CC BY
138
УДК 581.9:582.734.3
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПЛОДОВ ВИДОВ РОДА еидтвиз. В УСЛОВИЯХ белогорья
С.Д. Бакшутов В.Н. Сорокопудов И.А. Навальнева
Белгородский государственный национальный исследовательский
г. Белгород, ул. Победы, 85.
e-mail: [email protected],
[email protected], [email protected]
Статья посвящена изучению содержания аскорбиновой кислоты, каротиноидов, антоцианов и сахаров в плодах растений рода Crataegus L., выращенных в Ботаническом саду БелГУ. Выявлены среди видов источники по повышенному содержанию БАВ, которые могут использоваться в пищевой промышленности и для селекционных целей.
Ключевые слова: боярышник, биологически активные вещества, витамин С, аскорбиновая кислота, каротиноиды, анто-цианы, сахара, сухие вещества.
Введение
В современных условиях жизнедеятельности человека с нервноэмоциональным перенапряжением, недостаточной физической нагрузкой возникает особое состояние организма - гипокенизия, характеризующая определенный характер обмена веществ. В этой связи особое значение приобретает ценность продуктов питания по содержанию биологически-активных соединений.
Особое значение в полноценном питании человека принадлежит витамину С (аскорбиновая кислота). Он играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах в организме, способствует устойчивости организма, повышает работоспособность, повышает устойчивость к инфекциям, интоксикации и др.
Хотя плоды и овощи являются основными источниками аскорбиновой кислоты, однако не все они характеризуются высокой С-витаминной активностью. Различия между отдельными видами достигают огромных размахов - от 3 мг% в винограде до 1000 мг% в ациролле.
Каротиноиды высших растений представлены двумя группами пигментов:а-каротинами и Р-ксантофиллами. Основные функции каротиноидов фотозащитная, светособирающая, структурная, а также участие в фотохимических процессах. Каро-тиноиды играют также важную роль в репродукции растений: наряду с флавоноида-ми они создают яркую окраску у цветков, плодов и семян, что способствует опылению цветков и распространению семян. К наиболее распространенным пигментам плодов и цветков относятся Р-каротин и ликопин [1].
Глюкоза - составная единица, из которой построены все важнейшие полисахариды - гликоген, крахмал, целлюлоза. Она входит в состав сахарозы, лактозы, мальтозы. Глюкоза быстро всасывается в кровь из желудочно-кишечного тракта, затем поступает в клетки органов, где вовлекается в процессы биологического окисления. Во время бодрствования организма энергия глюкозы восполняет почти половину его энергетических затрат [2, 3].
Антоцианы - красящие вещества (пигменты) растений красного, синего и фиолетового цвета. Антоцианы растворены в клеточном соке; вместе с другими пигментами определяют окраску плодов, цветков, листьев. В настоящее время антоциа-ны рассматривают как вторичные метаболиты. Они разрешены в качестве пищевых добавок (Е163). Наиболее распространенными являются цианидины [4].
Среди новых нетрадиционных культур средней полосы России особое место занимает боярышник, плоды которого уникальны по лечебно-диетическим достоинствам.
Боярышник - это пищевое, витаминное, лекарственное, декоративное растение, имеет крупные привлекательные цветки, высокую урожайность и может занять достойное место в садах Центрального Черноземья.
Многие виды боярышника — ценные пищевые и лекарственные растения. Зрелые плоды в свежем виде мягкие, мучнистые и вкусные, по лечебной ценности мало уступают шиповнику. Содержат от 4 до 11 % сахара, в основном фруктозы, так что их можно употреблять и при диабете, а также комплекс биологически активных веществ — три-терпеновых кислот (олеановой, урсоловой и кратеговой), холина и ацетилхолина, кверцетина, дубильных веществ, фитостеринов, винной и лимонной кислоты, витаминов А, С, Р. Содержание кислот невелико и колеблется от 0,26 до 0,93 %. В более сочных плодах оно выше, мучнистые суховатые плоды почти лишены кислот. Содержание витаминов достигает: витамина С — 31-108 мг% (у американских видов до 257,3), витамина Р — 330-680 мг%, каротина 2-4 мг% (у американских видов до 75). Довольно много пектина, который не только образует при переработке желе, но и выводит из организма соли тяжелых металлов и другие вредные вещества [5, 6].
Плоды крупноплодных видов вкусны, их можно есть свежими, перерабатывать на повидло, вино, компот и заваривать как чай. Однако боярышником не стоит злоупотреблять. Более 200 гр. ягод съедать за один раз не рекомендуется, так как это может вызвать резкое падение кровяного давления и нарушение ритма сердечных сокращений. Одна же розетка повидла из боярышника заменяет двукратный прием такого сильного сердечного средства, как адонизид. Плоды боярышников, имеющие сухую мучнистую мякоть, используют в основном сушеными. Их размалывают в муку, которую добавляют при выпечке хлеба и кондитерских изделий [6].
Цель нашей работы состояла в том, чтобы определить содержание биологически активных веществ в плодах боярышника.
Объекты и методы исследования
В ботаническом саду НИУ БелГУ интродуцировано 20 видов боярышника Crataegus L.: C. arnoldiana (Sarg.), C. canadensis (Sarg.), C. chlorosarea (Maxim.), C. crus-galli (L.), C. douglasii (Lindl.), C. flabellata ((Spach) Kirchn.), C. holmesiana (Ashe), C. lumaria (Ashe), C. maximowiczii (C.K.Schneid.), C. monogyna (Jacq.), C. pentagyna (Waldst. & Kit. ex Willd.), C. persimilis (Sarg.), C. pringlei (Sarg.), C. punctata (Jacq.), C. rotundifolia (Moench), C. sanguinea (Pall.), C. turkestanica (Pojark.), C. ellwangeriana (Sarg.), C. submollis (Sarg.), C. macracantha (Lodd). В настоящее время на 7-8 годах жизни генеративного возраста достигли 18 видов (90%), на которых проведены биохимические исследования. В 2009 г. количество плодоносивших видов было ниже -13. Анализ содержания аскорбиновой кислоты в образцах, собранных в 2009 году, проводился после кратковременного их хранения в морозильной камере (-18оС). В 2010 г. количественный уровень витамина С проводился на свежесобранных плодах.
Биохимический анализ ягод проводили следующими методами:
1. Содержание аскорбиновой кислоты определяли спектрофотометрически с использованием 2,6-дихлорфенолиндофенола. Метод основан на редуцирующих свойствах аскорбиновой кислоты. Раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола синего цвета (краска Тильманса) восстанавливается в бесцветное соединение экстрактами растений, содержащими аскорбиновую кислоту, при избытке краски в кислой среде кислотные вытяжки из плодов и ягод приобретают слабо-розовое окрашивание [7, 8].
2. Химизм ряда методов состоит в восстановлении альдозой виннокислого комплекса меди (II) до оксида меди (I) с последующим определением степени восстановления медных соединений. Восстановление инвертным сахаром окисной формы меди (раствор Фелинга) в закисную. В ходе реакции уменьшается концентрация комплексных ионов, содержащих Cu2+, но изменение оптической плотности по неизвестным для нас причинам при этом никогда не используется в аналитических целях [2, 9].
3. Количественное определение ксантофиллов (в пересчете на доминирующий компонент) производили спектрофотометрическим методом (спектрофотометр
СФ-102) по поглощению света при длине волны максимума абсорбции ацетонового экстракта или реэкстракта каротиноидов в н-гексан с использованием соответствующих литературных значений удельной абсорбции ксантофиллов или каротинов [1].
4. Суммарное определение содержания антоцианов проводили спектрофотометрически на спектрофотометре типа СФ-102. Метод основан на реакции 0,1н соляной кислоты с антоцианами ягод и плодов [4].
5. Определение сухих веществ. Метод основан на высушивании плодов при 105оС в сушильном шкафу до постоянной массы навески (ГОСТ 28561-90) [10].
Результаты и обсуждение
В результате определения содержания аскорбиновой кислоты в плодах рода Crataegus собранных в 2009 г. было установлено, что среднее количество витамина С сохранившееся после хранения в морозильной камере составило 72,05*2,65 мг%, которое зафиксировано у следующих видов: C. deksiflora, C. crus-galli. Наименьшее содержание отмечено у видов: C. maximowiczii (64,93*1,75 мг%) и C. arnoldiana
(65,93*1,78 мг%). Лидером по содержанию аскорбиновой кислоты является вид C. macracantha (80,96*2,19 мг%).
Наблюдения проведенные в плодах, собранных в 2010 году, показали резкое повышение содержания аскорбиновой кислоты, что связано с аномально жарким и сухим летом, например у C. arnoldiana содержание витамина С повысилось в 3,5 раза и составило (231,47*7,35 мг%). Также резкие изменения зафиксированы у C.flabellate (233,16*7,4 мг%), C. crus-galli (217,4*6,9 мг%), C. submollis (231,79*7,36 мг%). Все остальные виды не сильно изменили этот показатель и приблизились к литературным данным (табл. 1).
Полученные данные за 2009 год, что касается видов имеющих американское происхождение, отличаются от литературных, причиной чему могут быть особенности погодных условий в период формирования и созревания плодов боярышника.
Среднее количественное содержание сахаров в плодах боярышника составило 4,65*1,15 %. Виды, имеющие схожее содержание: C. flabellate, C. deksiflora,
C. canadensis, C. sanguinea. Наименьшее количество сахаров отмечено у видов: C. rotundifolia (2,81*0,46 %), C. ellwangeriana (2,37*0,39 %). Максимальное - у C. chlorosarea 10,49*1,73%. Полученные нами результаты близки к литературным [3, 6].
Таблица 1
Содержание аскорбиновой кислоты в плодах Crataegus
Виды боярышника Содержание аскорбиновой кислоты мг%
2009 2010
C. arnoldiana 65,93 * 1,78 231,47 * 7,35
C. flabellata 70,42 * 1,90 233,16 * 7,40
C. deksiflora 72,27 * 1,95 107,97 * 3,63
C. chlorosarea 70,59 * 1,91 116,00 * 3,90
C. canadensis 73,32 * 1,98 105,92 * 3,56
C. rotundifolia 113,39 * 3,81
C. macracantha 80,96 * 2,19 112,41 * 3,78
C. maximowiczii 64.93 * 1,75 101,87 * 3,42
C. monogyna 70,29 * 1,90 110,29 * 3,71
C. sanguinea - 119,95 * 4,03
C. turkestanica 75,58 * 2,04 91,26 * 3,07
C. crus-galli 72,86 * 1,97 217,40 * 6,90
C. ellwangeriana 75,35 * 2,04 111,91 * 3,76
C. pentagyna - 116,00 * 3,90
C. persimilis - 112,06 * 3,77
C. submollis - 231,79 * 7,36
C. holmesiana - 108,78 * 3,66
C. pringlei - 113,64 * 3,82
-* - образец не плодоносил
Плоды боярышника богаты каротиноидами. Максимальная оптическая плотность раствора в максимуме абсорбции составляет 447 нм, что соответствует кароти-ноиду - лютеину. Его среднее содержание составило 4,98*1,75 мг/100г. Минимальное значение отмечено у: C. sanguinea, C. ellwangeriana, С. maximowiczii, C.
rotundifolia, которое находится в пределах (2,13 - 2,89 мг/ 100г). Максимальное значение принадлежит виду C. monogyna и составляет 13,43*3,40 мг/100г (табл. 2).
Таблица 2
Содержание сахаров и каротиноидов в плодах Crataegus
Виды боярышника Содержание БАВ
сахара, % ы д и о н и т о р cd к t-н 0 10
C. arnoldiana 3.39 ± 0,56 4,40 ± 1,11
C. flabellata 4,44 ± 0,73 3,57 ± 0,90
C. deksiflora 4,24 ± 0,70 5,10 ± 1,29
C. chlorosarea 10,49 ± 1,73 6,31 ± 1,60
C. canadensis 4,42 ± 0,73 5,49 ± 1,39
C. rotundifolia 2,81 ± 0,46 2,89 ± 0,73
C. macracantha 5,22 ± 0,86 3,07 ± 0,78
C. maximowiczii 3,17 ± 0,52 2,50 ± 0,63
C. monogyna 6,29 ± 1,04 13,43 ± 3,40
C. sanguinea 4-39 ± 0,73 2,13 ± 0,54
C. turkestanica 6,09 ± 1,01 9,39 ± 2,38
C. crus-galli 3,13 ± 0,52 3,99 ± 1,01
C. ellwangeriana 2,37 ± 0,39 2,47 ± 0,62
Из изученных видов боярышника, источниками антоцианов могут служить два: пятипестичный и зеленомясый. Содержание антоцианов в них - 276,76*7,83 и 163,33*6,93 мг/100г, соответственно.
Содержание сухих веществ в плодах боярышника в среднем составляет 39,55%. Минимальное значение отмечено для C. pringlei - 30,53%, максимальное -
C. sanguinea - 49,60%. Содержание сухих веществ отмечается ниже среднего уровня для большинства представленных видов (табл. 3).
Таблица 3
Содержание сухих веществ в плодах Crataegus
№ Виды боярышника Сухие вещества,%
1 C. holmesiana 37,68
2 C. canadensis 46,19
3 C. flabellata 35,65
4 C. pentagyna 44,17
5 C. crus-galli 48,10
6 C. deksiflora 35,84
7 C. persimilis 45,82
8 C. rotundifolia 36,06
9 C. turkestanica 37,39
10 C. monogyna 42,31
11 C. maximowiczii 32,86
12 C. sanguinea 49,60
13 C. submollis 36,34
14 C. chlorosarea 45,00
15 C. arnoldiana 33,43
16 C. macracantha 43,39
17 C. pringlei 30,53
18 C. ellwangeriana 31,62
Выводы
Исследование химического состава плодов рода Crataegus по содержанию биологически активных веществ позволяют выделить их для пищевой и фармацевтической промышленности как источники биологически активных веществ:
сахаров: C.flabellate, C. deksiflora, C. canadensis, C. sanguinea; аскорбиновой кислоты: C. flabellata C. arnoldiana каротиноидов: C. monogyna сухих растворимых веществ: C. sanguinea
Список литературы
1. Третьяков М.Ю. Каротиноиды Белгородской флоры - для профилактики ретинопатии // «Современный наукоемкие лечебные и фармацевтические технологии для офтальмологии» для молодых ученых / Сборник материалов Всероссийской школы-семинара (Белгород, 28 сентября - 1 октября 2009 года) - Белгород: ИПЦ «ПОЛИТЕРРА», 2009. - С. 126-140.
2. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Смирнова-Иконникова М.И. и др. Методы биохимических исследований растений / 2-е изд. испр. и доп. Л., 1972. 283 с.
3. Петрова В.П. Биохимия дикорастущих плодово-ягодных растений. Киев, 1986. 287 с.
4. Саенко И.И. Антоцианы Белгородской флоры - для профилактики ретинопатии // «Современный наукоемкие лечебные и фармацевтические технологии для офтальмологии» для молодых ученых / Сборник материалов Всероссийской школы-семинара (Белгород, 28 сентября - 1 октября 2009 года) - Белгород: ИПЦ «ПОЛИТЕРРА», 2009. - С. 114-126.
5. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР/ ВНИИ лекарств. растений и др. М, 1983. 340 с.
6. Петрова В.П. Дикорастущие плоды и ягоды. М., 1987. 248 с.
7. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под ред. Г.А.Лобанова. - Мичуринск, 1973. - С. 251-279.
8. ГОСТ 24556-89 Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения витамина С.
9. ГОСТ 8756.13-87 Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сахаров.
10. ГОСТ 28561-90 Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сухих веществ или влаги.
CONTENTS BAS FRUITS SOME SPECIES OF REPRESENTATIVES CRATAEGUSL IN THE CONDITIONS OF THE BELGOROD AREA
Article is devoted in the ascorbic acid, carotenoids, anthocyanins and sugars in the fruit of the genus Crataegus L., grown in the Botanical Garden of Belgorod State University.
Key words: hawthorn, biologically active substances, vitamin C, ascorbic acid, carotenoids, anthocyanins, sugar, dry matter.
e-mail: [email protected],
