Neural network analysis of the fatty acid profile of marigold flowers | Нейросетевой анализ жирнокислотного профиля соцветий бархатцев

英语. Marigold (Tagetes sp.) plants are known as carotenoid source. Two marigold species, T. patula и T. erecta, were cultivated in a greenhouse at natural air humidity, temperature 25-28°C and artificial lighting. Petals of these plants were yellow or orange. The flower buds were underwent to biochemical analysis. The fatty acid content was determined by extraction with a mixture of cyclohexane using gas chromatography-flame ionization detection mass spectrometry (GC-FID/MS). The predominant components in the petals of both species were palmitic (24.3-40.6%), linoleic (13.8-26.9) and stearic (19.3-21.9%) acids. To assess the intensity of cumulative biochemical processes in plants, an original computational neural network ChemNN was used. It allows the calculation of cognitive significance indices (CSIfract1, CSIfract2). The neural network calculations assessed the quality of plant raw materials required for pharmaceutical and cosmetic production. In general, all analyzed samples were characterized by a high, 55.8-77.1%, synthesis percentage of unsaturated fatty acids (UFA) beneficial for human health and low, 20.5-38.5%, yield percentage of saturated ones (SFA). The UFA/SFA ratio index showed that the orange forms of both species synthesize more UFA. The obtained CSIfract1 and CSIfract2 indices confirm that growing yellow-flowered varieties of T. erecta is more promising for the food and medicinal industries. The dominant components in the petals of both species were palmitic (24.3-40.6%), linoleic (13.8-26.9) and stearic (19.3-21.9%) acids. In flowers of both species, stearic and palmitic acids along with lauric and myristic acids formed their own independent homogeneous series of NFAs. The studied fatty acid profiles can be used in the selection of the most valuable and high-yielding plant varieties intended for the extraction of natural pigments.

俄语. Растения рода бархатцы (Tagetes sp.) известны как источники каротиноидов. В оранжерее при естественной влажности, температуре 25-28°С и искусственном освещении выращивали два вида бархатцев (отклоненные и прямостоячие, T. patula и T. erecta), с желтым и оранжевым цветом лепестков. Бутоны подвергали биохимическому анализу. Содержание жирных кислот определяли в экстракции циклогексана методом газовой хромато-масс спектрометрии пламенно-ионизационного обнаружения. Преобладающими компонентами в лепестках обоих видов оказались пальмитиновая (24,3-40,6%), линолевая (13,8-26,9) и стеариновая (19,3-21,9%) кислоты. Для оценки интенсивности накопительных биохимических процессов в растениях использована нейросеть ChemNN, позволяющая проводить расчет индексов когнитивной значимости (CSIfract1, CSIfract2). Нейросеть оценила качество растительного сырья, требуемого для фармацевтического и косметического производств. Образцы характеризовались высоким процентом синтеза полезных для здоровья человека ненасыщенных жирных кислот ННЖК (55,8-77,1%) и низким процентом выхода насыщенных НЖК (20,5-38,5%). Индекс соотношения ННЖК/НЖК показал, что оранжевые формы обоих видов синтезируют большее количество ННЖК. Судя по показателям индексов CSIfract1 и CSIfract2, для нужд пищевой и лекарственной промышленности перспективней выращивать желтоцветковые сорта бархатцев прямостоящих. Доминирующими компонентами в лепестках обоих видов оказались пальмитиновая (24,3-40,6%), линолевая (13,8-26,9) и стеариновая (19,3-21,9%) кислоты. В обоих видах цветов стеариновая и пальмитиновая кислоты, наравне с лауриновой и миристиновой образовали свой независимый гомогенный ряд НЖК. Результаты исследования профилей жирных кислот могут использоваться при селекции наиболее ценных и высокоурожайных сортов растений, предназначенных для экстракции натуральных пигментов.