ES2241446B1 - Aceite de semilla de mostaza etiope con alto contenido en acido linolenico. - Google Patents
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Abstract
Aceite de semilla de mostaza etiope con alto contenido en ácido linolénico. Aceite vegetal obtenido de semillas de mostaza etíope (Brassica carinata) modificadas mediante un proceso de mejora genética convencional. Este aceite carece de ácido erúcico y presenta un elevado contenido en ácido linolénico, lo que le confiere propiedades de aceite secante de gran valor en la fabricación de tintas, barnices, pinturas, lacas, etc., así como en la industria oleoquímica.
Description
Aceite de semilla de mostaza etíope con alto
contenido en ácido linolénico.
La presente invención se enmarca en el sector de
la agricultura, debido a que se trata de un nuevo tipo de aceite
producido por semillas de plantas mejoradas genéticamente. Este
nuevo tipo de aceite tiene una amplia gama de aplicaciones
industriales, principalmente como aceite secante en las industrias
de tintas, pinturas, barnices, lacas,
etc.
etc.
El ácido linolénico es un ácido graso
poliinsaturado (18:3 n-3) que confiere a los aceites en los
que se encuentra presente en altas concentraciones unas propiedades
tecnológicas únicas como aceites secantes, que los hace idóneos
para su empleo en formulaciones comerciales de tintas, barnices,
pinturas, lacas, etc. Asimismo, los aceites ricos en ácido
linolénico tienen una amplia gama de aplicaciones como materia prima
renovable en la industria oleoquímica (A. Overeem y col., Seed oils
rich in linolenic acid as renewable feedstock for
environment-friendly crosslinkers in powder
coatings, Industrial Crops and Products, 10:
157-165, 1999). En la actualidad, el principal
aceite secante empleado es el aceite obtenido de las semillas de
lino (Linum usitatissimum L.), conocido como aceite de
linaza, que posee entre el 45% y el 60% del total de ácidos grasos
en forma de ácido linolénico (F.B. Padley y col., Occurrence and
characteristics of oils and fats, En: The Lipid Handbook, ed. F.D.
Gunstone, J.L. Harwood y F.B. Padley, London: Chapman & Hall,
pp 47-223, 1994).
La mostaza etíope es una especie vegetal
autóctona de Etiopía, donde se cultiva a pequeña escala como
verdura y como planta oleaginosa, debido a que sus semillas
contienen alto contenido en aceite. Trabajos realizados en
diferentes partes del mundo han demostrado las ventajas de la
mostaza etíope frente a otras especies como la colza (Brassica
napus) y la mostaza india (Brassica juncea), cuando se
cultivan en regiones semiáridas, debido a su mayor resistencia a la
sequía (E. Fereres, J. M. Fernández Martínez, I. Mínguez y J.
Domínguez: Productivity of Brassica juncea and Brassica
carinata in relation to rapeseed, B. napus. I. Agronomic
Studies. En: Proc. 6th Int. Rapeseed Conf., Paris, Francia 1983,
pág. 293-298). Otra de las ventajas de la mostaza
etíope respecto a otras Brassicas oleaginosas es su mayor
resistencia o tolerancia a plagas y enfermedades (I.J. Anand, J.P.
Sing y R. S. Malik : B. carinata a potential oilseed crop
for rainfed agriculture. Eucarpia Cruciferae Newsletter 10:
76-78. 1985; R.K. Gugel, g.
Seguin-Swartz y A. Petrie: Pathogenicity of three
isolates of Leptosphaeria maculans on Brassica
species and other crucifers. Can. J. Plant Pathol. 12:
75-82. 1990).
El aceite de mostaza etíope posee de forma
natural un alto porcentaje de ácido erúcico, entre el 38% y el 45%
(A. Getinet "Review on breeding of Ethiopian mustard, Brassica
carinata A. Braun", Proceedings 7th International Rapeseed
Conference, pag. 593-597, 1987). No obstante, se
han desarrollado hasta la fecha tres tipos de semillas de mostaza
etíope que producen aceite con bajo contenido en ácido erúcico. El
primer tipo se obtuvo a través de un programa de cruzamientos entre
diferentes plantas de mostaza etíope con niveles intermedios de
este ácido graso (L.C. Alonso y col. "The outset of a new oilseed
crop: Brassica carinata with low erucic acid content",
Proceedings 8th International Rapeseed Conference, pag.
170-176, 1991). El segundo tipo se obtuvo mediante
cruzamientos interespecíficos entre plantas de mostaza etíope con
alto contenido en ácido erúcico y plantas de mostaza india (B.
juncea [L.] Czern.) carentes de ácido erúcico (A. Getinet y
col. "Development of zero erucic acid Ethiopian mustard through
interspecific cross with zero erucic acid Oriental mustard", Can.
J. Plant Sci. 74:793-795, 1994). El tercer tipo se
obtuvo mediante cruzamientos interespecíficos de plantas de mostaza
etíope con alto contenido en ácido erúcico con plantas de mostaza
india (B. juncea [L.] Czern.) y colza (B. napus L.)
carentes de ácido erúcico (J.M. Fernández-Martínez
y col., Registration of zero erucic acid Ethiopian mustard genetic
stock 25X-1, Crop Science 41: 282). La composición
en ácidos grasos de los tipos de semilla cero erúcico, así como del
tipo normal, se presenta en la Tabla 1. El contenido en ácido
linolénico de algunos de los tipos de semillas de mostaza etíope
carentes de ácido erúcico resultó considerablemente elevado en
relación al material estándar alto erúcico, aunque los niveles
máximos alcanzados (<25%) fueron muy inferiores a los niveles
presentes en los principales aceites secantes, como el aceite de
linaza
(>45%).
(>45%).
| (1) \begin{minipage}[t]{150mm} A. Getinet "Review on breeding of Ethiopian mustard, Brassica carinata A.Braun", Proceedings 7th International Rapeseed Conference, pag. 593-597, 1987.\end{minipage} |
| (2) \begin{minipage}[t]{150mm} L.C. Alonso y col. "The outset of a new oilseed crop: Brassica carinata with low erucic acid content", Proceedings 8th International Rapeseed Conference, pag. 170-176, 1991.\end{minipage} |
| (3) \begin{minipage}[t]{150mm} A. Getinet y col. "Development of zero erucic acid Ethiopian mustard through interspecific cross with zero erucic acid Oriental mustard", Can. J. Plant Sci. 74:793-795, 1994.\end{minipage} |
| (4) \begin{minipage}[t]{150mm} J.M. Fernández-Martínez y col., Registration of zero erucic acid Ethiopian mustard genetic stock 25X-1, Crop Science 41: 282.\end{minipage} |
Uno de los objetos de la invención es un aceite
vegetal obtenido de semillas de mostaza etíope (nombre científico
Brassica carinata A. Braun) modificadas genéticamente
mediante un proceso de mejora genética convencional que no implicó
la producción de plantas transgénicas. Este aceite carece de ácido
erúcico (menos del 0.5% en peso), y presenta un elevado contenido
en ácido linolénico, entre el 30% y el 60% en peso del total de
ácidos grasos en el aceite, lo que le confiere propiedades de aceite
secante de gran valor en la fabricación de tintas, barnices,
pinturas, lacas, etc, así como en la industria oleoquímica. En
algunos casos el contenido en ácido linolénico de este aceite es
siempre superior al 45%. Adicionalmente, este aceite vegetal
presenta también un elevado contenido en ácido linoleico, entre el
25% y el 50% del total de ácidos grasos, de forma que la suma de
ácidos grasos poliinsaturados (ácidos linoleico y linolénico) se
encuentra entre el 60% y el 85% del total de ácidos grasos en el
aceite, siendo en algunos casos esta suma de ácidos grasos
poliinsaturados siempre superior al 70%. Los restantes ácidos
grasos presentes en el aceite de mostaza etíope objeto de la
presente invención están comprendidos entre el 4% y el 10% en peso
de ácido palmítico; entre el 0.5% y el 2% en peso de ácido
esteárico; entre el 10% y el 35% en peso de ácido oleico; e
inferior al 4% en peso de ácido eicosenoico. El contenido de otros
ácidos grasos menores (mirístico, palmitoleico, behénico,
nervónico) es siempre inferior al 2% en peso. El contenido en ácido
erúcico puede ser inferior al 0.1% e incluso inferior al 0.05% en
peso.
El aceite vegetal objeto de la presente
invención puede ser utilizado como aceite secante en formulaciones
de pinturas, barnices, lacas, tintas, protectores de maderas y
suelos, etc, así como en alimentación humana y animal.
Para la obtención de las plantas modificadas
genéticamente cuyas semillas producen el aceite objeto de la
presente invención, se ha llevado a cabo un largo proceso de mejora
genética consistente en (1) programa de mutagénesis química, (2)
programa de cruzamientos entre plantas mutantes con alto contenido
en ácido oleico y alto contenido en ácido erúcico y plantas de una
línea de mostaza etíope con bajo contenido en ácido linolénico y
alto contenido en ácido erúcico, y (3) programa de recombinación
genética entre productos obtenidos en el programa de cruzamientos y
una línea de mostaza etíope con bajo contenido en ácido
erúcico.
El programa de mutagénesis química consistió en
el tratamiento de semillas normales con un producto químico con
propiedades mutagénicas, esto es, capaz de inducir mutaciones en el
ADN de la planta. Para que estas mutaciones resulten útiles, deben
ser heredables, por lo que al tratamiento mutagénico siguió un
proceso de varios años consistente en la identificación y fijación
de aquellas mutaciones heredables que eran transmitidas de
generación en generación. Como resultado de este programa se
obtuvieron plantas de mostaza etíope cuyas semillas presentaban un
incremento en el contenido en ácido oleico respecto a las semillas
de plantas normales, aunque mantenían un contenido en ácido erúcico
similar al de semillas de plantas normales. El programa de
mutagénesis se llevó a cabo durante cinco generaciones, al cabo de
las cuales se demostró la estabilidad genética del carácter alto
oleico en fondo alto erúcico, independiente de las condiciones de
cultivo de las plantas.
El programa de cruzamientos consistió en el
cruzamiento de plantas con alto contenido en ácido oleico y alto
contenido en ácido erúcico, procedentes del programa de mutagénesis
descrito anteriormente, con plantas con bajo contenido en ácido
linolénico y alto contenido en ácido erúcico procedentes de la
línea de mostaza etíope HF-186, desarrollada con
anterioridad (L. Velasco y col., Selection for reduced linolenic
acid content in Ethiopian mustard [Brassica carinata Braun],
Plant Breeding 116: 396-397, 1997). Este
cruzamiento produjo semillas F_{2} transgresivas que presentaron
un mayor contenido en ácido oleico que los parentales, manteniendo
un contenido en ácido erúcico similar al de aquellos.
El programa recombinación genética entre
productos obtenidos en el programa de cruzamientos y una línea de
mostaza etíope caracterizada por bajo contenido en ácido erúcico se
llevó a cabo durante cuatro generaciones. Las semillas F_{1}
procedentes de los cruzamientos iniciales se sembraron y las
correspondientes plantas F_{1} se autofecundaron, obteniéndose
alrededor de 7500 semillas F_{2}. Estas semillas F_{2} fueron
sometidas a un proceso de cribado mediante la técnica no destructiva
de análisis por reflectancia en el infrarrojo cercano, detectándose
varias semillas caracterizadas por un contenido excepcionalmente
elevado de ácido linolénico y un bajo contenido en ácido erúcico. A
este proceso siguieron dos generaciones adicionales de fijación de
los citados caracteres, tras las que se demostró la estabilidad de
los caracteres alto linolénico y bajo erúcico, independientes de
las condiciones de cultivo de las plantas.
El aceite extraído de estas semillas mantiene el
mismo perfil de ácidos grasos.
Primero
Semillas de mostaza etíope de la línea
C-101, con 9.0% de ácido oleico, fueron sumergidas
en agua a temperatura ambiente durante 16 horas para promover el
ablandamiento de la cubierta externa y, por tanto, favorecer la
penetración del agente mutagénico. Pasado este tiempo, se
sumergieron por un período de 2 horas a temperatura ambiente y con
una agitación continua a 75 r.p.m. en una solución del agente
mutagénico metil-sulfonato de etilo (EMS), preparada
a una concentración del 1% (vol/vol) en tampón fosfato 0.1 M a pH
7. Tras el tratamiento mutagénico las semillas se lavaron durante
10 horas en agua corriente, se secaron, y se sembraron en campo.
Las plantas correspondientes se cosecharon individualmente, y las
semillas de cada una de las plantas cosechadas se sembraron en
campo. Las plantas correspondientes se cosecharon individualmente y
sus semillas se analizaron para conocer su composición en ácidos
grasos. A partir de estos análisis, se seleccionó una planta con un
contenido anormalmente alto en ácido oleico (19.3%). En sucesivas
generaciones se realizó selección para aumentar su contenido en
ácido oleico. La línea se denominó N2-3591 y su
composición media en ácidos grasos, comparada con la línea a partir
de la que se obtuvo, C-101, se muestra en la Tabla
2.
Segundo
Plantas del mutante N2-3591
descrito anteriormente, con alto contenido en ácido oleico (20.4%),
y alto contenido en ácido erúcico (47.0%) se cruzaron con plantas de
la línea HF-186, caracterizada por poseer un bajo
contenido en ácido linolénico (4.9%) y alto contenido en ácido
erúcico (52.3%) en el aceite de sus semillas. El análisis de las
semillas F_{2} reveló la presencia de individuos transgresivos,
con mayor contenido en ácido oleico (29.7%) y similar contenido en
ácido erúcico (49.0%) que los parentales N2-3591 y
HF-186. A partir de estas semillas transgresivas se
realizó un proceso de selección para fijar el carácter alto oleico,
tras lo que se obtuvo la línea GSS1-59, cuya
composición en ácidos grasos en comparación con los parentales
N2-3591 y HF-186 se muestra en la
Tabla 3.
Tercero
Plantas de la línea mutante alto oleico en fondo
alto erúcico, GSS1-59, se cruzaron con plantas de
la línea cero erúcico 25X-1. Las semillas obtenidas
del cruzamiento se sembraron en macetas y las correspondientes
plantas se autofecundaron y se cosecharon individualmente. Las
semillas procedentes de estas plantas se cribaron para la
composición en ácidos grasos de su aceite mediante análisis por
reflectancia en el infrarrojo cercano. De un total de 7500 semillas
analizadas se identificaron cuatro semillas con un contenido en
ácido linolénico superior al 20% en peso del total de ácidos grasos
y un contenido en ácido erúcico inferior al 0.1%. Estas semillas se
sembraron y autofecundaron, procediéndose a una selección durante
dos generaciones para alto contenido en ácido linolénico y bajo
contenido en ácido erúcico. Al cabo de esta selección se obtuvo la
línea ABO2105, cuya composición en ácidos grasos en semilla,
comparada con las líneas a partir de las que se obtuvo, se muestra
en la Tabla 4.
Claims (8)
1. Aceite de semilla de mostaza etíope con alto
contenido en ácido linolénico caracterizado porque dicho
aceite presenta un contenido en ácido erúcico inferior al 0.5% en
peso respecto al total de ácidos grasos del aceite, un contenido en
ácido linolénico comprendido entre el 30% y el 60% en peso, un
contenido en ácido linoleico comprendido ente el 25% y el 50% en
peso, un contenido en ácido palmítico comprendido entre el 4% y el
10% en peso, un contenido en ácido esteárico comprendido entre el
0.5% y el 2% en peso, un contenido en ácido oleico comprendido
entre 10% y el 35% en peso, y un contenido en ácido eicosenoico
inferior al 4%.
2. Aceite de semilla de mostaza etíope con alto
contenido en ácido linolénico según la reivindicación 1,
caracterizado porque el contenido en ácido linolénico es
superior a 45%.
3. Aceite de semilla de mostaza etíope con alto
contenido en ácido linolénico según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque la suma de ácidos grasos poliinsaturados
(ácido linoleico y ácido linolénico) se encuentra entre el 60% y el
85% en peso del total de ácidos grasos en el aceite.
4. Aceite de semilla de mostaza etíope con alto
contenido en ácido linolénico según las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque la suma de ácidos grasos poliinsaturados
(ácido linoleico y ácido linolénico) es superior a 70%.
5. Aceite de semilla de mostaza etíope con alto
contenido en ácido linolénico según las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el contenido en ácido erúcico del aceite
es inferior al 0.1% en peso respecto al total de ácidos grasos del
aceite.
6. Aceite de semilla de mostaza etíope con alto
contenido en ácido linolénico según la reivindicación 5,
caracterizado porque el contenido en ácido erúcico del aceite
es inferior al 0.05% en peso respecto al total de ácidos grasos del
aceite.
7. Utilización de un aceite de semilla de
mostaza etíope según las reivindicaciones 1 a 6 como aceite secante
en formulaciones de pinturas, barnices, lacas, tintas, protectores
de maderas y suelos, etc.
8. Utilización de un aceite de semilla de
mostaza etíope según las reivindicaciones 1 a 6 en alimentación
humana y animal.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200301617A ES2241446B1 (es) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Aceite de semilla de mostaza etiope con alto contenido en acido linolenico. |
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|---|---|
| ES2241446A1 ES2241446A1 (es) | 2005-10-16 |
| ES2241446B1 true ES2241446B1 (es) | 2007-02-16 |
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2241446B1 (es) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2166676B1 (es) * | 1999-11-19 | 2003-07-16 | Consejo Superior Investigacion | Aceite de semilla de mostaza etiope con alto contenido en acido oleico. |
| ES2168046B1 (es) * | 1999-11-19 | 2004-05-16 | Consejo Superior De Investigaciones Cientificas | Aceite de semilla de mostaza etiope con bajo contenido en acido linolenico. |
-
2003
- 2003-07-04 ES ES200301617A patent/ES2241446B1/es not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| VELASCO, L. et al.: "Inheritance of reduced linoleic acid content in the Ethiopian mustard mutant N2-4961", Plant Breeding 121, pp.: 263-265, (2002), ISSN 0179-9541, todo el documento. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2241446A1 (es) | 2005-10-16 |
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