GC2030 (капиллярная колонка SH-2560; внутренний диаметр 0,25 мм; df 0,2 мм; 105 мкм). 0,10 г ± 0,02 г исследуемой пробы масла помещали в мерный цилиндр объемом 10 мл, добавляли к ней 3 мл гексана и интенсивно перемешивали в течение 1 мин.

К растворенной в гексане пробе добавляли 0,2 мл 2 моль/л раствора метилата натрия и интенсивно перемешивали в течение 3 мин. После смешивания охлаждали до разделения на два слоя, верхний слой с гексаном отбирали в пробирку для анализа. Хроматографические условия: температура детектора - 250°С; Температура испарителя - 220°С; Температурный режим термостата: начальную температуру выдерживали на уровне 100°С в течение 4 мин, затем нагревали до 200°С со скоростью 25°С/мин и выдерживали при этой температуре в течении 8 мин, затем нагревали до 250°С со скоростью 5°С/мин и так же выдерживали 7 мин. Скорость потока водорода - 40мл/мин; Скорость потока воздуха - 40мл/мин; Объем инъекции - 1 мкл. Стандартный образец Supelco FAME 37 Mix использовали для идентификации жирных кислот на хроматограмме.

Таблица 1

Жирнокислотный состав масла куколок кокона тутового шелкопряда на основе газовой хроматограммы

Инфракрасный спектроскопический анализ масла куколок кокона тутового шелкопряда. FTIR — важный аналитический инструмент, который можно использовать для идентификации функциональных групп органических соединений, присутствующих в веществах. В данной работе функциональные группы химических биомолекул в пробе масла тутового шелкопряда были определены путем проведения FTIR-анализа с помощью (FT/IR-4600) (Япония). Частотные спектры поглощения образцов масла куколок тутового шелкопряда были записаны в программном обеспечении (Graph).

Рисунок 3. Инфракрасный спектроскопический анализ масла куколок кокона тутового шелкопряда

Заключение. В проведенных исследованиях использовалось масло, выделенное из куколок кокона китайского гибридного сорта тутового шелкопряда, полученного у ООО «Хорезмский шелк». Изучено наличие ненасыщенных жирных кислот в полученных образцах масла. По результатам полученного GX- и FTIR-спектрометрического анализа в масле, выделенном из куколок коконов тутового шелкопряда, являющегося отходом шелкомотальной промышленности, присутствуют ω-3 жирные кислоты.

Список литературы:

1. F. Mentang, M. Maita, H. Ushio, T. Ohshima, Food Chem. 127 (2011) 899
2. Kuller LH, Eating fat or being fat and risk of cardiovascular disease and cancer among women. Ann epidemiol 4:119-127 (1994).
3. Kris-Etherton PM, Harris WS, Appel LJ and Comm N, Fish consumption, fish oil, omega-3 fatty acids, and cardiovascular disease. Circulation 106:2747-2757 (2002)
4. Connor WE, Importance of n-3 fatty acids in health and disease. Am J Clin Nutr 71:171-175 (2000).11 Jump DB, The biochemistry of n-3 polyunsaturated fatty acids. J Biol Chem 277:8755-8758 (2002).
5. Kuller LH, Eating fat or being fat and risk of cardiovascular disease and cancer among women. Ann epidemiol 4:119-127 (1994).
6. Kris-Etherton PM, Harris WS, Appel LJ and Comm N, Fish consumption, fish oil, omega-3 fatty acids, and cardiovascular disease. Circulation 106:2747-2757 (2002)
7. Connor WE, Importance of n-3 fatty acids in health and disease. Am J Clin Nutr 71:171-175 (2000).11 Jump DB, The biochemistry of n-3 polyunsaturated fatty acids. J Biol Chem 277:8755-8758 (2002).
8. Jacobson TA, Role of n-3 fatty acids in the treatment of hypertriglyceridemia and cardiovascular disease. AmJ Clin Nutr 87:1981-1990 (2008).
9. Bays HE, Tighe AP, Sadovsky R and Davidson MH, Prescription omega-3 fatty acids and their lipid effects:physiologic mechanisms of action and clinical implications. Expert Rev Cardiovasc Ther 6:391-409(2008).
10. Trebaticka, J., Hradečná, Z., Surovcová, A.,Katrenčíková, B., Gushina, I., Waczulíková, I., and Ďuračková, Z. 2020. Omega-3 fattyacids modulate symptoms of depressive disorder, serum levels of omega-3 fatty acids and omega-6/omega-3 ratio in children. A randomized, double-blind and controlled trial.Psychiatry Research 287: 112911
11. R. B., Silva, P. G., Oriá, R. B., Melo, J. U.,Martins, C. D. S., Cunha, A. M. and Vasconcelos, P. R. 2017. Anti-inflammatory effect of a fatty acid mixture with high omega-9:omega-6 ratio and low omega-6:omega-3ratio on rats submitted to dental extraction.Archives of Oral Biology 74: 63-68.
12. Eltweri, A. M., Thomas, A. L., Metcalfe, M., Calder,P. C., Dennison, A. R. and Bowrey, D. J. 2017.Potential applications of fish oils rich in omega-3 polyunsaturated fatty acids in the management of gastrointestinal cancer.Clinical Nutrition 36(1): 65-78
13. Walker, C. G., Jebb, S. A. and Calder, P. C. 2013.Stearidonic acid as a supplemental source of omega-3 polyunsaturated fatty acids to enhance status for improved human health.Nutrition 29(2): 363-369.
14. Hu, B., Li, C., Zhang, Z. Q., Zhao, Q., Zhu, Y. D., Su,Z. and Chen, Y. Z. 2017. Microwave-assistedextraction of silkworm pupal oil and evaluation
    of its fatty acid composition, physicochemical properties and antioxidant activities. Food Science 231: 348-355
15. Ravinder, T., Kaki, S. S., Kanjilal, S., Rao, B. V. S.K., Swain, S. K. and Prasad, R. B. N. 2015.Refining of castor and tapioca leaf fed eri silkworm oils. International Journal of Chemical Science and Technology 5(2):32-37.