Сравнительная характеристика суммарного содержания антиоксидантов в зерне ячменя, выращенного на территории республик Хакасия, Тува и Красноярского края Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 57.042/633.16

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ АНТИОКСИДАНТОВ В ЗЕРНЕ ЯЧМЕНЯ, ВЫРАЩЕННОГО НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИК ХАКАСИЯ, ТУВА И КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Сумина Алена Владимировна,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры химии и геоэкологии Институт естественных наук и математики Хакасского государственного университета им. Н. Ф. Катанова (г. Абакан)

Полонский Вадим Игоревич,

доктор биологических наук, профессор кафедры ботаники Красноярский государственный аграрный университет (г. Красноярск)

Шалдаева Татьяна Михайловна,

кандидат биологических наук, научный сотрудник Центральный сибирский ботанический сад СО РАН (г. Красноярск)

Количенко Александр Александрович,

руководитель

Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений, филиала по Красноярскому краю,

Республике Хакасия и Республике Тыва (г. Красноярск).

В статье представлены результаты сравнительного анализа суммарного содержания антиоксидантов в зерне ячменя, выращенного на территории трех субъектов Российской Федерации: Красноярского края, республик Хакасия и Тува. Установлено, что максимальные значения данного показателя зарегистрированы на территории Бейского района Хакасии, минимальные - в Республике Тува. Определено, что снижение ССА в зерне ячменя по пунктам исследования можно представить следующим образом: Бейский ГСУ (61,6 мг/100 г) >Краснотуранский ГСУ (54,5 мг/100 г) > Ширинский ГСУ (47,1 мг/100 г) > Пий-Хемский ГСУ (46,1 мг/100 г).

Ключевые слова: ячмень, сорт, зерно, бидистилированная вода, спирт, суммарное содержание антиоксидантов, год, географический пункт.

COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF THE TOTAL CONTENT OF ANTIOXIDANTS IN BARLEY GRAIN GROWN IN THE REPUBLIC OF KHAKASSIA, THE REPUBLIC OF TYVA AND KRASNOYARSK TERRITORY.

Sumina Аlena Vladimirovna,

D. S. in Agricultural Sciences, Associate Professor, the Department of Chemistry and Geoecology, Institute of Natural Sciences and Mathematics, Katanov Khakass State University (Abakan)

Polonsky Vadim Igorevich,

D. S., Dr. of Biological Sciences, Professor, the Botany Department,

Krasnoyarsk State Agrarian University (Krasnoyarsk)

Shaldaeva Tatyana Mikhailovna,

Sc. D. in Biological Sciences, researcher, Central Siberian Botanical Garden of SB RAS (Krasnoyarsk)

Kolichenko Alexander Alexandrovich,

Head

of Federal State Commission of the Russian Federation for testing and protection of breeding achievements, branch in Krasnoyarsk Krai,

Republic of Khakassia and Republic of Tyva (Krasnoyarsk)

The article presents results of a comparative analysis of the total content of antioxidants in barley grain grown in the territory of three regions of the Russian Federation - Krasnoyarsk Territory, the Republic of Khakassia and the Republic of Tyva. It was established that the maximum values of this indicator were recorded in the Bei district of Khakassia, while the minimum one being recorded in the Republic of Tyva. The authors determined that the decrease of total antioxidant capacity in barley grain can be represented according to the geographical location of the research in the following way: Beisk state crop testing site (61.6 mg /100 g) > Krasnoturansk state crop testing site (54.5 mg /100 g) > Shirinsky state crop testing site (47.1 mg /100g) > Piy-Khem state crop testing site (46.1 mg /100 g).

Key words: barley, variety, grain, double-distilled water, alcohol, total antioxidant content, year, geographical location.

Красноярский край, республик Хакасия и новных зернофуражных культур, уступая по

Тува - сельскохозяйственные регионы Вос- площади пшенице и овсу.

точной Сибири, где ячмень входит в число ос-

Ячмень - важная зерновая культура, используемая как в пищевой, пивоваренной промышленности, так и в качестве ценного корма для сельскохозяйственных животных. Из зерна данной культуры получают перловую и ячневую крупы, которые отличаются высокой питательностью и хорошей усвояемостью. К «конкурентоспособным» качествам ячменя также можно отнести его скороспелость (это даёт возможность возделывать этот хлебный злак в северных районах), засухоустойчивость и соле-устойчивость, что позволяет использовать культуру в жёстких экологических условиях.

Научно обосновано, что уровень устойчивости конкретного растения к окислительному стрессу определяется содержанием и составом антиоксидантов, а также скоростью их синтеза, накопления и расходования, что связано с генотипом [1]. Из природных антиоксидантов флавоноиды являются самыми сильными. Также к данной категории можно отнести фе-нольные кислоты - производные бензойной и коричной кислот. Более слабые антиокси-данты - витамины Е, С и каротиноиды [4]. Доказано, что увеличение потребления различных фенольных соединений, присутствующих в продуктах питания, может снизить риск нарушений здоровья благодаря их антиокси-дантной активности [5]. Основными источниками пищевых полифенолов являются зерновые и бобовые растения (ячмень, кукуруза, орехи, овёс, рис, сорго, пшеница, фасоль, бобы), масличные культуры (семена рапса, льна, оливки), фрукты и овощи, а также напитки (соки, чай, кофе, какао, пиво и вино).

В научной литературе можно встретить достаточно данных по изучению суммарного содержания антиоксидантов и их антиокси-дантной активности в овощах, фруктах, напитках. При этом данных по определению антиок-сидантной активности зерновых культур представлено сравнительно небольшое количество, хотя они считаются одним из основных компонентов питания [4].

Цель данного исследования заключалась в изучении и проведении сравнительного анализа суммарного содержания антиоксидантов в зерне образцов ячменя сибирской селекции, выращенного на территории трёх субъектов Российской Федерации: Красноярского края, республик Хакасия и Тува.

В качестве объектов исследования использовали четыре пленчатых и один голозерный сорт ячменя: Ача, Биом, Буян, Красноярский 91 и Омский голозерный 1. Эксперименты проводили на опытных полях, расположенных в следующих географических пунктах: Госсортоучасток (ГСУ) в Бейском районе и ГСУ в Ширинском районе (Республика Хакасия), ГСУ в Краснотуранском районе (Красноярский край). А такие сорта, как Вулкан и Арат, выращены на Пий-Хемском ГСУ (Республика Тува). Все участки по климатическим условиям относятся к зоне рискованного земледелия с резко континентальным климатом. Данный факт не всегда позволяет получать стабильные и высокие урожаи. Особенно существенные годовые колебания температуры отмечаются на территории Тувы, где они составляют 7080 °С, а суточные от 20 до 30 °С. При этом, если агроклиматический ресурс (АКР) России принять за 1, то на территории республики АКР он составляет 0,46-0,48.

Для определения суммарного содержания антиоксидантов (ССА) в зерне ячменя производили экстрагирование проб двумя элюента-ми - горячей бидистилированной водой или 70 % этиловым спиртом. Измерение величины ССА в пробах овса выполняли с помощью прибора «Цвет Яуза-01-АА» [2; 3]. В качестве образца сравнения использовали галловую кислоту. Повторность измерения трехкратная.

Средние значения суммарного содержания антиоксидантов в исследуемых образцах ячменя при условии, что элюент - бидистилиро-ванная вода, представлен на рисунке 1. Из изученных участков, наиболее благоприятные условия для формирования высокой антиокси-

дантнои активности сложились на территории Бсйского ГСУ, где средние значения данного показателя составили 62,7 мг/100 г. Минимальные значения суммарного содержания антиоксидантов отмечены у образцов, выращенных на территории Республики Тува, что

численно соответствует - 43,2 мг/100 г и практически на 30 % ниже аналогичного показателя в Бейском ГСУ. Средние показания ССА в зерне ячменя, посеянного на территории Красноярского края, составили 53,8 мг/100 г.

<

о о

70

60

50

40

30

20

10

п /

Хакасия 1

Хакасия 2

Красноярский край

Тува

Примечание: Хакасия 1 - Бейский ГСУ. Хакасия 2 - Ширинский ГСУ. Красноярский край - Краснотуранский ГСУ, Тува - Пий-Хемский ГСУ.

Рис. 1. Средние значения суммарного содержания антиоксидантов, в зерне ячменя, выращенного в различных

пунктах исследования (элюент бидистилированная вода)

При исследовании вышеуказанных образцов ячменя на суммарное содержание антиоксидантов с использованием в качестве растворителя 70 % этилового спирта, было выявлено, что снижение ССА в зерне ячменя по пунктам исследования можно представить следующим образом: Бейский ГСУ (61,6 мг/100 г) > Краснотуранский ГСУ (54,5 мг/100 г) > Ширинский ГСУ (47,1 мг/100 г) > Пий-Хемский ГСУ(46,1 мг/100 г) (рис. 2). Разница между минимальными и максимальными значениями (по пунктам) выращивания ячменя составила 25 %.

Таблица 1 отражает варьирование показателя суммарного содержания антиоксидантов по пунктам выращивания и изучаемым сортам Можно видеть, что относительно стабильными являются образцы ячменя, выращенные в Ши-ринском районе, где коэффициент вариации

имел значения 9,6 % (при использовании в качестве растворителя бидистилированной воды) и 9,6 % (растворитель 70 % спирт) соответственно. Интересно отметить, что образцы ячменя, выращенные на территории Бейского ГСУ, характеризовались нестабильностью по данному критерию, при этом коэффициент вариации находился в интервале от 21,12 до 22,45 %, что может свидетельствовать о зависимости этого химического показателя от генотипа

Исходя из данных, представленных в таблице 1, можно заключить, что химическая природа растворителя не оказывает существенного влияния на коэффициент вариации Так, среднее значение данного показателя при использовании горячей бидистилированной воды составляет 16,3 %, а этилового спирта -18.3 %.

Хакасия 1 Хакасия 2 Красноярский

край

Тува

Примечание: Хакасия 1 - Бейский ГСУ, Хакасия 2 - Ширииский ГСУ, Красноярский край - Краснотуранский ГСУ, Тува - Пий-Хемский ГСУ.

Рис. 2. Средние значения суммарного содержания антиоксидантов, в зерне ячменя, выращенного в различных пунктах исследования (элюент 70 % спирт)

Суммарное содержание антиоксидантов в зерне ячменя, выращенного в различных географических условиях

Пункт выращивания

Краснотуранский ГСУ Бейский ГСУ Ширинский ГСУ Пий-Хемский ГСУ

Элюент-бидистилированная вода

Среднее 53.8 62,7 49,4 43,2

Lim 40,52-63,92 50.86-76,32 41,92-55,06 37,94-48.52

V, % 17,11 21,12 9,6 17,3

(Элюент - 70 % спирт

Среднее 54,5 61,6 47,1 46,1

Lim 43,29-69.86 48,32-77,33 40,05-51,22 39,18-53,02

V, % 20,45 22,45 9,0 21,22

Библиографический список

1. Гинс, М. С. К вопросу об антиоксидангном метаболоме овощных культур селекции ВНИИССОК / М. С. Гинс,

B. К. Гинс // Овощи России. - 2015. - № 2 (27). - С. 75-79.

2. Полонский, В. И. Зависимость суммарного содержания антиоксидантов в зерне ячменя и овса сибирской селекции от условий выращивания / В. И. Полонский, А. В. Сумина, Т. М. Шалдаева // Вестник КрасГАУ. - 2016,- № 9.-

C. 72-81.

3. Полонский, В. И. Суммарное содержание природных антиоксидантов в зерне ячменя в различных условиях выращивания / В. И. Полонский, А. В. Сумина. Т. М. Шалдаева // Вестник КрасГАУ. - 2017. - № 12. - С. 21-29.

4. Яшин. А. Определение природных антиоксидантов в пищевых злаках и бобовых культурах / А. Я. Яшин. Я. Н. Яшин. П. А. Федина, Н. И. Черноусова // Аналитика. - 2012. - № 1. - С. 32-36.

5. Shahidi F.. Ambigaipalan P. Phenolics and polyphenolics in foods, beverages and spices: Antioxidant activity and health effects - A review [Text] / F. Shahidi. P. Ambigaipalan // Journal of Functional Foods. - 2015. - V. 18. - Part B. - No. 10. -P. 820-897.

© Сумина А. В., Полонский В. И., Шалдаева Т. М., Количенко А. А., 2019