CC BY
109
УДК / UDC 634.711.1:631.576:581.19.003.12:631.52
БИОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЯГОД МАЛИНЫ - НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП СЕЛЕКЦИИ НА УЛУЧШЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПЛОДОВ
BIOCHEMICAL ASSESSMENT OF RASPBERRY FRUIT IS THE FIRST STAGE OF BREEDING FOR THE IMPROVEMENT OF CHEMICAL FRUIT COMPOSITION
Матназарова Д.И., аспирант1, младший научный сотрудник2 Matnazarova D.I., Postgraduate Student1, Junior Researcher2 1ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орел, Россия 1Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia 2ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, Орловская область, Россия 2Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding, Orel Region, Russia
E-mail: matnazarova@vniispk
В работе были обобщены литературные данные по содержанию химических веществ в ягодах малины, выращенной в различных регионах России и зарубежных странах. Большое внимание в работе уделяется уровню накопления биохимических компонентов: растворимым сухим веществам, сахарам, органическим кислотам, витаминам С (аскорбиновой кислоте) и Р (фенольным соединениям). По изученным регионам высокое накопление антоцианов в ягодах малины отмечено в Краснодарском крае - 150,5 мг/100 г. В условиях Тамбовской области, Литвы их накопление значительно ниже - 96,6 и 67,3 мг/100 г. Максимальное накопление аскорбиновой кислоты в ягодах малины было в Орловской области - до 42,0 мг/100 г, Оренбуржье - до 38,1 мг/100 г, Испании - до 31,2 мг/100 г. Было установлено, что в условиях юга России Сахаров накапливается значительно больше, органических кислот - меньше, чем в ЦЧР. Минимальная сахаристость ягод малины отмечена в условиях Республики Беларусь. Показано, что в условиях Оренбургской области содержание Сахаров накапливалось больше в год, с меньшим количеством осадков за вегетационный период и большей суммой активных температур. Проведенный сравнительный анализ литературных данных по биохимическому составу ягод коллекционных насаждений малины в разных регионах возделывания показал, что Орловская область является благоприятной для выращивания ягод малины. Выделены сорта с повышенным содержанием аскорбиновой кислоты в ягодах - Бабье лето, Гусар, Журавлик, Кокинская ранняя, Лазаревская, Метеор, Новость Кузьмина, Ранний сюрприз, Скромница, Спутница.
Ключевые слова: малина, регион выращивания, химический состав ягод, растворимые сухие вещества, сахара, органические кислоты, аскорбиновая кислота, антоцианы.
The article sums up the data on the literature survey on the content of chemical substances in fruit of raspberries cultivated in different regions of Russia and abroad. Great attention is paid to the level of accumulation of biochemical components: soluble solids, sugars, organic acids, vitamin C (ascorbic acid) and vitamin P (phenolics). Among the studied regions, the high accumulation of anthocyanins in berries was noted in the Krasnodar territory - 150.5 mg/100 g. In the Tambov region and Lithuania anthocyanins accumulation was lower - 96.6 and 67.3 mg/100 g. Maximal contents of ascorbic acid in raspberries were in the Orel region - up to 42.0 mg/100 g. Orenburg region - up to 38.1 mg/100 g and Spain - up to 31.2 mg/100 g. It was found that in the south of Russia the accumulation of sugars was significantly higher while the content of organic acids was lower than in the Central Black Soil Region. It is shown that in conditions of the Orenburg region the content of sugars was accumulated more in the year with less precipitation during the growing season and a greater amount of active temperatures. The comparative analysis of the research reports on the biochemical composition in the berries of the collection plantings of raspberries in different regions of cultivation shows that the Orel region is favorable for raspberry cultivation. Raspberry cultivars with higher content of ascorbic
acid in berries have been identified: "Babye Leto", "Gusar", "Zhuravlik", "Kokinskaya Ranya", "Lazarevskaya", "Meteor", "Novost Kuzmina", "Ranny Surpriz", "Skromnitsa" and "Sputnitsa". Key words: raspberry, region of cultivation, chemical composition of berries, soluble solids, sugars, organic acids, ascorbic acid, anthocyanins.
Введение. В настоящее время большое внимание уделяется качеству сельскохозяйственной продукции, в том числе и плодово-ягодной. Во многих селекционных учреждениях одним из направлений является - создание сортов с улучшенным химическим составом плодов. Первым этапом селекционной работы является оценка и отбор генотипов, превосходящих существующий сортимент по селектируемому признаку. Химический состав плодов овощных, плодовых и ягодных культур определяется многими факторами, такими как вид, сорт, регион выращивания, погодные условия, спелость, время сбора урожая, сроки и условия хранения и др. Биохимический состав плодов и ягод определяется различными показателями, которые всесторонне характеризуют их свойства, потребительскую ценность и назначение. Сухие вещества, сахара, органические кислоты, витамин С (аскорбиновая кислота), витамин Р (фенольные соединения) являются ценными для организма человека [2, 4, 8].
Цель исследований - на основании существующих литературных данных провести мониторинговое исследование биохимического состава ягод малины, выращенной в различных регионах РФ и зарубежных странах. Выделить регионы возделывания малины с оптимальными показателями биохимического состава ягод.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в рамках диссертационного исследования.
Объектом изучения стали различные регионы Российской Федерации и некоторые зарубежные страны.
Результаты и обсуждение. Проводя сравнительный мониторинг показателей биохимического состава ягод малины, выращенной в различных условиях ЦЧР, с другими регионами РФ, странами ближнего и дальнего зарубежья нами получены следующие данные.
Содержание растворимых сухих веществ составило: Брянская область - 8,9%, Оренбургская область - 12,1%, Орловская область - 12,6%, Тамбовская область -10,5%, Республика Беларусь - 10,0%, Болгария - 11,4%, Литва - 11,3% (табл. 1). Наименьшее значение признака отмечено в сортообразцах малины, выращенных в Республике Беларусь (6,1%), наибольшее - в Болгарии (16,5%) [2-6, 13, 19].
Основными сахарами, содержащимися в ягодах малины, являются моносахариды глюкоза и фруктоза и дисахарид - сахароза. Исходя из литературных источников, в ягодах малины в зависимости от зоны выращивания содержится Сахаров: Брянская область - 4,2-7,1%, Краснодарский край - 7,310,1%, Ленинградская область - 5,9%, Оренбургская область - 7,0%, Орловская область - 4,70-8,78%, Республика Адыгея - 7,1%, Тамбовская область - 4,98,1%, Республика Беларусь - 3,8-5,4%, Болгария - 6,9% [2-5, 9-11, 13]. Минимальная сахаристость ягод малины отмечена в условиях Республики Беларусь. Показано, что в условиях Оренбургской области содержание Сахаров накапливалось больше в год с меньшим количеством осадков за вегетационный период и большей суммой активных температур [4].
Органические кислоты определяют вкус и питательную ценность ягод, влияют на их технологические качества. В организме человека кислоты являются сильными возбудителями секреции поджелудочной железы, благотворно влияют на двигательную активность кишечника, способствуют нормальному течению обменных процессов и пищеварения, обладают радиозащитным действием [8]. Уровень кислотности ягод малины в зависимости от региона возделывания
находился в пределах: Брянская область - от 1,14 до 2,51%; Краснодарский край - от 1,1 до 1,8%; Ленинградская область - 1,80%; Новосибирская область -1,87%; Оренбургская область - 1,52%; Орловская область - от 1,14 до 2,51%; Республика Адыгея - 1,95%; Тамбовская область - от 1,06 до 2,16%; Республика Беларусь - 1,49%; Болгария - 1,82%; Литва - 1,82% [1-6, 9-11, 13, 19].
Таблица 1 - Содержание растворимых сухих веществ, Сахаров, органических кислот в ягодах малины в различных регионах России и зарубежья_
Растворимые сухие вещества, % Сумма Сахаров, % Органические кислоты, % Место произрастания
10 3,8-5,4 1,49 Беларусь [5]
12,1 7 1,52 Оренбургская область [4]
- 5,9 1,8 Ленинградская область [10]
11,3 - 1,82 Литва [19]
- - 1,87 Новосибирская область [1]
- 7,1 1,95 Республика Адыгея [9]
10,5 4,9-8,1 1,06-2,16 Тамбовская область [3]
- 7,3-10,1 1,1-1,8 Краснодарский край [11]
8,9 4,2-7,1 1,14-2,51 Брянская область [2]
12,6 4,7-8,8 1,14-2,51 Орловская область [6]
11,4 6,9 1,82 Болгария [13]
Сравнительный анализ химического состава ягод малины, выращенной в различных регионах РФ и стран зарубежья, показал, что в условиях юга России Сахаров накапливается значительно больше, кислотность их ниже, чем в ЦЧР.
Витамин С (аскорбиновая кислота) повышает работоспособность организма человека, является одним из основных факторов повышения естественной и приобретенной невосприимчивости организма к инфекции. Аскорбиновая кислота известна своими сильными антиоксидантными свойствами. Она участвует в превращении холестерина в желчные кислоты, в образовании коллагена, серотонина, улучшает всасывание железа, происходящее в основном в тонком кишечнике [8, 15]. Существуют данные о нейропротекторном действии аскорбиновой кислоты, в частности, о ее положительном действии при преждевременном старении, профилактике возрастного снижения когнитивных способностей и болезни Альцгеймера [20].
В зависимости от зоны выращивания в ягодах малины содержалось аскорбиновой кислоты: Брянская область - 32,0-44,0 мг/100 г, Краснодарский край - 16,6-32,0 мг/100 г, Тамбовская область - 25,0-38,1 мг/100 г, Республика Беларусь - 6,9-12,3 мг/100 г, Испания - 22,1-31,1 мг/100 г, Норвегия - 15,4-32,0 мг/100 г, Великобритания - 26 мг/100 г (табл. 2) [1 -3, 5, 11, 14, 17, 18].
Таблица 2 - Содержание аскорбиновой кислоты (мг/100 г) в ягодах малины в различных регионах России и зарубежья _
Содержание аскорбиновой кислоты, мг/100 г Место произрастания
25,0-38,1 Тамбовская область [3]
16,6-32,0 Краснодарский край [11]
19,7-42,0 Орловская область [6]
32 Брянская область [2]
6,9-12,3 Беларусь [5]
22,1-31,1 Испания [14]
26 Великобритания [17]
15,4-32 Норвегия [18]
Содержание аскорбиновой кислоты в ягодах сортов малины, выращенных в условиях Орловской области, варьировало от 19,7 (Солнышко) до 42,0 мг/100 г (Кокинская ранняя), при средней сортовой изменчивости признака ^=17,7%). Из изученных 22 сортов у 13-ти содержание аскорбиновой кислоты (мг/100 г) в ягодах было на уровне и выше среднего значения по культуре: Бабье лето (38,3), Беглянка (31,7), Бригантина (31,4), Вольница (31,7), Гусар (38,7), Журавлик (37,0), Кокинская ранняя (42,0), Лазаревская (34,5), Метеор (32,6), Новость Кузьмина (34,5), Ранний сюрприз (38,7), Скромница (34,7), Спутница (37,3) [6].
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) подчеркивает важность антиоксидантной активности фенольных компонентов, особенно из плодов ягодных культур, для профилактики наиболее важных проблем со здоровьем, а именно сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, рака и ожирения. Высокое накопление антоцианов в ягодах малины отмечено в Краснодарском крае (в среднем по сортам - 150,5 мг/100 г) (табл. 3) [11]. В условиях Тамбовской области, Литвы их накопление значительно ниже (в среднем по сортам - 96,6 и 67,3 мг/100 г соответственно) [3, 19]. Содержание антоцианов в ягодах малины в странах Северной Европы - 19-51 мг/100 г, в северной части Грузии - 35,1-49,1 мг/100 г, в США в штате Орегон - 65 мг/100 г [12, 16, 21].
Таблица 3 - Содержание антоцианов в ягодах малины (мг/100 г) в различных регионах России и зарубежья__
Содержание антоцианов, мг/100 г Место произрастания
96,6 Тамбовская область [3]
85,2-153,4 Краснодарский край [11]
67,3 Литва [19]
65 США, штат Орегон [21]
19-51 Финляндия [12]
35,1-49,1 Грузия, Иверия [16]
Выводы. Таким образом, проведенный сравнительный анализ биохимических показателей ягод коллекций сортов малины в разных регионах показал, что малина - распространенная ягодная культура в РФ и странах зарубежья. Это обусловлено богатым химическим составом ее плодов. Установлено, что Орловская область также является благоприятной для выращивания сортообразцов малины с улучшенным биохимическим составом ягод; выделены сорта с высоким содержанием аскорбиновой кислоты - Бабье лето, Гусар, Журавлик, Кокинская ранняя, Лазаревская, Метеор, Новость Кузьмина, Ранний сюрприз, Скромница, Спутница.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Бохан И.А., Ротачёв С.А. Оценка новых ремонтантных сортов малины по биохимическому составу ягод // Плодоводство и ягодоводство России. 2008. Т. XIX. С. 25-27.
2. Евдокименко С.Н., Бохан И.А., Никулин А.Ф. Оценка сортов ремонтантной малины по биохимическим показателям ягод // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2008. С. 25.
3. Жбанова Е.В., Ознобкина Е.И. Сравнительная биохимическая оценка сортового фонда малины в разных регионах // Известия Тимирязевской СХА. 2013. № 6. С. 127-132.
4. Кильдиярова P.P., Джураева Ф.К. Биохимическая оценка ягод малины в условиях Оренбургской области // Оптимизация технолого-экономических параметров структуры агроценозов и регламентов возделывания плодовых
культур и винограда. Т. I: Тематический сборник материалов Междунар. науч.-практ. конф. // Краснодар, 2008. С. 232-236.
5. Лёгкая Л.В., Липская С.Л. Биохимический состав плодов сортов малины ремонтантного типа // Плодоводство: науч. тр. РУП «Ин-т плодоводства». Самохваловичи, 2008. Т. 20. С. 195-201.
6. Макаркина М.А., Янчук Т.В. Оценка сортов и ягодных культур, выращенных в условиях ЦФР РФ, по биохимическим показателям плодов // Достижение науки и техники АПК. 2010. № 10. С. 26-29.
7. Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков [и др.] / Под ред. А.И. Ермакова. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. 430 с.
8. Седов Е.Н., Макаркина М.А., Левгерова Н.С. Биохимическая и технологическая характеристика плодов генофонда яблони. Орёл: ВНИИСПК, 2007. С. 312.
9. Семёнова Л.Г., Добренков Е.А. Химический состав плодов малины и ежевики в условиях предгорной зоны Адыгеи // Состояние и перспективы развития ягодоводства в России: материалы Всерос. науч.-метод. конф. Орёл, 2006. С. 258-261.
10. Снежко И.А. Особенности развития и продуктивности сортов ремонтантной малины на Северо-западе РФ (на примере Ленинградской области): автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Санкт-Петербург, 2012. 23 с.
11. Чалая Л.Д., Причко Т.Г., Хилько Л.А., Смейлик Т.Л. Особенности накопления биологически активных веществ в ягодах малины, выращенных в условиях юга России // Плодоводство и ягодоводство России. 2009. № 2. С. 367-376.
12. Anttonen M.J., Karjalainen R.O. Environmental and genetic variation of phenolic compounds in red raspberry // Human Nutrition. 2005. № 63(3). P. 147-156. DOI: 10.1016/j.jfca.2004.11.003.
13. Бойчева P., Лазаров И. Биохимичен състав на малиновите плодове // Растениевдни науки. София. 1999 (XXXVI3). 162-169.
14. De Ancos B., González E.M., Cano M.P. Ellagic acid, vitamin C, as well as the total phenolic content and the ability to radical purge affect the freezing and frozen storage of raspberry fruits // Applied Biological Chemistry. 2000. № 55(5). P. 633-642. DOI: 10.1021/Jf0001684.
15. Nutr J. Vitamin C in human health and disease is still a mystery? // An overview. Journal of Food Composition and Analysis. 2003. № 2. P. 705-713. DOI: 10.1186/1475-2891-2-7.
16. Antioxidant capacity, phenol, anthocyanin and ascorbic acid content in raspberries, blackberries, red currants, gooseberries and dogwood / G.E. Pantelidis [et al.] // Chemistry. 2007. № 102. P. 777-783. DOI: 10.1016/j.foodchem.2006.06.021.
17. The antioxidant activity of regularly consumed fruit and vegetables reflects their phenolic and vitamin C composition / A.R. Proteggente [et al.] // Free Radic Res. 2002. № 36. P. 217-233. DOI: 10.1080/10715760290006484.
18. Quality of red raspberry Rubus idaeus L. cultivars after storage in controlled and normal atmospheres / K. Haffner [et al.] // Postharvest, Biol Technol. 2002. № 24. P. 279-289. DOI: 10.1016/S0925-5214(01)00147-8.
19. Chemical Composition and Antioxidant Activity of Small Fruits / P. Viskelis [et al.] // https://www.researchgate.net/publication/221928723_Chemical_Composition_and_A ntioxidant_Activity_of_Small_Fruits (дата обращения: 21.10.2019).
20. Winterbourn C.C. Reconciles the chemistry and biology of reactive oxygen species // Nat Chem Biol. 2008. № 4. P. 278-286.
21. Wada L. Antioxidant activity and the final content // Oregon caneberries. 2002. № 50. P. 3495-3500. DOI: 10.1021 / Jf011405l.
