Майбутнє соняшнику в Україні за інноваційними високоолеїновими гібридами

Збільшення виробництва олійних культур в Україні та поглиблення переробки сировини мають стратегічне значення в забезпеченні продовольчої і енергетичної безпеки нашої держави як в сучасних умовах, так і на перспективу

Важливою олійною культурою в Україні вважається соняшник, а тому особливу увагу слід приділяти не лише врожайності цієї культури, а й поліпшенню якості його насіння. Насіння сучасних гібридів соняшнику містить близько 48–54% олії за 20–23% лушпиння та 18–22% білка. Порівнюючи з іншими культурами, соняшник дає найбільший вихід олії з гектара. Генетичний потенціал соняшнику достатньо високий, він здатен забезпечувати врожай понад 5 т/га. Рівень реалізації генетично зумовлено особливостями на кожній фазі росту і розвитку рослин. Потенційна продуктивність цієї культури та її гібридів великою мірою залежить від її розміщення з огляду на екологічну пластичність, агрокліматичне макро- та мікрорайонування. Під час формування агроекосистеми соняшнику слід зважати на ґрунтово-кліматичні умови, які мають якнайповніше відповідати біологічним особливостям цієї культури.

Створення селекціонерами високоолеїнових гібридів

Протягом тривалого часу вважали, що харчові якості соняшникової олії безпосередньо пов’язані з високим умістом в ній лінолевої кислоти. Незамінність лінолевої і ліноленової кислот у харчуванні спонукали багатьох авторів назвати їх вітамінами F. Всі інші жирні кислоти можуть синтезуватися в організмі тварин із вуглеводів та білків, але в цьому разі утворюються головним чином насичені жирні кислоти (стеаринова і пальмітинова) та в меншій кількості — олеїнова. Хоча лінолева кислота для організму людини є незамінною, надлишок її в олії соняшнику знижує його стійкість під час зберігання і харчові якості (веде до окислення і згіркнення), а також робить олію шкідливою для здоров’я. У добовому раціоні достатньо 4 г лінолевої кислоти. Отже, немає потреби домагатися високого вмісту лінолевої кислоти в харчовій соняшниковій олії, а, навпаки, бажано мати у складі харчової олії більше олеїнової кислоти внаслідок зменшення вмісту лінолевої. Найкраща кулінарна рослинна олія — оливкова, що містить всього 15% лінолевої кислоти. Олії, що містять 65−75% лінолевої кислоти, цінніші для технічних цілей і менш придатні для харчових.

За останні роки у світі спостерігаються чіткі тенденції до поліпшення харчової цінності соняшникової олії підвищенням в олії вмісту олеїнової кислоти. Це стало можливим у результаті створення селекціонерами високоолеїнових гібридів.

Високоолеїновий соняшник — це соняшник з умістом в олії олеїнової кислоти -9 (мононенасичена жирна кислота) понад 82% і низьким умістом лінолевої кислоти, -6 (поліненасичена жирна кислота). Такий тип соняшнику виведено традиційними методами селекції, і генетичний потенціал умісту олеїнової кислоти в ньому є найвищим серед усіх олійних культур (до 95%). Олія, виготовлена з такого соняшнику, має безліч корисних властивостей і навіть може конкурувати з оливковою олією.

Високоолеїнова олія має такі переваги:

• вона стійка до окислення, що робить її придатною для приготування їжі за високих температур;
• термін її зберігання довший, ніж термін зберігання звичайних олій;
• має поліпшену стабільність, тобто кращу стійкість до прогіркання, тож не потребують гідрогенізації;
• має високий уміст вітаміну Е — 45 мг/100 г;
• споживання високоолеїнової олії замість трансжирів сприяє зниженню рівня серцево-судинних захворювань;
• під час термічної обробки та гідролізації високоолеїнової олії утворюються переважно цисізомери, тобто природний варіант жирних кислот.

Розвиток високоолеїнового сегмента є вельми перспективним та інноваційним напрямом, поготів, що сучасні гібриди олеїнового типу не поступаються традиційним. З тим за них ще й можна одержати премію, яка може повністю компенсувати вартість насіння на гектар.

Українські виробники, переробники та трейдери агропродукції в останній час приділяють усе більше уваги вирощуванню високоолеїнових гібридів соняшнику. Однією з причин такої зацікавленості є глобальний тренд на споживання корисної для здоров’я продукції. Загалом середньорічний темп зростання споживання високоолеїнових олій у світі становить 6,5 %.

У 2021/22 МР посівні площі високоолеїнового соняшнику скоротились на 10% проти попереднього сезону, що став не найкращим роком для аграріїв. Починаючи із січня 2021 року, високоолеїнове насіння продавали за ціною звичайної сировини й частково було перероблено разом із таким соняшником. Утім, урожай отримано понад 1 млн тонн (+6% до 2020/21 МР) внаслідок зростання врожайності. Експорт високоолеїнової олії скоротився на 24% до 2020/21 МР. Ключовим чинником для України стає війна, блокування портів, проблеми логістики. Проте Україні вдалося зберегти ринки збуту, високоолеїнову олію експортували до більш ніж 50 країн світу. Серед ключових імпортерів наростили закупівлі країни ЄС — на 2% проти 2020/21 МР та США — на 18%.

У 2021/22 МР відновлюються премії в ціні високоолеїнового соняшнику, але у 2022/23 МР очікується суттєве скорочення посівних площ високоолеїнового соняшнику — до 55% до 2021/22 МР. Ринок зазнав негативного впливу військового чинника: крім зниження площ внаслідок окупованих територій, невизначеність і ризики призвели до скорочення імпорту насіння в найпродуктивніші для їх закупівлі місяці — лютий і березень. Ураховуючи поточну ситуацію й позитивні чинники, маємо потенціал щодо вирощування високоолеїнового соняшнику цього року. Сподіваємось, що умови, які складатимуться надалі, дозволять реалізувати його в повному обсязі.

Олія з високим умістом олеїнової кислоти набагато краща у використанні в кулінарії, починаючи від запікання і закінчуючи салатами й закусками. Вміст вітаміну Е (альфа-токоферолу) найвищий серед олійних культур що є природним антиоксидантом, який ще називають «вітаміном молодості» суттєво зміцнює імунітет людини. Високоолеїнову соняшникову олію можна вживати окремо як дієтичну добавку, як джерело полівітамінів, для місцевого лікування тощо. Вони призводять до зменшення вмісту холестерину й канцерогенів у приготуванні їжі.

Економічний ефект застосування високоолеїнової олії

Високоолеїнова олія може дати помітний економічний ефект при заміні ними звичайних олій за рахунок підвищення терміну зберігання та якості готової продукції. Соняшникову олію з високим умістом олеїнової кислоти можна використовувати для приготування вищих сортів овочевих і рибних консервів (замість оливкової олії), продуктів «у фритюрі», жиророзчинних вітамінів (завдяки підвищеній стійкості високоолеїнової олії до окислення приготовані на ній продукти мають триваліший термін придатності). Висока стійкість олії до окислення за тривалого зберігання дозволить створювати певні (страхові) її запаси зберігати її довший час без зниження якості. Використання у виробництві високоолеїнових гібридів соняшнику сприятиме збільшенню виходу вищих сортів олії по кислотному числу, що може позитивно позначитися на її експорті.

Водночас потужним стимулом для зростання площ високо олеїнового соняшнику у світі є придатність його переробки на біодизель. І знову вся справа в олеїновій кислоті. Паливні характеристики прямо залежать від співвідношення лінолевої та олеїнової кислот. Тільки за високого відсотка олеїнової кислоти його (палива) експлозивні дані відповідатимуть чинним вимогам. Вочевидь, олія, отримана з високоолеїнового соняшнику, є найкращою сировиною для біопалива. Її добавки до олій, які одержали з інших культур (ріпаку, сої, арахісу, кукурудзи), істотно поліпшують якість отримуваного біопалива. І ось чому. Біодизель є нічим іншим, як сумішшю ефірів — продуктів взаємодії мононасичених (олеїнової, ерукової) та поліненасичених жирних кислот (ліноенова, лінолева) зі спиртами (метанол), що постійно стимулює зростання.

За останні роки значна увага приділяється спеціальним селекційним програмам, що спрямовані на створення генетичного матеріалу соняшнику з високим (до 95%) умістом олеїнової кислоти в олії. Олія такого типу відрізняється значно більшою стабільністю за високих температур і низькою окислювальною здатністю. З урахуванням вимог сучасних виробників сільськогосподарської продукції щодо якості сировини селекціонери виконують важливе завдання зі створення нових гібридів соняшнику, які б поєднували високий уміст олеїнової кислоти з продуктивністю, високим умістом олії в насінні, оптимальною тривалістю вегетаційного періоду, стійкістю до основних збудників хвороб і паразитів, а також пристосованістю до інтенсивних технологій вирощування.

_______________________

В сучасній селекції соняшнику набуває особливого значення перерозподілення жирнокислотного складу олії в бік підвищення вмісту олеїнової кислоти

_______________________

В олії соняшнику класичного (лінолевого) типу кількісно домінують гліцериди лінолевої кислоти. Вони забезпечують F-вітамінну активність олії, однак схильні до окиснення, внаслідок чого утворюються токсичні перекиси й гідроперекиси. Тому в сучасній селекції соняшнику набуває особливого значення перерозподілення жирнокислотного складу олії в бік підвищення вмісту олеїнової кислоти.

Перший у світі високоолеїновий сорт соняшнику Первенець створив краснодарський учений К. І. Солдатов у 1970-х роках. Уміст олеїнової кислоти в його насінні становив близько 70%. Таким чином, на практиці було доведено можливість отримання з насіння соняшнику олії, що не поступається за якістю оливковій. Олія сорту Первенець за жирнокислотним складом дуже близька до оливкової і оцінювалась як повноцінний її замінник у консервній, кондитерській, фармакологічній та інших виробництвах, де застосовуються високі температури, й продукція розрахована на тривале зберігання.

За повідомленням К. І. Солдатова, вивчення кореляційної залежності між умістом олеїнової кислоти в олії насіння високоолеїнового сорту, з одного боку, і основними господарсько-корисними ознаками (олійність, лузжистість, крупність насіння, продуктивність кошика) — з іншого, показало, що в середньому для всієї популяції такої залежності немає. Обчислені коефіцієнти кореляції виявилися близькими до нуля. Проте аналіз зв’язку вмісту олеїнової кислоти з переліченими ознаками по окремих сім’ях показав існування досить тісної залежності. Ці дані свідчать про можливість виведення високоолеїнових сортів і гібридів і створення вихідного матеріалу соняшнику, які одночасно поєднують найкращі господарсько-цінні ознаки.

У розв’язуванні проблем селекції соняшнику на якість олії особливу увагу приділяють виявленню доступного генотипового різноманіття. В селекції на структуру жирнокислотного складу це має вирішальне значення тому, що йдеться про велику кількість компонентів, а також про генетичну організацію процесів, які виникають на їх основі. Потенціал генотипової мінливості за окремими кислотами дає можливість розв’язати проблему вибору стратегії селекції на максимальний (або мінімальний) уміст окремих жирних кислот.

Селекційний процес потребує простих у виконанні, дешевих і надійних методів ідентифікації ліній соняшнику з бажаним умістом тієї чи іншої кислоти. Одним із таких методів є щільність олії, яка залежить від складу жирних кислот, що входять у молекули тригліцеридів, їх молекулярної маси й ступеня насиченості. Так, зі збільшення молекулярної маси щільність насичених жирних кислот зменшується, а щільність ненасичених жирних кислот, що мають однакове число атомів вуглецю в молекулі й різне — подвійних зв’язків, збільшується за збільшення числа зв’язків: олеїнова — лінолева — ліноленова.

У зв’язку з цим у Селекційно-генетичному інституті — НЦНС були проведені дослідження, мета яких — визначення найкращого методу для виділення високоолеїнової олії. Дослідження показали, що для контролю вмісту олеїнової на всіх етапах, як селекційного процесу, так і в умовах товарного виробництва, найбільш інформативним та ефективним є хромотографічний метод. Метод газової хроматографії не потребує великих затрат зразка олії для дослідження, проте висока вартість і складність в обслуговуванні хромотографа роблять його досить затратним. Серед багатьох показників, що залежать від складу жирних кислот, заслуговують на увагу показники заломлення, в’язкості та щільності. Проте тільки показник заломлення завдяки своїй простоті виконання, інформативності й оперативності може використовуватись у процесі селекції на рівні рослини (кошика) для ідентифікації високоолеїнових форм соняшнику, під час приймання та заготівлі партій насіння чи олії для контролю вмісту олеїнової кислоти.

Селекційні досягнення науковців

В Україні селекція соняшнику олеїнового типу проводиться в науково-дослідних установах Національної академії аграрних наук: Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, Селекційно-генетичному інституті — НЦНС та Інституті олійних культур НААН. Приватні компанії та фірми також проводять селекцію соняшнику олеїнового типу.

В Україні в Реєстр сортів рослин України з 2000 року було внесено високоолеїновий гібрид Слов’янин, створений спільно з Інститутом олійних культур НААН та ВНДІОК.

Селекційну програму зі створення високоолеїнових гібридів соняшнику в Інституті рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН розпочато у 1992 році. Тобто в селекції соняшнику лінолевого типу було «більше часу» для створення різноманітних форм, зокрема продуктивніших. У загальній різноманітності гібридів соняшнику гібриди олеїнового типу посідають певну нішу, характеристику якої можна навести як модель гібрида. Однак, «вузькість» ознак, характерна для олеїнових гібридів, супроводжується високими господарськими показниками, що підтверджує можливість створення високопродуктивних олеїнових форм за відносно короткий час (з використанням методів класичної селекції, а саме: інцухт, спрямований добір). До Реєстру сортів рослин України були внесені такі гібриди олеїнового типу: Еней (2002), Ант (2004), Дарій (2005), Псьол (2006), а також Зорепад, Квін та Богун (2008).

З метою забезпечення багатоцільового використання соняшникової олії в Інституті рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН протягом останніх п’ятнадцяти років здійснюється спеціальна селекційна програма з покращення якості олії. Її метою є створення гібридів з оліями альтернативного типу, що максимально пристосовані до конкретних промислових сфер.

Спільні дослідження науковців Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН (Харків) та Селекційно-генетичного інституту — НЦНС (Одеса) в рамках ПНД НААН 15 «Соняшник» дозволило створити низку високоврожайних гібридів соняшнику олеїнового типу: Гектор, Кадет (2011) та Ореол (2013).

Селекцію на якість олії проводять також і в Селекційно-генетичному інституті — НЦНС (Одесса). Селекціонери інституту створили низку гібридів соняшнику олеїнового типу: Одор (2006) — 87% олеїнової кислоти в олії, Романтик (2012) — 55%, Антрацит (2009) — 70–75% та гібрид Олівер 90 (2008) з умістом 90% олеїнової кислоти в олії. У 2021 році до Реєстру сортів рослин України внесено новий високоолеїновий трилінійний середньоранній гібрид Волес з умістом 85% олеїнової кислоти в олії.

Більша частина зареєстрованих у Європі високоолеїнових гібридів соняшнику — це гібриди компанії «Сингента». Для умов України компанія зареєструвала найурожайніші гібриди: для традиційної технології — це гібриди СИ Арко, Тутті та СИ Отело, для технології Clearfild — Коломбо, СИ Експерто, Толенто та СИ Флаві КЛП, а для технології Sumo — гібрид Суванго. Всі ці гібриди характеризуються вмістом 85–92% олеїнової кислоти в олії .

До речі, компанія «Сингента» ініціювала створення «Високоолеїнового клубу», у якому беруть участь виробники високоолеїнової олії, дистриб’ютори, переробники, а також підприємства-споживачі, такі як PepsiСo, сегмент HoReCa.

В Україні також вирощують високоолеїнові гібриди селекції компанії «Піонер»: П64ГГ142, П64ГГ106, П64ГГ150, П64ГГ118, П64ГГ144, П64ГГ132, ПР64H45 (Піонер), а також компанії Лімагрейн ЛГ50797 КЛП, ЛГ5030, ЛГ5492 ХОКЛ, ЛГ5452 ХОКЛ, які також характеризуються вмістом 85–92% олеїнової кислоти в олії.

У США практично 100% вирощуваного соняшнику становлять гібриди із середнім (понад 55%) та високим (понад 82%) умістом олеїнової кислоти в олії. Станом на 2020 рік,70% площ під вирощування соняшнику у Франції — гібриди з високим умістом олеїнової кислоти в олії.

Порівняння високоолеїнових сортів із низькоолеїновими дозволило встановити, що в процесі накопичення жиру кількісне співвідношення між жирними кислотами значно змінюється через різницю в інтенсивності їх синтезу. Низка дослідників, що вивчали біосинтез лінолевої кислоти, вважають, що вона утворюється з олеїнової, особливо після того, як закінчився процес накопичення олії в насінині. Цей висновок зроблено на підставі встановленого факту високої негативної кореляції між лінолевою і олеїновою жирними кислотами (r від –0,84 до –0,99) і зниження відносної концентрації олеїнової кислоти в олії й абсолютного її вмісту в насінні за збільшення концентрації лінолевої кислоти, що повинно вказувати на їх функціональну залежність і визначатися їх біо­синтезом.

За даними Н. Ф. Дублянської, спрямованість біосинтезу жирних кислот у сортів соняшнику з різною олійністю однакова, крім того, абсолютне накопичення олеїнової кислоти в насінині відбувається паралельно з накопиченням олії. Максимальний уміст її спостерігається за кілька днів до настання фізіологічної зрілості, потім стрибкоподібно падає, після чого спостерігається поступове зниження. Одночасно зростає кількість лінолевої кислоти, й у період максимального олієутворення вона стає основною жирною кислотою у складі олії. Сумарний уміст насичених кислот незалежно від олійності насіння і ступеня їх зрілості лишається постійним або дещо знижується. Насичених кислот у насінні високоолійного сорту в півтора раза більше, ніж у низькоолійного.

У дослідженнях Є. В. Попової низькоолійний сорт (уміст олеїнової кислоти 31,0%) характеризувався інтенсивнішим накопиченням лінолевої кислоти, порівнюючи з високоолійним (уміст олеїнової кислоти 21,4%), проте спрямованість біосинтезу жирних кислот була однаковою. Спочатку концентрація олеїнової й лінолевої кислот в олії зростає паралельно її накопиченню, потім, коли інтенсивність приросту олії зменшується (10–15 днів після цвітіння), швидкість синтезу олеїнової кислоти сповільнюється і збігається зі збільшенням утворення лінолевої.

Установлено також, що лінолева кислота в олії насіння соняшнику синтезується в нічний час, а олеїнова — в денний. Тимчасову розмежованість у біосинтезі насичених кислот автори пояснюють наявністю двох ферментних систем, одна з яких відповідальна за біосинтез олеїнової кислоти, а інша — лінолевої з олеїнової. Перша система функціонує безперервно, друга — в нічний час доби.

Основними чинниками зовнішнього середовища, що змінюються протягом доби, є освітленість і температура. Проте збільшення тривалості освітлення, яке спостерігається в північних широтах вирощування соняшнику, не призводить до зменшення відносного накопичення лінолевої кислоти. Можливо, більш безпосереднє значення для функціонування тієї або іншої ферментної системи і, зрештою, встановлення певного співвідношення олеїнової і лінолевої кислот в олії, має температура і пов’язані з нею зміни умов навколишнього середовища (нічний час — прохолодніший період доби).

Особливості насінництва високоолеїнових гібридів

Фенотипічна нестабільність ознаки високоолеїновості створює додаткові ускладнення в процесі насінництва як високоолеїнових гібридів, так і їх батьківських форм. За вільного запилення різного селекційного матеріалу у зв’язку з різноякісністю пилку спостерігаються значні коливання кількості олеїнової кислоти в олії насіння вільно запилених рослин вже в рік запилення.

Найвищий відсоток умісту олеїнової кислоти має насіння сортів, одержаних за самозапилення або сібсзапилення, як порівняти з насінням, одержаним за відкритого запилення або контрольного запилення із сортами низькоолеїнового типу.

Установлено, що перезапилення рослин сорту Первенець пилком звичайних сортів у цей же рік приводило до зниження вмісту олеїнової кислоти в насінні на 6−8%. Усунення перезапилення сорту Первенець пилком сортів із низьким умістом олеїнової кислоти дозволило зберегти в насінні першої і другої репродукцій високий рівень її вмісту. Тому у вирощуванні насіння на товарні цілі слід витримувати просторову ізоляцію не менше ніж 2 км, а на насінницьких ділянках, окрім того, проводити ретельну сортову прополку. Якість насіння і олії, що виробляється з них, погіршується за порушення термінів збирання, режиму післязбиральної обробки й умов зберігання насіння, а також за ураження рослин і насіння патогенною мікрофлорою.

У зв’язку з цим потрібен постійний контроль за якістю насіння високоолеїнових сортів і гібридів соняшнику, і, зокрема, вмістом в олії олеїнової кислоти. Особлива увага повинна бути приділена оцінюванню окремих елітних рослин за потомством у процесі первинного насінництва батьківських ліній.

_______________________

Розглядаючи економічні показники вирощування класичних і високоолеїнових гібридів соняшнику можна віддати однозначну перевагу останнім за умови однакової урожайності, тому що затрати на вирощування одиниці продукції на одному рівні, а величина чистого прибутку перевищує класичні гібриди за рахунок відповідної премії, яку зернотрейдера готові сплачувати аграріям

_______________________

Технологія вирощування високоолеїнового соняшнику — традиційна для соняшнику. Рекомендується дотримуватися таких умов: просторова ізоляція від класичного соняшнику має становити не менше як 200–400 м; якщо немає такої можливості, слід підбирати гібридний склад згідно з групами стиглості, щоб забезпечити цвітіння в різні строки й уникнути перезапилення зі звичайним соняшником. Не рекомендується також вирощувати високоолеїновий соняшник у зонах із різкоконтинентальним кліматом, бо різкі коливання нічних і денних температур під час цвітіння можуть суттєво знизити рівень олеїнової кислоти в олії. Розглядаючи економічні показники вирощування класичних і високоолеїнових гібридів соняшнику можна віддати однозначну перевагу останнім за умови однакової урожайності, тому що затрати на вирощування одиниці продукції на одному рівні, а величина чистого прибутку перевищує класичні гібриди за рахунок відповідної премії, яку зернотрейдера готові сплачувати аграріям.

Попит на високоолеїновий соняшник на сьогодні формують в основному країни Євросоюзу, і в найближчому майбутньому очікується його підвищення у зв’язку із запровадженням обов’язкового маркування продуктів із зазначенням джерела олії. Для виробників соняшнику в Україні це унікальна можливість одержати додатковий прибуток із кожного гектара без додаткових витрат, а також застрахуватися від коливань цін на продукцію.

Борис ВАРЕНИК, канд. с-г. наук, заступник директора, доцент
Альона ІЛЬЧЕНКО, наукова співробітниця, докторка філософії
Селекційно-генетичний інститут —
Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення