41УДК 631.521: 581.19 https://www.doi.org/10.24411/2500-0454-2020-11225
ИЗУЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПЛОДОВ ВО ВНИИСПК
Макаркина М.А., д.с.-х.н. Павел А.Р., к.с.-х.н. Ветрова О.А., к.с.-х.н.
ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, 302530, Россия, Орловская область, Орловский район, д. Жилина, ВНИИСПК, makarkina@vniispk.ru
Аннотация
Представлены основные результаты биохимического исследования плодов 12 различных плодовых и ягодных культур, выращенных на участках сортоизучения Всероссийского НИИ селекции плодовых культур. Недостаток плодов и ягод в рационе приводит к нарушению баланса и употреблению высококалорийных продуктов, приводящих к увеличению массы человека и ухудшению общего самочувствия в целом. Учитывая важность включения в рацион человека фруктов, делается акцент на такие незаменимые биохимические вещества как сахара, аскорбиновая кислота и фенольные соединения. Установлено, что уровень накопления этих компонентов в плодах изучаемых культур различен. По накоплению сахаров в порядке убывания исследуемые культуры располагаются в следующем порядке: черешня > вишня > яблоня > смородина чёрная > груша > слива > ежевика > смородина красная > крыжовник > земляника > облепиха; по накоплению аскорбиновой кислоты - смородина чёрная > облепиха > земляника > смородина красная > крыжовник > малина > ежевика > яблоня > черешня > вишня > слива > груша; по накоплению общих полифенолов - слива > смородина чёрная > вишня > смородина красная > земляника > крыжовник > яблоня > черешня > груша. Выделены лучшие сорта по каждому изучаемому признаку, представляющие интерес для дальнейшего использования в селекции на улучшение качественных показателей плодов.
Ключевые слова: плодовые и ягодные культуры, сорта, сахара, аскорбиновая кислота, фенольные соединения
STUDY OF BIOCHEMICAL COMPOSITION OF FRUITS AT VNIISPK
Makarkina М.А., doctor of agricultural sciences Pavel A.R., candidate of agricultural sciences Vetrova О.А., candidate of agricultural sciences
Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding, 302530, Russia, Orel region, Orel district, Zhilina, VNIISPK, makarkina@vniispk.ru
Abstract
The main results of biochemical study of the fruits of 12 different fruit and berry crops grown at the sites of variety research of the Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding (VNIISPK) are presented. The lack of fruits and berries in the diet leads to a violation of the balance and use of high-calorie foods, leading to an increase in human weight and deterioration of overall health in general. Taking into account the importance of including fruit in the human diet, the emphasis is placed on such essential biochemicals as sugars, ascorbic acid and phenolic compounds. It has been found that the level of accumulation of these components in the fruits of the studied crops is different. In the studied crops, the accumulation of sugars in decreasing order are in the following order: sweet cherry >sour cherry > apple > black currant > pear > plum > blackberry > red currant > gooseberry > strawberry > sea buckthorn; in the accumulation of ascorbic acid: black currant > sea buckthorn > strawberry > red currant > gooseberry > raspberry > blackberry > apple > sweet cherry > sour cherry > plum > pear; in the accumulation of total polyphenols: plum > black currant > sour cherry > red currant > strawberry > gooseberry > apple > sweet cherry > pear. The best cultivars are selected for each studied trait, which are of interest for further use in breeding to improve the quality of fruit indicators.
Key words: fruit and berry crops, cultivars, sugars, ascorbic acid, phenolic compounds
Введение
В 2020 году ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур» (ВНИИСПК) отмечает свой юбилей - 175 лет со дня основания. За эти годы наше учреждение прошло долгий и
нелегкий путь, преобразовавшись из опытной станции во всероссийский институт, основная цель которого -создание сортов, превосходящих по всем хозяйственно ценным признакам существующие на данный момент, в том числе с улучшенным химическим составом плодов (Седов, Макаркина, 2017; Макаркина, Янчук, 2018; Макаркина, 2019).
Плоды и ягоды - незаменимый продукт питания, улучшающий качество жизни человека. Их роль в питании значительно шире и важнее, чем принято считать. Недостаток плодов и ягод в рационе приводит к нарушению баланса и употреблению высококалорийных продуктов, приводящих к увеличению массы человека и ухудшению общего самочувствия в целом. Необходима коррекция пищевого статуса, обусловленная изменением условий и образа жизни большей части современного населения, сопровождающихся снижением потребности в энергии и, следовательно, в калориях потребляемой пищи. У современного российского гражданина рацион сбалансирован не в полной мере, характерно недополучение свежих фруктов и овощей (Пастушкова, Заворохина, Вяткин, 2016; Коденцова, Вржесинская, Рисник и др., 2017; Акимов, Макаров, Жбанова, 2019). Тем не менее, в последние годы у населения несколько повысился уровень знаний о здоровом питании и пользе определенных продуктов, обогащающих их рацион (Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Никитюк Д.Б. и др., 2018), в том числе фруктов (Акимов, Макаров, Жбанова, 2019).
Плоды и ягоды являются ценным источником сахаров, органических кислот, пектинов, эфирных масел, аскорбиновой кислоты (витамина С), фенольных соединений (витамина Р), макро- и микроэлементов и др. веществ. Исследования по оценке и отбору сортов, элитных и отборных форм плодовых и ягодных культур с повышенным содержанием питательных и биологически активных веществ во ВИИСПК проводятся в лаборатории биохимической и технологической оценки сортов и хранения. Основатель лаборатории - доктор с.-х. наук Зинаида Афанасьевна Седова. В 1957 году ею была создана химическая лаборатория, которая в 1963 году была разделена на агрохимическую и химико-технологическую. За время руководства лабораторией З.А. Седовой было изучено около 1500 сортов, элитных (ЭЛС) и отборных (ОС) сеянцев плодовых и ягодных культур, огромное количество гибридных сеянцев яблони и смородины чёрной, полученных от целенаправленных скрещиваний на улучшение химического состава плодов. По результатам работы были выделены сорта и формы для использования в селекции и производстве (Седов, Седова, 1982; Огольцова, Седова, Соколова, 1988; Седова, 1992).
Для полной характеристики создаваемых генотипов необходима оценка химического состава плодов. В настоящее время работа, начатая З.А. Седовой, продолжается.
Материалы и методика
За период 2010-2020 годы биохимическая оценка плодов проводилась по яблоне, груше, вишне, черешне, сливе, землянике, смородине чёрной, смородине красной, крыжовнику, малине, облепихе, ежевике. Отбор проб осуществлялся на опытных участках ВНИИСПК, анализы биохимического состава плодов - в лаборатории биохимической и технологической оценки сортов и хранения института.
Сотрудниками лаборатории в плодах изучаемых культур определяются: растворимые сухие вещества (РСВ), сахара, органические (титруемые) кислоты, аскорбиновая кислота (АК), фенольные (Р-активные) вещества, каротиноиды. Их определение проводится по общепринятым методикам (Методы биохимического исследования растений, 1987; Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур, 1999).
Результаты и их обсуждение
Каждой культуре присущ определенный уровень накопления биохимических компонентов. По накоплению сахаров в порядке убывания исследуемые культуры располагаются в следующем порядке: черешня > вишня > яблоня > смородина чёрная > груша > слива > ежевика > смородина красная > крыжовник > земляника > облепиха.
По каждой изучаемой культуре выделились перспективные сорта с высоким содержанием сахаров (в %) в плодах: яблоня - Академик Савельев (11,29), Благодать (13,27), Вавиловское (11,59), Веньяминовское (11,45), Гирлянда (11,24), День Победы (11,98), Ивановское (11,78), Министр Киселев (11,69), Орловская Есения (11,70), Орловский партизан (11,81), Осиповское (11,94), Патриот (11,49), Праздничное (12,70), Приокское (11,84), Созвездие (11,63), Спасское (11,09), Тургеневское (11,39), Утренняя звезда (12,01); груша - Аннушка (10,38), Есенинсая (10,34), Лето (10,77), Нарядная Ефимова (10,41); вишня - Антрацитовая (11,06), Верея (11,44), Гречанка (12,30), Новелла (11,00), Отрада (12,40), Памяти Машкина (13,53), Подарок учителям (11,10), Превосходная Веньяминова (13,00), Превосходная Колесниковой (11,73), Прощальная (11,60), Путинка (11,94), Ровесница (11,78), Эстафета (11,52); черешня - Орловская розовая (14,82), Орловская фея (12,98), Сияна (12,03), Троснянская (12,07), слива -Алёнушка (11,27), Красивая Веча (10,65), Кромская (12,06), Любезная (14,80), Орловская мечта (10,25); Эмпрессо (10,66); смородина чёрная - Дачница (9,31), Десертная Огольцовой (11,02), Искушение (9,31), Ладушка (10,51), Лентяй (9,03), Надежа (12,30), Надя (10,22), Нежданчик (10,06), Оазис (8,76), Очарование (9,53), Радонеж (9,56), Черноокая (9,44); смородина красная - Ася (7,85), Вика (8,23), Газель (7,95), Дана (8,67), Дар Орла (7,51), Нива (8,20), Орловская звезда (7,55), Орловчанка (7,76), Подарок лета (7,72), Премьера (8,49), Селяночка (9,30), Устина (7,70); земляника - Рубиновый кулон (9,21) Clery (9,01), Vima zanta (9,49), Marmolada (9,03), Honeoye (8,50), Jonsok (8,90); крыжовник - Дискавери (11,20), Земляничный (11,32) и Морячок (10,29); ежевика - Бжезина (11,39), Блэк Сатин (10,97), Чачанска Бестрна (10,03), Triple Grown (10,68), сеянцы сорта Лох Несс № 3 (10,34), № 4 (10,52), № 7 (10,34), элитный сеянец Лох Несс-13 (11,02).
Кроме сахаров важнейшими показателями химического состава плодов и ягод являются биологически
активные вещества - аскорбиновая кислота и фенольные (Р-активные) соединения.
По накоплению аскорбиновой кислоты культуры, возделываемые в Средней зоне садоводства РФ, в порядке убывания располагаются следующим образом: смородина чёрная > облепиха > земляника > смородина красная > крыжовник > малина > ежевика > яблоня > черешня > вишня > слива > груша.
С повышенным содержанием аскорбиновой кислоты (мг/100 г) также выделены лучшие генотипы: смородина чёрная - Ассоль (178,6), Глариоза (224,4), Десертная Огольцовой (233,8), Добродзея (220,9), Ермак (198,0), Муравушка (220,9), Надина (246,8), Нежданчик (172,5), Орловская серенада (210,7), Пандора (182,9), Ben Connon (184,8), Tisel (299,6), Varmas (206,8); облепиха - Десерт масличный (174,2), Дончанка (170,7), Дубовчанка (148,7), Золотая коса (192,4), Золотой ключик (161,3), Карамелька (170,4), Морячка (175,8), Ранний столовый (128,9), Сюрприз Балтики (138,8); смородина красная Ася (54,0), Белка (52,6), Вика (52,4), Дар Орла (50,2), Мармеладница (69,3), Нива (62,9), Огонек (54,6), Орловчанка (55,3), Осиповская (57,0), Подарок победителям (60,9), Селяночка (62,9), Устина (96,6); земляника - Росинка (107,6), Clery (91,4), Honeoye (98,0), Darselect (100,0), НФ 311 (96,5), Sara (88,9), Vima Kimberly (103,5), Marmolada (104,5), Jonsok (95,6), Царица (89,5), Rubino civ (141,4), Русич (94,7), Dezy (113,5); крыжовник - Дискавери (34,8), Земляничный (38,5), Морячок (31,3), Некрасовский (39,4), Солнечный зайчик (35,8), Юпитер (30,4); малина - Метеор (51,5), Пересвет (44,9), Фантазия (41,4),Glen Lion (51,9), Ivars (40,5); ежевика - Лох Тей (24,6), Натчез (20,2), Торнфри (24,6), Уочита (28,2), Честер (24,6), Сеянец Блэк Сатин (34,3), сеянцы сорта Лох Несс № 4 (21,1), № 7 (33,4), № 8 (31,7), № 10 (36,1), №14 (34,3), ЭЛС Лох Несс-13 (37,8); - яблоня - Бунинское (14,2), Ветеран (19,4), Вита (21,4), Гулливер (14,5), День Победы (13,0), Зарянка (18,0), Ивановское (19,5), Куликовское (15,3), Масловское (13,8), Низкорослое (18,0), Олимпийское (15,4), Орловская заря (15,0), Орловский пионер (14,8), Пепин орловский (15,3), Синап Орловский (13,4), Чистотел (14,6), Юбиляр (14,1). Черешня, вишня, груша не являются источниками аскорбиновой кислоты.
Общее количество фенольных веществ в плодах уменьшается в следующем порядке: слива > смородина чёрная > вишня > смородина красная > земляника > крыжовник > яблоня > черешня > груша.
Основными источниками Р-активных веществ (мг/100 г) среди плодовых и ягодных культур являются слива, смородина чёрная, вишня, смородина красная. В их плодах общее количество полифенолов может достигать 1000 мг/100 г. В качестве источников по данному признаку выделены: слива - Алёнушка (903), Краса Орловщины (888), Неженка (2012), Орловский сувенир (11341), Орловская мечта (882), Рекорд (851); смородина чёрная - Ажурная (819), Арапка (789), Ассоль (815), Багира (922), Гамма (862), Грация (866), Ершистая (927), Зуша (729), Кипиана (717), Лентяй (762), Муравушка (706), Надина (778), Нюра (800), Орловия (763), Орловская серенада (747), Орловский вальс (826), Радонеж (723), Черный жемчуг (1004), Юбилей Орла (915); вишня - Антрацитовая (1047), Верея (928), Ветеранка (1117), Долгожданная (1210), Жуковская (807), Лебедушка (836), Любская (935), Мценская (816), Неполодская (903), Облачинская (889), Орколия (776), Орлея (1068), Орлица (1007), Отрадная (739), Подарок учителям (924), Путинка (905), Тихоновская (964), Трофимовская (833), Тургеневка (764), Шоколадница (1170); смородина красная - Ася (629), Варшевича (981), Виксне (997), Лозан (626), Львовянка (659), Мармеладница (457), Натали (549), Ненаглядная (774), Нива (547), Осиповская (435), Подарок победителям (664), Премьера (538), Ранняя сладкая (874), Рачновская (711), Ролан (452), Роте Шпетлезе (657), Селяночка (593), Татьянина (513,5), Устина (453).
Учитывая, что яблоки являются наиболее распространенным фруктом, сезон их потребления растянут практически на весь год, необходимо сказать о сортах, плоды которых содержат большое количество для данной культуры Р-активных веществ (мг/100 г): Августа (408), Бежин луг (449), Болотовское (477), Вита (486), Вятич (497), Гулливер (417), Зарянка (419), Здоровье (449), Ивановское (432), Имрус (433), Кандиль орловский (558), Орловский партизан (427), Орловский пионер (514), Орловское полесье (438), Памяти Хитрово (480), Память Семакину (474), Патриот (410), Радость Надежды (474), Старт (404), Тренер Петров (419), Тургеневское (444), Утренняя звезда (624), Чистотел (460).
Выводы
В результате многолетнего изучения химического состава плодов различных плодовых и ягодных культур в условиях Орловской области был установлен различный уровень накопления биохимических компонентов. Наибольшее количество сахаров отмечено в плодах черешни, вишни, яблони, аскорбиновой кислоты - смородины чёрной, облепихи, земляники; суммы фенольных соединений - сливы, смородины чёрной, вишни, смородины красной. Выделены сорта с высоким содержанием исследуемых компонентов, представляющие интерес для дальнейшего использования в селекции на улучшение химического состава плодов.
Благодарности
За время проведения исследований непосредственное участие в биохимических анализах принимала лаборант-исследователь лаборатории биохимической и технологической оценки и хранения ФГБНУ ВНИИСПК Яшкина Светлана Николаевна. Авторы выражают ей искреннюю благодарность.
Литература
1. Акимов М.Ю., Макаров В.Н., Жбанова Е.В. Роль плодов и ягод в обеспечении человека жизненно важными биологически активными веществами // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 2. С. 56-60.
2. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Рисник Д.В., Никитюк Д.Б., Тутельян В.А. Обеспеченность населения России микронутриентами и возможности ее коррекции. Состояние проблемы // Вопросы питания. 2017. Т. 86. № 4. С. 113-124.
3. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Никитюк Д.Б., Тутельян В.А. Витаминная обеспеченность взрослого населения Российской Федерации: 1987-2017 гг. // Вопросы питания. 2018. Т. 87. № 4. С. 62-68.
4. Макаркина М.А., Янчук Т.В. Источники биологически активных веществ смородины чёрной и красной для селекции на улучшение химического состава ягод // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2018. № 4. С. 10-13.
5. Макаркина М.А. Улучшение химического состава плодов - приоритетное направление в селекции плодовых культур // 125 лет прикладной ботаники в России: сб. тезисов конференции ВИГРР им. Н.И. Вавилова (25-28 нояб., 2019 г., г. Санкт-Петербург). Санкт-Петербург, 2019. 238 с.
6. Методы биохимического исследования растений. [А.И. Ермаков и др.]; под ред. А.И. Ермакова. 3-е изд. переработанное и доп. Л.: Агропромиздат, Ленинградское отд., 1987. 430 с.
7. Огольцова Т.П., Седова З.А., Соколова С.Е. Итоги и перспективы селекции чёрной смородины на повышение содержания аскорбиновой кислоты // Селекция и сорторазведение чёрной смородины. Мичуринск, 1988. Вып. 51. С. 68-72.
8. Пастушкова Е.В., Заворохина Н.В., Вяткин А.В. Растительное сырье как источник функционально-пищевых ингредиентов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые технологии». 2016. Т. 4. № 4. С. 105-113.
9. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под общ. ред. Е.Н. Седова, Т.П. Огольцовой. Орел: ВНИИСПК, 1999. 608 с.
10. Седов Е.Н., Седова З.А. Селекция яблони на улучшение химического состава плодов. Орел, 1982. 120 с.
11. Седов Е.Н., Макаркина М.А. Доминирование и трансгрессии при селекции яблони на повышенное содержание в плодах растворимых сухих веществ и сахаров // Российская сельскохозяйственная наука. 2017. № 5. С. 15-18.
12. Седова З.А. Результаты 35-летней работы по оценке химического состава плодов и ягод // Селекция и сорторазведение садовых культур. Орел: ВНИИСПК, 1995. С. 249-257.
УДК 635.977:631.524.85:712 https://www.doi.org/10.24411/2500-0454-2020-11226
ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕВЕРОАМЕРИКАНСКИХ ПЛОДОВЫХ РАСТЕНИЙ В САДОВОДСТВЕ ЦЧР РОССИИ
Масалова Л.И., н.с.
ФГБНУ ВНИИ селекции плодовых культур, 302530, Россия, Орловская область, Орловский район, д. Жилина, ВНИИСПК, masalova@vniispk.ru
Аннотация
Плодовые древесные растения, сочетающие в себе декоративные качества, могут массово использоваться как в частном озеленении, так и в зеленом строительстве. Для этого используемый ассортимент должен соответствовать всем требованиям по устойчивости к повреждающим факторам окружающей среды. В процессе исследования нами были выделены наиболее устойчивые виды и форм перспективных североамериканских плодовых многолетников, произрастающих на территории дендрария ВНИИСПК: Juglans rupestris, Berberis ottavensis f. purpurea, Mahonia aquifolia и Mahonia pinnata. Данные растения можно рекомендовать для использования в садоводстве ЦЧР России.
Ключевые слова: интродукция, оценка перспективности, дендрарий, древесные растения
PROSPECTS FOR THE USE OF NORTH AMERICAN FRUIT PLANTS IN HORTICULTURE CENTRAL RUSSIA
Masalova L.I., researcher
Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding, 302530, Russia, Orel region, Orel district, Zhilina, VNIISPK, masalova@vniispk.ru
Abstract
Fruit woody plants that combine decorative qualities can be massively used both in private gardening and in green building. For this, the assortment used must meet all the requirements for resistance to environmental damaging factors. During the study, we identified the most stable species and forms of
