Research Article

Genotypic and environmental variability of tocopherols and phytosterols in linseed (Linum usitatissimum L.) oil^☆

Variabilité génotypique et environnementale des tocophérols et des phytostérols dans l’huile de lin (Linum usitatissimum L.)

¹ Institut Polytechnique UniLaSalle, AGHYLE, UP 2018.C101, 19 rue Pierre Waguet, BP 30313, 60026 Beauvais, France
² TINCTURA, 29260 Ploudaniel, France
³ Université Technologique de Compiègne, UMR CNRS 6022, BP 20529, 60205 Compiègne, France
⁴ Institut Polytechnique UniLaSalle, Université d'Artois, ULR 7519, 19 rue Pierre Waguet, BP 30313, 60026 Beauvais, France
⁵ Research Team in Science and Technology, Higher School of Technology, Ibn Zohr University, Quartier 25 Mars, P.O. Box 3007, Laayoune 70000, Morocco

^* Corresponding author: larbi.rhazi@unilasalle.fr

Received: 23 April 2025
Accepted: 5 August 2025

Abstract

Linseed, Linum usitatissimum L., oil is highly valued for its nutritional and industrial properties, which is due to its unique profile in fatty acids and of minor components such as tocopherols and phytosterols. In this study, we investigated the effects of genotype, growing year, and location on the content and composition of these compounds in L. usitatissimum oil, with a focus on understanding their variability under field conditions. Ten genotypes were cultivated over three growing seasons (2013–2015) in one southern (Lavaur) and two northern (Airaines and Poix-de-Picardie) locations in France. Oil was extracted using a modified protocol and analyzed via high-performance liquid chromatography for tocopherols and gas chromatography-mass spectrometry for phytosterols. Our results revealed a mean total tocopherol content of 403.7 mg/kg oil, with γ −tocopherol as the dominant isoform (397.4 mg/kg oil), and a mean total phytosterol content of 396.7 mg/100 g oil. Notably, genotype accounted for 49% of tocopherol variability, whereas environmental factors, especially location and year, contributed significantly to phytosterol variation (up to 44% variance). The adverse effects of the hotter, drier 2015 season on both compound classes underscore the impact of abiotic stress on oil quality. These findings provide a framework for breeding programs aimed at optimizing L. usitatissimum oil for both nutritional enhancement and industrial applications.

Résumé

L'huile de lin, Linum usitatissimum L., est très appréciée pour ses propriétés nutritionnelles et industrielles, ce qui est dû à son profil unique en acides gras et en composants mineurs tels que les tocophérols et les phytostérols. Dans cette étude, nous avons étudié les effets du génotype, de l'année de culture et du lieu de culture sur la teneur et la composition de ces composés dans l'huile de L. usitatissimum, en nous concentrant sur la compréhension de leur variabilité. Dix génotypes ont été cultivés pendant trois années culturales (2013-2015) dans un site au sud (Lavaur) et deux sites au nord (Airaines et Poix-de-Picardie) de la France. L'huile a été extraite selon un protocole modifié et analysée par chromatographie liquide haute performance pour les tocophérols et par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse pour les phytostérols. Nos résultats ont révélé une teneur totale moyenne en tocophérols de 403,7 mg/kg d'huile, le γ −tocophérol étant l'isoforme dominante (397,4 mg/kg d'huile), et une teneur totale moyenne en phytostérols de 396,7 mg/100 g d'huile. Le génotype représentait 49 % de la variabilité du tocophérol, tandis que les facteurs environnementaux, en particulier le lieu et l'année, contribuaient de manière significative à la variation des phytostérols (jusqu'à 44 % de la variance). Les effets négatifs de la saison 2015, plus chaude et plus sèche, sur les deux familles de composés soulignent l'impact du stress abiotique sur la qualité de l'huile. Ces résultats fournissent un cadre pour les programmes de sélection visant à optimiser l'huile de L. usitatissimum à des fins d'amélioration de la qualité nutritionnelle et des applications industrielles.