CC BY
21
6. Ko6iB Ю. Словник укра1нських наукових i народних назв судинних рослин.- К.: Наук. думка, 2004.- 800 с.- (Словники Украни).
7. Ковальов В.М., Павлш О.1., 1сакова Т.1. Фармакогнозiя з основами бiохiмil рослин / За редакщею професора В.М. Ковальова.- Харшв: Прапор, НФАУ, 2000.- 704 с.
8. Лебеда А.П., Джуренко Н.1., 1сайк1на О.П. i iн. Лжарсьш рослини: Енциклопедичний довiдник / Ввдп. ред. А.М.Гродзiнський.- К.: Голов. ред. УРЕ, 1989.- 544 с.
9. Муравьева Д.А. Фармакогнозия.- М.: Медицина, 1981.- 656 с.
10. Определитель высших растений Украины / Доброчаева Д.Н., Котов М.И., Прокудин Ю.Н. и др.-К.: Наук. думка, 1987.- 548 с.
11. Растительные лекарственные средства / Максютина Н.П., Комиссаренко Н.Ф., Прокопенко А.П., Погодина Л.И., Липкан Г.Н.; под ред. Н.П. Максютиной.- К.: Здоров'я, 1985.- 280 с.
12. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР).- СПб.: Мир и семья-95, 1995.- 992 с.
Chemical certification of species of flora of Ukraine, as carriers of physiologically active substances
A.P. Lebeda
The results of chemical inventory of the medicinal plants (MP) of Ukraine flora will serve as basis for the realization of monitoring in the aspect of biodiversity protection; they will eliminate randomness in the selection of deserving plant species for the thorough investigations; they will contribute to the introduction of new MP species into the scientific and practical manipulation and to expansion of raw-material base; they will accelerate the development of new preparations of plant origin; they will increase job productivity of scientists, graduates and students; they will help to avoid duplicating when conducting scientific studies.
БИОХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ПЛОДОВ И ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ ERIOBOTRYA JAPONICA (THUNB.) LINDL. В УСЛОВИЯХ ЮЖНОГО БЕРЕГА КРЫМА
А. К. ПОЛОНСКАЯ, кандидат биологических наук Р. В. ГАЛУШКО , кандидат биологических наук В. Н. ГЕРАСИМЧУК
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр
Введение
Изучение биологически активных веществ (БАВ) растений с целью наиболее полного их использования продолжает оставаться актуальным. С этой позиции внимания исследователей заслуживает мушмула японская, произрастающая на Южном берегу Крыма и являющаяся одновременно как декоративным, так и плодовым растением.
Eriobotrya japónica (Thunb.) Lindl. - мушмула японская - представитель семейства Rosaceae. Естественный ареал - Китай: Гуандун, Гуйчжоу, Сычуань, Хубей, Шеньси на высоте 900-2100 м н. у. м. Издавна это растение культивировалось в Китае, Японии, позже его стали выращивать в Средиземноморских странах, США (Калифорния, Флорида), Мексике, Уругвае, Чили, Северной Африке, Австралии и на Гавайских островах как декоративное и плодовое растение. На территории СНГ мушмула японская выращивается во влажных субтропических районах Черноморского побережья Кавказа (от Батуми до Туапсе).
В Никитский ботанический сад культура введена в 1860 г., на Южном берегу Крыма (ЮБК) используется как декоративное растение.
Еriobotrya japonica - вечнозеленое дерево, достигающее 3-12 метров высоты, с плотной округлой кроной. Кора ствола и побегов шероховатая коричневато-серого цвета. Листья, цветки и побеги растения опушены. Листья очередные, продолговато-овальные, заострённые с зубчатыми волнистыми краями, плотные, жесткие, с отчетливо выраженным жилкованием и короткими черешками. Верхняя сторона листа темно-зеленая, нижняя - светло-серая, опушенная. Длина листа - 16-39 см, ширина - 4-14 см. Цветки обоеполые, в плотных многочисленных коротких кистях [2, 4]. По началу ростовых процессов относится к ранневесенней фенологической группе [4]. Самое раннее начало роста - 2 января
в 1938, 1941 гг., самое позднее - 14 апреля 1943 г. По началу цветения Eriobotrya japónica является среднеосеннецветущей (октябрь). По средним многолетним данным, самое раннее начало цветения отмечено 26 сентября 1950 г., самое позднее - 17 ноября 1951 г. Растение без ущерба переносит морозы до -12° С, однако при понижении температуры иногда повреждаются цветки и завязи, что приводит к снижению урожая.
Плоды созревают в начале лета (июнь), когда на ЮБК практически отсутствуют другие фрукты. Они значительно различаются по форме и размерам: встречаются округлоприплюснутые, овальные и грушевидные. Размеры плодов: высота от 1,5 до 5 см, диаметр от 2,5 до 4,5 см, масса от 15 до 50 г. Кожица плода вначале зеленая, затем по мере созревания становится светло-желтой, или оранжево -желтой. Плоды некоторых сортов с солнечной стороны имеют коричневую окраску. Кожица плодов у одних сортов тонкая, у других более плотная, легко снимается со спелых плодов. Мякоть душистая, от белой до жёлто-оранжевой окраски, у одних сортов весьма сочная и нежная, а у других более плотная, сладкая и кисло-сладкая, обладающая своеобразным освежающим вкусом. Сорта с плотной мякотью плодов представляют особую ценность, поскольку лучше выдерживают транспортировку. Недостатком плодов представляется наличие в них крупных семян, занимающих значительную часть плодов и у некоторых сортов составляющих до 1/3 веса всего плода. Семена блестящие, коричневые, с приятным ароматом, в одном плоде содержится от 1 до 8, чаще по 3 шт. семян.
Плоды мушмулы употребляются в свежем виде, в качестве десерта. Из плодов более грубой консистенции приготовляют джем, повидло, компот, варенье и желе. Отжатый прессом сок хорошо сбраживается и даёт прекрасный, ароматный напиток, напоминающий лучший квас или сидр содержит до 4% спирта.
Сведения об этой весьма интересной культуре фрагментарны и разрозненны [3, 8, 11, 12], поэтому целью наших исследований явилось определение биопотенциала плодов, листьев и семян Eriobotrya japónica в условиях субтропического региона с целью возможного промышленного использования.
Объекты и методы исследований
Для биохимических исследований плоды Eriobotrya japónica собирали в период их массового созревания в состоянии потребительской и технической зрелости. Листья (однолетние и двулетние) собирали в период плодоношения. Семена выделяли из зрелых плодов и высушивали их на воздухе. Для определения состава и содержания химических веществ и биологических свойств использовали общепринятые в биохимии растений методы [9, 10].
Результаты и их обсуждение
Качественный состав и количественное содержание химических веществ в плодах мушмулы изучали в сравнении с другими плодовыми культурами, используемыми в пищу как в свежем, так и в консервированном виде (табл. 1).
Таблица 1
Химический состав плодов мушмулы японской в сравнении с плодами персика, хурмы и инжира (в пересчете на сырое вещество)
Название растения Сухое вещество, % Сахара, % Аскорбиновая к-та, мг/100 г Титруемая к-ть, % Лейкоан-тоцианы, мг/100 г Пектиновые вещества, г/100 г
моносахара сумма водорастворимые протопектины
Мушмула 32,1 17,5 22,6 8,54 0,46 304,0 0,94 1,6
Персик 12-18 3-6 8-14 2-35 0,2-1,0 20-420 0,2-0,8 0,2-0,9
Хурма 22-36 13-21 15-25 10-93 0,1-0,3 68-608 0,2-1,2 0,2-0,9
Инжир 17-35 12-22 14-25 11-18 0,2-0,4 49-274 0,8-1,3 0,8-1,4
Химический состав плодов мушмулы по основным показателям, определяющим их биологическую ценность, рассматривается в сравнении со средними их значениями в плодах персика обыкновенного (данные по 17 сортам), инжира (11 сортов), хурмы восточной (22 сорта) [9]. Процент сухих веществ, представленных в основном клетчаткой, в урожае 2002 г. в плодах мушмулы несколько выше по отношению к другим плодовым культурам и составляет 32,1 %. Наряду с пектиновыми веществами, представленными водорастворимой фракцией (0,94 г/100 г) и протопектином (1,6 г/100 г), клетчатка и другие полисахариды повышают выведение холестерина из организма человека, нормализуют деятельность полезной микрофлоры кишечника. Способность пектинов к
комплексообразованию (с кальцием, свинцом, кобальтом) обусловливает их защитные свойства [5]. Концентрация пектина в плодах мушмулы японской находится на уровне другого пектинсодержащего сырья, однако протопектиновая фракция превышает этот показатель в приведенных для сравнения плодах. Протопектин содержится в межклеточных пространствах и в оболочках клеток, не растворяется в воде и обусловливает твердость плодов. По мере созревания протопектин расщепляется под действием собственных ферментов с образованием пектина и гемицеллюлозы. Для повышения концентрации водорастворимой фракции при необходимости получения лечебно-профилактической продукции с повышенным содержанием пектина (детское пюре) существуют высокоэффективные приемы обработки мезги мацерирующими ферментами, а для гидролиза пектина при производстве осветленных соков -пектолитическими ферментными препаратами нового поколения, опыт применения которых на плодовом сырье отработан А.К. Полонской с соавторами [6].
Углеводная фракция плодов характеризуется также суммой сахаров, составляющей 22,6 % сырого веса, из которых 17,5 % представлены моносахарами, и вносит свой вклад в энергообеспечение организма. По данным Всемирной организации здравоохранения, рекомендованные пропорции поступления углеводов в организм обеспечивают 50-55 % его энергетических потребностей [7], что составляет суточную норму - 390 г.
Концентрация аскорбиновой кислоты в плодах мушмулы составляет 8,54 мг/100 г, что составляет средний уровень среди большинства традиционно употребляемых в пищу плодов. Аскорбиновая кислота выполняет ряд важных функций в организме человека: в качестве сильного восстановителя она принимает участие во многих реакциях, с ее участием осуществляется синтез коллагенов, деградация тирозина, синтез катехоламинов и желчных кислот. Суточная потребность в аскорбиновой кислоте составляет 60 мг, дефицит ее приводит к атрофии соединительных тканей, расстройству системы кроветворения, поражению кожи и десен, выпадению зубов [7].
Титруемая кислотность плодов мушмулы в пересчете на яблочную кислоту имеет в среднем массовую долю 0,46 % свежих плодов и представлена в основном свободными яблочной и лимонной кислотами, что вполне сравнимо с не обладающими высокой кислотностью плодами персика обыкновенного, хурмы восточной, инжира, однако в плодах сливы домашней этот показатель варьирует от 0,4 до 3,5 %, в плодах лимона - от 3,8 до 8 %. И хотя кислотность плодов культурных растений заметно изменяется в зависимости от условий выращивания, этот показатель рассматривается как сортовой и видовой признак [10].
Гармоничность вкуса плодов зависит от соотношения сахаров и кислот, выражающегосяся в относительных единицах и составляющего для плодов мушмулы 38-49 единиц. При этом кислотность во вкусе практически не ощущается, в отличие от яблок и апельсинов со слабокислым вкусом (сахаро-кислотный показатель -10-15 ед.), вишни и смородины черной с кислым вкусом (5-10 ед.), лимона с сильнокислым вкусом (менее 5 ед.) [10].
Среди фенольных соединений определена высокая концентрация в плодах лейкоантоцианов - 304 мг/100 г. Антоцианы, характерные для окрашенных в красные оттенки плодов, в плодах мушмулы японской не обнаружены. Лейкоантоцианы наряду с целлюлозой входят в состав клеточных стенок плодов. Фенольные вещества, включая и лейкоантоцианы, являются обязательным компонентом растительной пищи. Регулярно поступая в организм человека, они оказывают длительное и систематическое, хотя и умеренное воздействие на все отделы пищеварительного тракта, на сердечнососудистую систему, на почки и другие органы и системы, являясь одним из важных биологически активных компонентов пищи. Практически все фенольные соединения обладают антиокислительной активностью. В большинстве галеновых препаратов и средств народной медицины они являются действующим началом [7].
Полученные в Никитском ботаническом саду данные по химическому составу плодов мушмулы японской сопоставимы с данными Сухумской опытной станции ВНИИРа по 6 сортам этой культуры, завезенной на Черноморское побережье Кавказа во второй половине XIX века и используемой в настоящее время в качестве как декоративной, так и плодовой (урожай плодов составляет 60-80 кг с дерева). В коллекции опытной станции находятся сорта, интродуцированные из Японии, Италии, Калифорнии (США). Сумма сахаров в плодах составляет 8-11 %, титруемая кислотность в пересчете на яблочную кислоту - 0,4-1,4 %, аскорбиновая кислота - 13-17 мг/100 г [1, 3]. Общее содержание сахаров в исследуемых нами плодах почти вдвое превышает этот показатель в кавказских сортах.
Ломтатидзе Н.Д. [8] также проводил биохимические исследования 8 форм мушмулы японской: общее количество сахаров в плодах некоторых форм достигало 20 %, титруемая кислотность варьировала от 0,7 до 2,2 %, витамин С был обнаружен во всех формах лишь в следах. Автором был более детально исследован фенольный комплекс плодов по содержанию гидролизуемых и конденсированных дубильных веществ: массовая концентрация танинов составила 142-382 мг/100 г, катехинов - 32-61 мг/100 г.
По данным китайских исследователей, содержание каротиноидов в плодах 51 сорта мушмулы японской составило от 299 мкг/100 г до 439 мкг/100 г в зависимости от сорта с преобладанием (3-каротина [12].
Испанские ученые изучили динамику накопления минеральных веществ в плодах и листьях мушмулы японской, урожай которой, представленный на 96 % сортом Algeri, в 1987 г. составил 13000 т. Самым низким было содержание фосфора, калия и магния в листьях, собранных в начале цветения, самым высоким - в начале образования плодов с резким падением после созревания урожая; минимальное содержание кальция в листьях было отмечено авторами при цветении и в начале роста плодов, максимальное - после созревания плодов; содержание железа и марганца было минимальным в начале роста плодов и особенно сильно возрастало после уборки урожая; максимальным содержанием меди и цинка отличались листья в начале цветения [11].
Нами также определен химический состав листьев мушмулы японской (табл. 2), по некоторым показателям не уступающий плодам.
Таблица 2
Массовая доля химических веществ в листьях мушмулы японской, собранных в период
плодоношения
Образец листьев Сухие в-ва, % Сахара, % Аскорбиновая к-та, мг/100 г Титруемая к-сть, % Лейко-антоцианы мг/100 г
моносахариды сумма сахаров
1-го года вегетации 91,7 1,7 3,2 8,9 0,34 493
2-го года вегетации 92,5 0,7 4,3 8,8 0,18 633
Определение минерального состава листьев показало, что в различные периоды вегетации они накапливают макроэлементы: Са - 1,4-2,1 %, К - 15-19 %, Mg - 1,3-1,7 %, № - 0,07-0,11 % и микроэлементы: Fe - 0,07 %, ^ - 0,005 % в пересчёте на сухую массу (табл. 3).
Таблица 3
Концентрация минеральных элементов в листьях мушмулы японской, %
Образец листьев Минеральные элементы
K Ca Mg Na Fe Cu
1-го года вегетации 19 1,4 1,7 0,07 0,07 0,005
2-го года вегетации 15 2,1 1,3 0,11 0,07 0,005
Листья мушмулы японской обладают антиоксидантной активностью, которая составляет, по нашим данным, 40-60 % в сравнении с синтетическим антиоксидантом ионолом, что определяет их терапевтический потенциал. Изучение химического состава листьев мушмулы открывает возможности использования их для лечебно-профилактических и медицинских целей.
Исседован также жирнокислотный состав семян мушмулы японской. Выход масла составил 12,7 %. Масло семян мушмулы представлено пятью жирными кислотами, в частности, на 45,4 % -олеиновой, на 32,5 % - линолевой, на 17,0 % - пальмитиновой, на 3,2 % - линоленовой и на 2,3 % -стеариновой. Наличие такого состава жирных кислот, в число которых входят незаменимые, свидетельствует о возможности использования масла семян мушмулы японской в лечебно-профилактических целях.
На основании полученных данных можно заключить, что Eriobotrya japónica, используемая в качестве декоративной породы на Южном берегу Крыма, может быть расценена также как плодовая культура субтропического региона, плоды, листья и семена которой могут быть использованы для пищевых и лечебно-профилактических целей. В связи с этим считаем целесообразным интродуцировать в Никитском ботаническом саду крупноплодные генотипы Eriobotrya japónica из субтропических районов Черноморского побережья Кавказа.
Список литературы
1. Барабой В.А. Биологическое действие растительных фенольных соединений. - Киев: Наукова думка, 1976 . - 260 с.
2. Галушко Р. В. Ритмы развития восточноазиатских древесных растений на Южном берегу Крыма // Труды Никит. ботан. сада. - 1984. - Т. 92. - С. 78-84.
3. Гоголашвили Л.А. Мушмула японская и ее лучшие сорта // Субтропические культуры. - 1976. - № 3-4. - С. 108-112.
4. Голубева И.В., Галушко Р.В., Кормилицын А.М. Методические указания по фенологическим наблюдениям над деревьями и кустарниками при их интродукции на юге СССР. - Ялта, 1977. - 25 с.
5. Ежов В.Н., Полонская А.К., Луканин А.С. Биотехнологические основы производства яблочного и виноградного пектина. - Ялта, 1992. - 48 с.
6. Ежов В.Н., Полонская А.К., Горина В.М., Куцелепа Е.М., Зинькевич Э.Л., Сонина Е.Г. Использование ферментных препаратов в производстве продуктов из алычи // Материалы международного семинара "Лесные биологически активные ресурсы". - Хабаровск, 2001. - С. 195-197.
7. Кольман Я., Рем К.Г. Наглядная биохимия. - М.: Мир, 2000. - 467 с.
8. Ломтатидзе Н.Д. Помологические и биохимические свойства плодов новой формы мушмулы японской // Субтропические культуры. - 1990. - №2 - С. 128-130.
9. Рихтер А.А. Совершенствование качества плодов южных культур. - Симферополь: Таврия, 2001. - 424 с.
10. Скрипников Ю.Г. Технология переработки плодов и ягод. - М.: Агропромиздат, 1988. - 285 с.
11. Burlo F., Vidal A., Gomez l., Matiax J. Evolution de la fraccion mineral en hoia y fruto Eriobotrya japonica L. (Cu. Algeri) // An. edafol. J. agrobiol. - 1988. - 47, № 11-12. - Р. 1607-1618.
12. Wang Guirong, Lui Qiuan, Shen Dexu. Изучение каротиноидов и аминокислот Eriobotrya japonica // Юаньи сюэбао. - Acta Hortic. Sin. - 1991. - 18, №3. - С. 210-216.
Biochemical potention of fruits and vegetative organs of Eriobotrya japonica ^hunb.) Lindl. in the
condition of South Coast of the Crimea
Polonskaya A.K., |Galushko R.V.|,Gerasimchuk V.N.
The biochemical characteristics of fruits, leaves, seeds of Eriobotrya japonica in the condition of South of the Crimea has been given. These data allowed to consider the ornamental plants Eriobotrya japonica as the potential fruit cultura.
ИЗУЧЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СТЕРОИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В БАКЛАЖАНАХ (SOLANUM MELONGENA L.) В ПРОЦЕССЕ ОНТОГЕНЕЗА РАСТЕНИЙ
С.А. ШВЕЦ, доктор химических наук, П.К. КИНТЯ, доктор хабилитат химических наук Институт Генетики АН Республики Молдова
Введение
Стероиды составляют обширную группу природных соединений, малые концентрации которых влияют на метаболизм растений и позволяют создавать оптимальный баланс между процессами их вегетативного и репродуктивного развития. Они не только обладают выраженной ростстимулирующей активностью, но и влияют на процессы репродуктивного развития растений, в частности на процессы формирования пыльцы, опыления, оплодотворения, формирования и развития зародышей у межвидовых гибридов, а также на завязываемость семян у различных культур и на урожайность [2].
Стероидные гликозиды влияют также на общую устойчивость растений к патогенам и неблагоприятным факторам внешней среды [4]. В настоящее время становится все более очевидным, что стероидные соединения имеют исключительное значение не только для человека и животных, но и для растений и выполняют важные функции. Как известно [1], холестерин является одним из биогенетических предшественников в биосинтезе стероидных соединений, в частности стероидных гликозидов. Исходя из этого, нашей целью являлось выявить, на какой фазе развития баклажанов (Solanum melongena L.) начинается биосинтез стероидных гликозидов и как связан этот процесс с накоплением стеринов в растении.
Объект исследования и методы
Изучали качественный состав и количественное соотношение компонентов фракций свободных и связанных стеринов в корнях и надземной части растений баклажанов в различных фазах вегетации: фаза 20-дневных проростков, фаза 3-х листьев, фаза цветения растений и фаза плодоношения, а также в семенах в последней фазе вегетации. Параллельно определяли содержание стероидных гликозидов в баклажанах в тех же фазах онтогенеза.
