CC BY
23
УДК 57.087 DOI: 10.24411/2071-6176-2020-10412
МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГО-
БИОХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПЛОДОВ РАЗНЫХ
СОРТОВ ЧЕРЕШНИ
С.Ю. Волдаева, Е.А. Ягольник
Рассмотрены морфологические характеристики деревьев и листьев, определены фотосинтетические пигменты и фенольные соединения в листьях разных сортов черешни. Изучены морфологические параметры плодов черешни и охарактеризованы органолептические свойства плодов черешни разных сортов. Определено общее содержание полифенолов, витамина Р и С в плодах разных сортов черешни.
Ключевые слова: плоды черешни сортов Подарок Рязани, Фатеж, Ревна, Веда, Речица, витамин С, витамин Р, фенольные соединения, морфофизиологические параметры.
Введение
Черешня - плодовая культуры, сочетающая в себе ряд важных хозяйственно-биологических признаков. Благодаря значительному количеству биологически активных соединений (легкоусвояемых Сахаров, органических кислот, пектиновых, дубильных веществ, витаминов группы В, Р и С, минеральных солей), а также привлекательному внешнему виду и вкусовым достоинствам, их плоды являются ценным компонентом пищевого рациона населения.
В нашей стране ассортимент черешни довольно разнообразен. Однако она является сезонной ягодой доступной лишь в летнее время. Что делает ее употребление в зимний период времени в свежем виде невозможным. Черешню можно высушивать, но при термической обработке велика вероятность потери полезных веществ. А для их сохранения можно использовать заморозку, которая поможет сохранить ягоды в неизменном виде.
Витамины - это высокоактивные органические вещества, выполняющие роль биологических катализаторов в процессах метаболизма. Витамины представляют собой готовые коферменты или превращаются в них и участвуют в разнообразных биохимических процессах, обеспечивая нормальную жизнедеятельность организма [2].
Материалы и методы
В работе были изучены 5 сортов черешни из центра биотехнологии «Фитогенетика»: Подарок Рязани - сорт получен путем отбора из сеянцев сорта черешни неизвестного происхождения. Оригинатор - Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства. Авторы: А.А. Борисова, В.И. Кашин. Введен в Госреестр в 2002 г.
по Центральному региону[5]. Фатеж - сорт черешни среднераннего срока созревания. Выведена во Всероссийском селекционно-технологическом институте садоводства и питомниководства (ФГБНУ ВСТИСП) через посев семян от свободного опыления сорта Ленинградская желтая. Автор сорта: А.И. Евстратов[3]. Ревна - сорт черешни среднепозднего срока созревания, выведенная во Всероссийском НИИ Люпина. Получена из сеянца сорта Брянская розовая. Авторство принадлежит М.В. Каньшиной и А. И. Астахову. С 1993 года сорт принят на государственное испытание [2]. Веда - сорт черешни, полученный в ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса». Его авторами стали селекционеры М.В. Каньшина, А.А. Астахов, Л.И. Зуева. В 2007 году гибрид принят на государственное сортоиспытание [4]. Речица - сорт выведен во ВНИИ люпина М.В. Каньшиной. Введен в Государственный реестр в 2001 г. по Центральному региону[6].
Органолептический анализ представляет собой исследование качества продукции с помощью органов чувств - зрения, обоняния, вкуса, осязания. При соблюдении научнообоснованных правил результаты органолептической оценки качества продукции по точности и воспроизводимости равноценны результатам, полученным при использовании инструментальных методов контроля. Выбор показателей при органолептическом анализе зависит от вида продукции и ее особенностей. Основными показателями данного анализа являются: внешний вид, цвет, запах, вкус.
Для определения органолептических показателей разработана собственная дести балльная система оценки качества вкуса и интенсивности запаха плодов черешни. Для оценки качества вкуса была установлена шкала интенсивности вкуса со следующими показателями (табл. 1).
Таблица 1
Характеристика качества вкуса в баллах
Балл Характеристика
10 Очень сладкое
9
8 Сладкое
7
6 Кисло-сладкое
5
4 Кислое
3
2 Вяжуще-кислое
1
Также была разработана шкала интенсивности запаха плодов черешни (табл. 2).
Таблица 2
Характеристика интенсивности запаха
Балл Характеристика
10 Интенсивный сладкий запах
9
8 Сильный запах
7 Умеренный запах
6
5 Отчетливый запах
4 Едва заметный
3
2 Запах отсутствует
1
Для определения диаметра ствола растения проводится на высоте груди (рис.1). Высота груди (1,3 м) устанавливается от шейки корня. Диаметр на высоте груди измеряется в сантиметрах. Маркировка высоты проводится мелкими гвоздями, которые рукой втыкаются в кору измеряемых деревьев на высоте 1,3 м [7].
Измерение длины окружности ствола на высоте груди допускается только в том случае, когда нельзя использовать мерную вилку после определения значения окружности ствола.
Рис.1. Способы измерения диметра на высоте груди
Высота дерева определяется как расстояние между верхушкой дерева и основанием ствола. Измерение проводят вдвоём. Один человек должен встать рядом с деревом, а другой, отойдя на такое расстояние, чтобы видеть взглядом всё дерево от корня до вершины, «откладывает» на
глаз, сколько человек данного роста, который «укладывается» по всей длине ствола. С учётом этого, зная рост «человечка», можно подсчитать высоту дерева (рис. 2).
1). Измеряется длина листа от верхушки до основания листовой пластинки.
2). Измеряется ширина левой и правый половинок листа. Для этого лист складывают пополам, совмещая верхушку с основанием листовой пластинки. Затем измеряется расстояние от границы центральной жилки до края листа.
Рис. 2. Схема промеров листа
Для приготовления экстракта навеску пробы массой 10 г взвешивают с погрешностью ±0,01 г. Для экстрагирования витамина С из продуктов плотной консистенции навеску пробы 10 г растирают в ступке с небольшим количеством экстрагирующего раствора (не менее 1 см3 раствора на 1 г пробы) и переносят в мерные колбу или цилиндр вместимостью 100 см3, смывая полученную массу небольшими порциями экстрагирующего раствора до тех пор, пока объем не достигнет метки. Содержимое выдерживают в течение 10 мин, перемешивают и фильтруют.
Определение содержания витамина С основано на экстрагировании витамина С раствором соляной кислоты с последующим титрованием визуально раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до установления светло-розовой окраски.
Для приготовления экстракта навеску пробы массой 10 г взвешивают с погрешностью ±0,01 г. Для экстрагирования витамина С из продуктов плотной консистенции навеску пробы 10 г растирают в ступке с небольшим количеством экстрагирующего раствора (не менее 1 см3 раствора на 1 г пробы) и переносят в мерные колбу или цилиндр вместимостью 100 см3, смывая полученную массу небольшими порциями экстрагирующего раствора до тех пор, пока объем не достигнет метки. Содержимое выдерживают в течение 10 мин, перемешивают и фильтруют.
За тем в колбу для титрования пипеткой вносят 5 см экстракта, доводят объем водой до 10 см и титруют раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до появления слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 15-20 с.
За результат титрования принимают среднее арифметическое результатов титрований. При повторном титровании в области предполагаемой точки эквивалентности раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола прибавляют по 1-2 капли.
Определение витамина Р осуществлялось методом Левенталя, основанном на способности рутина окисляться перманганатом калия. В качестве индикатора применяется индигокармин, который вступает в реакцию с перманганатом калия после того, как окислится весь рутин. Навеску образца массой 10 г заливаем теплой (75°) дистиллированной водой объемом 100 см3. Продолжительность экстракции составляла 5 минут. В колбу для титрования помещали 10 см3 экстракта, добавляли 10 см3 дистиллированной воды, 6 капель индикатора индигокармина и титровали из бюретки 0,05 Н КМп04 до появления устойчивой желтой окраски.
Содержание фенольных соединений определяли при помощи спектрометрического метода, основанного на способности светового потока частично поглощаться, проходя через окрашенную жидкость, остальная часть светового потока попадает на фотоэлемент, в котором возникает электрический ток, регистрирующийся при помощи спектрофотометра. Для экстракции взвешивали по 200 мг механически измельченного сырья (ягоды). Помещали навеску в фарфоровую ступку, добавляли на кончике скальпеля мел для нейтрализации кислотности, приливали 2 мл 70 %-го спирта и тщательно растерли. Затем к смеси добавили 8 мл 70 %-го этилового спирта. После чего содержимое ступки фильтровали через бумажный фильтр - синяя лента.
В градуированную пробирку объемом 5 мл приливали 0,25 мл полученного экстракта, 4 мл дистиллированной воды и 0,25 мл реактива Фолина-Дениса, через 2 мин добавили 0,5 мл 10 %-го раствора углекислого натрия. Полученную смесь оставляли на 40 мин до появления окраски. Затем измеряли оптическую плотность с помощью спектрофотометра при длине волны 700 нм. В качестве контрольного раствора использовали
спирт. Расчет содержания фенольных соединений произвели с использованием калибровочного коэффициента по формуле: С= (Рх У1)-(ах У2х В).
При определении фотосинтетических пигментов объектом определения служат листья высших растений разных видов или листья разного возраста. Содержание хлорофиллов "а" и "Ь" определяют спектрофотометрически, рассчитывают соотношение хлорофилла а / хлорофилла Ь в исследуемом материале. Для этого навеску 100 мг свежих листьев следует растереть в фарфоровой ступке, заливая 15 мл 96 %-го спирта и отфильтровать в мерные колбы на 25 мл, доводя объем до метки добавлением 96 %-го спирта. После этого провести определение содержания пигментов в вытяжке с использованием кювет с толщиной 1 см на спектрофотометре в трехкратной повторности. Поглощение (А-оптическая плотность) снимать при следующих значениях длины волны 665, 649, 470 нм.
Содержание пиментов рассчитать но формулам: Хлорофилл а: С=13,95хА665-6,88хА649 Хлорофилл Ь: С=24,96хА694-7,32хА665 Каротиноиды: С=(1000хА470-2,05хА665-114,8хА649)/245 Количество пигментов на 1 г сырой массы рассчитывают с использованием следующей формулы: F= (С х V) / (1000хт).
Обсуждение результатов
Установлена сила роста сортов черешни. Наибольшей слаборослостью характеризовался сорт вишни Подарок Рязани. Он отличается небольшой высотой (2,3 м). Изученные сорта и формы черешни в результате исследований были разделены на две группы — среднерослые и сильнорослые. В группе среднерослых форм присутствуют сорта Речица и Ревна, высота которых составляла 2,5-2,6 м. К сильнорослым были отнесены сорта Веда и Фатеж (2,9-3,1 м).
По морфологическим показателям у сорта Подарок Рязани самый крупный ствол из всех представленных образцов окружностью 94 см. Самыми маленькими размерами характеризуются сорт Веда. У сортов Речица и Веда зафиксирован раздвоенный ствол (табл. 3).
При проведении морфологической оценки листьев черешни (рис. 3), было установлено, что отличительно крупными листьями как в длину, так и в ширину характеризуется сорт Подарок Рязани (в длину 11,6 см в ширину 3,3 и 2,9 см слева и справа соответственно). Представителем самых мелких листьев является сорт Речица.
Таблица 3
Параметры ствола черешни
Сорт Окружность ствола, см Диаметр ствола, см
Подарок Рязани 94 30
Фатеж 79 25,1
Ревна 81 25,8
Веда 68 59 21,6 18,8
Речица 74 67 23,6 21,3
и.б
12
Длина листа, см Ширина половинки листа Ширина половинки листа
Слева, см Справа, см
■ Подарок Рязани ■ Фатеж ■ Ревна ■ Веда ■ Речица
Рис. 3. Морфология листьев
Важным для продуктивности и формирования качества плодов является содержание фотосинтетических пигментов (рис. 4). Их изучение в листьях сортов черешни показала, что самое большое содержание суммы хлорофиллов характерно сортам Ревна и Веда соответственно (1,69-1,64 мкг/г), минимальное содержание - сорту Фатеж. У всех изученных образцов в секторе пигментов преобладает хлорофилл Ь. Только у сорта Веда (1,02 мкг/г) содержание пигментов находится в равном соотношении. Содержание каротиноидов во всех изученных образцах варьируются в одном диапазоне (0,33-0,23 мкг/г).
Подарок Рязани Фатеж Ревна Веда Речица
■ Хлорофилла ■ Хлорофилл в I Каротиноиды
Рис. 4. Фотосинтетические пигменты в листьях черешни
Изучение содержания фенольных соединений в листьях сортов черешни показало (рис. 5), что наибольшее содержание наблюдается в листьях сорта Подарок Рязани (15,68 мкг\г). Наименьшее содержание фенольных соединений зафиксировано в листьях сорта Речица (9,35 мкг\г). Данное содержание фенольных соединений в растении говорит о том, что оно способно препятствовать окислительному стрессу.
о
Подарок Рязани Фареж Ревна Веда Речица
Рис. 5. Фенольные соединения в листьях черешни
По морфологическим и физиолого-биохимическим параметрам для прорастания в нашей природной зоне более пригодны деревья сорта Подарок Рязани и Ревна.
Не стоит забывать, что деревья ценим не только по устойчивости к данному месту обитания, но и также за их вкусовые качества, поэтому мы провели морфологический анализ плодов черешни.
По его результатам крупные плоды отмечены у сортов Подарок Рязани (высота 20 мм, диаметр 22 мм) и Веда (высота 18 мм, диаметр 20 мм) (рис. 6). Самые маленькие плоды у сорта Речица (высота 15 мм, диаметр 16 мм.)
Высота, мм Диаметр, мм
■ Подарок Рязани ■ Фатеж I Ревна ■ Веда ■ Речица
Рис. 6. Размер плодов черешни
По результатам морфологического анализа крупная масса плодов отмечена у сортов черешни Подарок Рязани (5,3 г), Ревна (3,7 г) и Веда (3,3 г) что коррелирует с массой мякоти (рис. 7). Масса кости всех сортов варьируется в одном диапазоне от 0,33 до 0,24 г.
На втором этапе исследования провели органолептический анализ плодов всех сортов. При определении этих параметров использовались свежие только сорванные плоды черешни.
По результатам органолептического анализа выявлено, что наиболее предпочтительны по вкусовым качествам плоды сортов Подарок Рязани с очень сладким вкусом и умеренным запахом и Веда со сладким вкусом и сильным запахом.
гр
Подарок Рязани Фатеж Ревна Веда Речица
■ Масса плода ■ Масса кости ■ Масса мякоти
Рис. 7. Морфология плодов черешни
Таблица 4
Органолептический анализ плодов
Сорт Вкус, баллы Запах, баллы Цвет
Подарок Рязани 9 7 Желтый с оранжевыми боками
Фатеж 7 3 Желто-розовый
Веда 8 8 Ярко-красный
Ревна 6 7 Темно-красный почти черный
Речица 4 6 Темно-красный
После проведения органолептического анализа нужно было выявить, как эти плоды поведут себя в заморозке. Поэтому проводили оценку качества замороженных плодов по содержанию:
1. Фенольных соединений (спектрометрический метод).
2. Витамина Р (метод Левенталя).
3. Витамина С (титриметрический метод).
В результате чего было установлено, что все плоды черешни богаты содержанием фенольных соединений, однако самые высокие показатели -у сорта Веда (5,91 мкг/г.), а наименьшим содержанием характеризуется сорт Подарок Рязани (4,23 мкг/г) (рис. 8).
5,91
5,59
1 1
4.23 4,40
Подарок Рязани Фатеж Ревна Веда Речица
Рис. 8. Фенольные соединения в замороженных плодах черешни
Также важной характеристикой плодов является наличие и сохранение в них витаминов, в частности витаминов Р и С. Исходя из этого были проведены следующие анализы.
По литературным данным известно, что нормальное содержание витамина Р в свежих плодах черешни должно быть не меньше 0,4 мг\100 г. Из данной гистограммы видно, что максимальное содержание в плодах черешни установлено у сорта Фатеж (0,48 мг\100). Самый низкий показатель зафиксирован у сорта Подарок Рязани (0,18 мг\100) (рис. 9.).
В норме содержание витамина С в свежих плодах черешни должно варьироваться от 13 до 15 мг. В наших замороженных плодах только в сорте Веда (13,9 мг/100 г.) данный витамин присутствует в достаточном количестве, а наименьший показатель - у сорта Речица (1,7 мг/100 г.) (рис. 10).
На основании полученных данных можно заключить , что деревья разных сортов черешни отличаются по морфологическим параметрам, при этом наиболее крупный ствол (по диаметру) отмечен у сорта Подарок Рязани, минимальные значения характерны у сорта Веда. Наиболее крупными размерами листа характеризуется сорт Подарок Рязани, минимальный показатель у сорта Речица. Изучение содержания фотосинтетических пигментов в листьях сортов черешни показало, что самое большое содержание суммы хлорофиллов характерно сортам Ревна (1,69 мкг/г) и Веда (1,64 мкг/г), минимальное содержание - у сорта Фатеж (1,02 мкг/г). Содержание каротиноидов во всех изученных образцах существенно не отличалось (0,33-0,23 мкг/г). Определение содержания фенольных соединений в листьях показало, что во всех образцах данное соединение находится в рамках нормы, самые высокие показатели наблюдается у сорта Подарок Рязани (15,68 мкг/г), наименьшее содержание у сорта Речица (9,35 мг/г). По
морфологическим характеристикам наиболее крупные плоды отмечены у сортов черешни Подарок Рязани (5,3 г.), Ревна (3,7 г.) и Веда (3,3 г.). Орга-нолептический анализ показал, что наиболее предпочтительны по вкусовым качествам плоды сортов Подарок Рязани и Веда.
Рис. 9. Витамин Р в замороженных плодах черешни
Рис. 10. Витамин С в замороженных плодах черешни
При определение содержания фенольных соединений в замороженных плодах черешни видим, что все изучаемые сорта богаты соединениями данного типа, самые высокие показатели отмечаются у сорта Веда (5,91 мкг/г.), а наименьшим содержанием характеризуется сорт Подарок Рязани (4,23 мкг/г). Определения содержания витамина Р в замороженных плодах
черешни в норме отмечено только у сорта Фатеж (0,48 мг/100г), что делает этот сорт доступным источником данного витамина. При определении витамина С в замороженных плодах установили, что только в сорте Веда (13,9 мг/100 г) данный витамин присутствует в достаточном количестве. Комплексный анализ морфологических и физиолого-биохимических параметров плодов разных сортов черешни показал, что к употреблению в зимний период времени можно рекомендовать сорта черешни Веда и Фатеж.
Список литературы
1. Витамины-курс лекций по фармакологии [Электронный ресурс]: https://students-library.com/library/read/6752-vitaminy
2. Сорт черешни Ревна [Электронный ресурс]:http://sortoved.ru/chereshnya/sort-chereshni-revna.html
3. Сорт черешни Фатеж [Электронный ресурс]:http://sortoved.ru/chereshnya/sort-chereshni-fatezh.html
4. Черешня Веда [Электронный ресурс]: https://fermilon.ru/sad-i-ogorod/derevya/chereshnya-veda.html
5. Сорт черешни Подарок Рязани [Электронный ресурс]: https://vniispk. ru/varieties/podarok-ryazani
6. Сорт черешни Речица [Электронный ресурс]: https://vniispk. ru/varieties/rechitsa
7. Приказ Федерального агентства лесного хозяйства от 15 марта 2018 г. N 173 "О внесении изменений в Методические рекомендации по проведению государственной инвентаризации лесов, утвержденные приказом Рослесхоза от 10.11.2011 № 472".
Волдаева Светлана Юрьевна, магистрант, sveta. vold'agmciil. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Ягольник Елена Андреевна, канд.биол.наук, доц., yea_88@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
Morphophysiological and physiological-biochemical parameters offruits of
different varieties of sweet cherry
S. Y. Voldaeva, E.A. Yagolnik
The morphological characteristics of trees and leaves are considered, photosynthetic pigments and phenolic compounds in the leaves of different varieties of sweet cherry are determined. The morphological parameters of sweet cherry fruits have been studied and the organoleptic properties of sweet cherry fruits of different varieties have been characterized. The total content of polyphenols, vitamin P and C in fruits of different varieties of sweet cherries was determined.
Key words: cherries of varieties podarokRyazani, Fatezh, Revna, Veda, Rechitsa, vitamin C, vitamin P, phenolic compounds.
Voldaeva Svetlana Yurievna, master student, sveta. vold'ggmail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Yagolnik Elena Andreevna, candidate of biological sciences, docent, yea 88aimail. ru, Russia, Tula, Tula State University
