CC BY
18
ISSN 2412—608X. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 3 (175), 2018
УДК б33.88:177.125
DOI 1G.2523G/241 2-6G8X-2G 18-3-175-72-75
ДИНАМИКА ОВОДНЕННОСТИ И МАСЛИЧНОСТИ СОЗРЕВАЮЩИХ ПЛОДОВ ЛИМОННИКА КИТАЙСКОГО (SCHISANDRA CHINENSIS TURCZ.)
O.A. Наумова,
аспирант
Г.А. Бережная,
доктор биологических наук, профессор
ФГБОУ ВО, «Нижегородская государственная
сельскохозяйственная академия»
6G31G7, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 97
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
Для цитирования: Наумова O.A., Бережная Г.А. Динамика оводненности и масличности созревающих плодов лимонника китайского (Schisandra chinensis Turcz.) // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. - 2G18. - Вып. 3 (175). - С. 72-75.
Ключевые слова: плод лимонника, плодовая мякоть, семена, оводненность (гидратация), биосинтез масла, фазы созревания, дни после опыления (ДПО).
Проведено изучение динамики изменения оводненности и липидозапасания в околоплоднике и семенах лимонника китайского в процессе созревания плодов. Установлено, что запасание масла в каждом из этих органах протекает в условиях разной влажности тканей: в плодовой мякоти на фоне практически неизменного уровня, достигающего 84-85 % на ранних этапах развития плода, а в семенах - их обезвоживания до Зб % на протяжении всего периода созревания. Установлено, что в зрелых плодах содержание масла в семенах было в 4 раза выше, чем в плодовой мякоти, и составляло 24,7 и б,2 % соответственно.
UDC б33.88:177.125
Dynamics of water and oil contents in ripening fruits of Chinese magnolia vine (Schisandra chinensis Turcz.). O.A. Naumova, post-graduate student G.A. Berzhnaya, doctor of biology, professor
Nizhegorodskaya state agricultural academy
97, Gagarina str., Nizhny Novgorod, 6G31G7, Russia
72
E-mail: [email protected], [email protected]
Key words: fruits of Chinese magnolia vine, fruit pulp, seeds, water content (hydration), biosynthesis of oil, phase of maturity, days after pollination.
We studied dynamics in changes of water content and lipids accumulation in pericarp and seeds of Chinese magnolia vine during fruits maturing. We established oil accumulation in each of mentioned organs was conducting with different moisture of tissues. Moisture of fruit pulp reaches 84-85% at the first stages of fruit development, and it is almost permanent during oil accumulation. But in seeds oil accumulates under dehydration up to 36% during the whole maturity period. Oil content in seeds of the ripened fruits was four times higher than in fruit pulp -24.7 and 6.2%, respectively.
Введение. Лимонник китайский (Schisandra chinensis Turcz.) - многолетняя лиана, в диком виде произрастает в Хабаровском, Приморском краях, Китае и на Южном Сахалине [1; 2]. В настоящее время успешно введен в культуру почти во всех регионах России, в том числе и Нижегородской области. Лимонник является лекарственным растением, его плоды широко используются в традиционной и народной медицине как противовоспалительное и антимикробное средство, стимулирующее сердечно-сосудистую, нервную и иммунную системы, обладающее противоопухолевым действием [3]. Плодовая мякоть и семена этого растения накапливают биологически активные вещества, микроэлементы и витамины, что делает их привлекательными не только для фармакологии, но также пищевой промышленности и косметологии [4; 5].
Главными биологически активными веществами плодов, обуславливающих лечебное действие, являются схизандри-ны, жирорастворимые витамины группы АиЕ, а также эфирные масла [6; 7]. Принимая во внимание, что они накапливаются в липидной фракции, изучение динамики биосинтеза масла в околоплоднике и семенах лимонника китайского
представляет научный интерес и практическую ценность.
Одновременное запасание масла в плодовой мякоти и семенах свойственно сравнительно немногим растениям (маслина, авокадо, масличная пальма, облепиха и некоторые другие). Изучение биосинтеза масла в плодовой мякоти и семенах облепихи позволило установить, что в каждом из этих органов синтезируются разные по составу и содержанию масла в условиях неодинаковой степени оводненности этих органов [8; 9; 10].
Продолжая изучение биосинтеза масла в плодах с сочными околоплодниками, мы выбрали в качестве объекта лимонник китайский (Schisandra chinensis Тигга.), являющийся лекарственным растением, которое успешно возделывается в условиях Нижегородской области.
Цель работы. Изучение динамики изменения оводненности и масличности плодовой мякоти и семян лимонника китайского, интродуцированного в условиях Нижегородской области.
Материалы и методы. Объектом исследования служили созревающие и зрелые плоды лимонника китайского. Пробы отбирали с интервалом 5-9 дней, с 36-го по 114-й день после опыления (ДПО). Принимая во внимание, что в процессе созревания плодов происходит постепенный переход хлоропластов на хромопласты, содержащие пигменты ан-тоциановой группы, придающие плодам окраску от розовой до ярко-красной, было выделено 6 фаз зрелости (по изменению окраски плодов): 1. Зеленые (36 ДПО); 2. Начало покраснения плодов (4551 ДПО); 3. Покраснение разной интенсивности (51-64 ДПО); 4. Полное покраснение плодов (73-80 ДПО); 5. Ботаническая зрелость (94 ДПО); 6. Техническая зрелость (114 ДПО). Плоды срезали, составляли средние пробы, разделяли на плодовую мякоть и семена, делали навески тканей массой 1 -3 г, в зависимости от предполагаемого уровня масличности тканей этих органов в каждую фазу зрелости плодов. Перед экстракцией липидов из плодовой мякоти и семян лимонника приготавливали пакеты
из фильтровальной бумаги, помещали их в бюксы и высушивали при температуре 100 оС. Для остывания бюксы с фильтр-пакетами помещали в эксикатор, заполненный прокаленным хлористым кальцием для предотвращения поглощения влаги из атмосферы. После охлаждения их взвешивали на аналитических весах до четвертого знака. Процедуру повторяли несколько раз до установления постоянной массы. Затем в фильтр-пакеты помещали ранее приготовленные измельченные навески плодовой мякоти или семян и сушили в тех же бюксах до постоянной массы при 100 оС. Массовую долю влаги (%) вычисляли по формуле:
100 % - Х,
где Х - масса абсолютно сухого вещества, %.
Х= (т - ту) х 100% :
где т - масса бюкса с навеской до высушивания, г;
т1 - масса бюкса с навеской после высушивания, г;
т2 - масса навески плодовой мякоти или семян, г.
Высушенные пакеты с пробами помещали в аппарат Сокслета и экстрагировали диэтиловым эфиром (этоксиэтанолом) при температуре его кипения (37-38 оС), затем их извлекали из аппарата Сокслета, сушили сначала на воздухе, а потом в термостате при 100 оС, после чего пакеты с пробами взвешивали на аналитических весах до четвертого знака. Процедуру повторяли несколько раз, до достижения постоянной массы. Массовую долю масла (%) определяли по формуле:
Х= (т - т!) х 100 % : т2,
где Х - содержание масла (жира) в воздушно сухом веществе, %;
т - масса навески с бюксом до обезжиривания, г;
ту - масса навески с бюксом после обезжиривания, г;
т2 - масса навески исследуемой ткани (плодовая мякоть или семена).
Достоверность различия между средними арифметическими трех измерений (х) определяли по критерию Стьюдента с вероятностью Р > 95 %.
Результаты и обсуждение. Результаты определения степени оводненности плодовой мякоти и семян созревающих плодов лимонника представлены на рисунке 1. Как видно из рисунка, на ранних этапах онтогенеза плода (36 ДПО) по уровню влажности плодовая мякоть и семена лимонника практически не различались между собой: 83,9 и 85,6 % соответственно. Однако в процессе созревания плодов динамика этого процесса в каждом из органов приобретала все более существенные различия, которые выражались в том, что на фоне практически неизменного уровня гидратации плодовой мякоти (84-85 %) происходило ее снижение в семенах на протяжении всего периода созревания плодов до достижения 36 % уровня.
Дни после опыления
Рисунок 1 - Динамика изменения влажности плодовой мякоти и семян лимонника
В отличие от плодовой мякоти, процесс обезвоживания семян на разных этапах созревания происходил с неодинаковой скоростью. Более значительное снижение влажности наблюдалось с 51 по 59 ДПО. За этот период она уменьшилась в 1,4 раза (с 78 до 62 %) при скорости 2 %-сут-1. Второй пик высокой скорости обезвоживания семян наблюдался с 73 по 80 ДПО, который совпадал с фазой покраснения плодов. Скорость дегидротации семян в этот период была максимальной и составляла 2,4 %-сут-1 на фоне снижения влажности в 1,5 раза, уро-
вень которой к 80 ДПО достигал 37 %, после чего практически не изменялся до стадии технической зрелости (114 ДПО).
Результаты изучения динамики запасания масла в семенах и плодовой мякоти лимонника представлены на рисунке 2.
Дни после опыления
Рисунок 2 - Динамика изменения маслич-ности плодовой мякоти и семян лимонника
Анализируя рисунок 2, можно видеть, что к 36 ДПО содержание масла в плодовой мякоти составляло 3,0 % и уступало семенам практически в 4 раза, после чего его концентрация в околоплоднике увеличивалась с очень маленькой скоростью на протяжении всего периода созревания плодов, достигая к стадии ботанической зрелости (94 ДПО) 6,2 %, после чего не изменялась.
Динамика биосинтеза масла в семенах, в отличие от околоплодника, имела более сложный характер (рис. 2). Так, к 36 ДПО уровень масличности семян достигал 11,3 %. Период с 45 по 51 ДПО характеризовался началом покраснения плодов, максимальной скоростью маслообразова-ния (до 1,4 %-сут-1) и увеличением маслич-ности с 13 до 21,5 %, после чего скорость этого процесса снижалась до 0,1 % сут-1. К достижению плодами ботанической зрелости ((94 ДПО), концентрация масла в семенах достигала 24,7 % и не изменялась до стадии технической зрелости (114 ДПО).
Результаты настоящей работы соответствуют имеющимся литературным данным. Сравнивая динамику оводненности и маслообразования в плодовой мякоти и семенах лимонника, облепихи [8; 10], кабачка, мака и тыквы [11; 12], можно видеть, что они имеют одинаковую направленность. Максимальная степень
влажности околоплодников (75-85 %) и их масличности (4,5-6 %) достигались на ранних этапах онтогенеза плода, в отличие от семян, обезвоживание которых доходило до 25-36 %, а запас масла составлял от 28 до 52 % на протяжении всего периода их созревания, в зависимости от видовых и сортовых особенностей.
Выводы. 1. Динамика биосинтеза масла и процесс обезвоживания в семенах, в отличие от околоплодника, имели более сложный характер. 2. Накопление масла в плодовой мякоти лимонника проходило в условиях относительно постоянного уровня влажности тканей, достигавшего 84-85 %, а в семенах - при их обезвоживании до 36 %. 3. Концентрация масла в зрелых семенах была в 4 раза выше, чем в плодовой мякоти, и достигала 24,7 %.
Список литературы
1. Фруентов Н.К., Константинов А.А., Шилова Л.М. Лимонник. - Владивосток: Дальневосточное кн. изд-во, 1970. - 23 с.
2. Колбасина Э.И. Актинидия и лимонник в России. - М.: Россельхозакадемия, 2000. - 204 с.
3. Барабаш С.В., Лященко М.В., Куркин В.А. Лимонник китайский: итоги и перспективы исследований // Рынок БАД. - № 3, май/июнь. - 2006. -С. 14-17.
4. Кротова И.В., Ефремов А.А. Исследование химического состава плодов лимонника китайского // Химия растительного сырья. - 1999. - № 4. -С. 131-133.
5. Орлин Н.А. О биологически активных веществах лимонника китайского // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2009. - № 4. - С. 115-120.
6. Колбасина Э.И. Перспективы использования лимонника Schisandra chjnensis (Turcz.) BA1LI. в качестве пищевого и растительного сырья // Аграрная Россия. - 2001. - № 6. - С. 20-29.
7. Короткова И.В., Ефремов А.А. Возможности рационального использования эфиромасличных растений // Химия растительного сырья. - 2002. -№ 3. - С. 29-33.
8. Бережная Г.А., Калье А.И. Динамика содержания липидов в созревающих плодах облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides), интро-дуцированной в Нижегородской области // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - Нижний город. - 2012. - № 2 (3). -С. 113-118.
9. Бережная Г.А. Озернина О.В., Елисеев И.П., Цыдендамбаев В.Д., Верещагин А.Г. Динамика абсолютного содержания и жирно-кислотного состава ацилсодержащих липидов в созревающих плодах облепихи // Физиология растений. - 1992. -Т. 39. - Вып. 6. - С. 1187-1196.
10. Бережная Г.А. Маслообразование в плодах облепихи крушиновидной // Селекция, интродукция плодовых и ягодных культур: сборник научных трудов НГСХА. - Н. Новгород, 2003. - С. 55-56.
11. Нечипоренко Г.А., Рыбалова Б.А. Водообмен плодов кабачка при созревании // Физиология растений. - 1983. - Т. 30. - Вып. 2. - С. 286-293.
12. Прокофьев А.А., Рыбалова Б.А., Нечипоренко Г.А. Водообмен созревающих сухих и сочных плодов мака масличного и кабачка // Физиология растений. - 1983. - Т. 30. - Вып. 6. -С. 1135-1147.
References
1. Fruyentov N.K., Konstantinov A.A., SHilova L.M. Limonnik. - Vladivostok: Dal'nevostochnoye kn. izd-vo, 1970. - 23 s.
2. Kolbasina E.I. Aktinidiya i limonnik v Rossii. -M.: Rossel'khozakademiya, 2000. - 204 s.
3. Barabash S.V., Lyashchenko M.V., Kurkin V.A. Limonnik kitayskiy: itogi i perspektivy issledovaniy // Rynok BAD. - No 3, may/iyun'. -2006. - S. 14-17.
4. Krotova I.V., Efremov A.A. Issledovaniye khimicheskogo sostava plodov limonnika kitayskogo // KHimiya rastitel'nogo syr'ya. - 1999. - № 4. - S. 131-133.
5. Orlin N.A. O biologicheski aktivnykh veshchestvakh limonnika kitayskogo // Mezhduna-rodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy. - 2009. - № 4. - S. 115-120.
6. Kolbasina E.I. Perspektivy ispol'zovaniya limonnika Schisandra chjnensis (Turcz.) BA1LI. v kachestve pishchevogo i rastitel'nogo syr'ya // Agrarnaya Rossiya. - 2001. - № 6. - S. 20-29.
7. Korotkova I.V., Efremov A.A. Vozmozhnosti ratsional'nogo ispol'zovaniya efiromaslichnykh rasteniy // KHimiya rastitel'nogo syr'ya. - 2002. - № 3. - S. 29-33.
8. Berezhnaya G.A., Kal'ye A.I. Dinamika soder-zhaniya lipidov v sozrevayushchikh plodakh oble-pikhi krushinovidnoy (Hippophae rhamnoides), intro-dutsirovannoy v Nizhegorodskoy oblasti // Vestnik Nizhegorodskogo universiteta im. N.I. Lobachev-skogo. - Nizhniy gorod. - 2012. - № 2 (3). - S. 113-118.
9. Berezhnaya G.A. Ozernina O.V., Eliseyev I.P., TSydendambayev V.D., Vereshchagin A.G. Dinamika absolyutnogo soderzhaniya i zhirno-kislotnogo sostava atsilsoderzhashchikh lipidov v sozrevayushchikh plodakh oblepikhi // Fiziologiya rasteniy. - 1992. - T. 39. - Vyp. 6. - S. 1187-1196.
10. Berezhnaya G.A. Masloobrazovaniye v plodakh oblepikhi krushinovidnoy // Selektsiya, introduktsiya plodovykh i yagodnykh kul'tur: sbornik nauchnykh trudov NGSKHA. - N. Novgorod, 2003. - S. 55-56.
11. Nechiporenko G.A., Rybalova B.A. Vodoob-men plodov kabachka pri sozrevanii // Fiziologiya rasteniy. - 1983. - T. 30. - Vyp. 2. - S. 286-293.
12. Prokofyev A.A., Rybalova B.A., Nechiporenko G.A. Vodoobmen sozrevayushchikh sukhikh i sochnykh plodov maka maslichnogo i kabachka // Fiziologiya rasteniy. - 1983. - T. 30. -Vyp. 6. - S. 1135-1147.
Получено: 02.04.2018 Принято: 17.09.2018 Received: 02.04.2018 Accepted: 17.09.2018
