Динамика оводненности и масличности созревающих плодов лимонника китайского (Schisandra chinensis Turcz.)

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 А и Е, 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 Turcz.), 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 антоциановой 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 (45– 51 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= (m – m1) × 100% : m2, где m – масса бюкса с навеской до высушивания, г;

m 1 – масса бюкса с навеской после высушивания, г;

m 2 – 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= (m – m1) × 100 % : m2, где Х – содержание масла (жира) в воздушно сухом веществе, %;

m – масса навески с бюксом до обезжиривания, г;

m 1 – масса навески с бюксом после обезжиривания, г;

m 2 – 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.

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.

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 %.