Фенольные соединения в плодах различных видов баклажана ( solanum melongena, S. Integrifolium, S. Aethiopicum) и их гибридов f 1, селекции ВНИИССОК

П

ищевая и лечебная ценность овощей в значительной сте- пени зависят от содержания в них биологически активных веществ (БАВ). Однако их содержание подвержено значительным колебаниям и зависит не только от вида, но также от сорта и региона произрастания. Поэтому важно изучать закономерности их накопления при различных условиях выращивания. Основываясь на результатах этих исследований, необходимо программировать селекционный процесс, направленный на создание новых сортов и гибридов F1 с повышенным содержанием научно-практический журнал

[ 28 ]

оощи россии № 3 (12) 2011

БАВ в съедобных частях овощных растений [1].

К числу наиболее важных БАВ относится ряд полифенольных соединений, таких как фенолкарбоновые кислоты (ФКК), флавоноиды (в т.ч. антоцианы).

Известно, что свободные радикалы и липиды включаются во многие патологические процессы и вызывают рак, раннее развитие атеросклероза, хронические воспаления и др. Флавоноиды и ФКК, благодаря антиоксидантному действию, защищают ткани от повреждающего воздействия свободных радикалов и продуктов перекисного окисления липидов, предотвращая развитие этих заболеваний и повреждения ДНК [2].

Изучение механизма защитного действия растительных полифенолов в отношении сердечнососудистой патологии, заболеваний коронарных сосудов, развития инфарктов миокарда, остеопороза, показало, что защитный эффект связан именно с их антиоксидантным действием [3; 4]. Prior, Cао [5] указывают на то, что флавоноиды являются более активными антиоксидантами, чем α -токоферола ацетат и аскорбиновая кислота. Выявлено, что антипролиферативный эффект флавоноидов сравним с действием современных противоопухолевых агентов [6; 7], при этом флавоноиды способны подавлять канцерогенез, воздействуя на процессы не только инициации и прогрессирующего роста, но и метастазирования опухоли [8].

Повышенный радиационный фон во многих регионах России является одной из острейших экологических проблем нашей страны. При этом наиболее приемлемым способом радиобиозащиты является включение в пищевой рацион микроэлементов, флавоноидов и др. [9].

Гибридная комбинация F 1 Л-Беглец х Л-Багратион с высокими общей урожайностью (19,1 кг/м²) и числом товарным плодов на растении (27,4 шт.)

В исследованиях Sudheesh et al. [10] у крыс наблюдалось снижение содержания холестерина в сыворотке крови при кормлении их флавоноидами, выделенными из плодов баклажана дозой всего 1 мг/100 г пищи в день.

В рамках селекционной программы, направленной на повышение содержания фенольных соединений, необходимо также уделять внимание антоцианам (группа флавоноидов), содержащимся в кожуре плодов. Исследования японских ученых показали, что антоцианы баклажана проявляют наиболее высокую антиоксидантную активность среди основных употребляемых в пищу овощей [11; 12; 13; 14]. К важным биологическим эффектам антоцианов относятся антимутаген-ный эффект [15] и противоопухолевое действие [16], повышение остроты зрения [17].

По данным японских ученых [18] основным представителем фенолкарбоновых кислот в баклажане является хлорогеновая кислота. В ее присутствии происходит ингибирование оксидазы витамина А и окисления эпинефрина [19]. Установле- но активное противодействие хлорогеновой кислоты вирусам герпеса I и II, патогенным бактериям Staphyllococcus aureus и Esherichia coli, воспалительным процессам и аллергии [20]. Изучение антиоксидантной активности хлорогеновой кислоты в баклажане показало, что способность к улавливанию свободных радикалов сильно коррелирует с количественным содержанием хлорогеновой кислоты. Это позволяет предположить, что биоло-

Таблица 1. Содержание фенольных соединений в плодах различных видов баклажана ( S. melongena L., S.integrifolium L., S. aethiopicum L.)

Образец Содержание, % антоцианов в кожуре плодов ФКК в мякоти плодов флавоноидов в мякоти плодов Общее (4+5) Линии и гибриды F1 S.melongena L. F1 Л-Багратион х Л-Бак 0,19 ± 0,03 1,4 ± 0,0 0,8 ± 0,0 2,2 F1 Л-Багратион х Л-Алмаз 0,17 ± 0,02 1,2 ± 0,0 0,7 ± 0,1 1,9 F1 Л- Багратион х Л-Солярис 0,14 ± 0,02 1,3 ± 0,0 0,9 ± 0,1 2,2 F1 Л-Багратион х Л-Беглец 0,12 ± 0,02 1,2 ± 0,0 1,0 ± 0,1 2,2 F1 Л-Бак х Л-Багратион 0,25 ± 0,03 1,4 ± 0,0 0,7 ± 0,1 2,1 F1 Л-Бак х Л-Алмаз 0,25 ± 0,03 1,4 ± 0,0 0,7 ± 0,0 2,1 F1 Л-Бак х Л-Солярис 0,17 ± 0,02 1,4 ± 0,0 0,7 ± 0,0 2,1 F1 Л-Бак х Л-Беглец 0,13 ± 0,01 1,0 ± 0,0 0,7 ± 0,1 1,7 F1 Л-Алмаз х Л-Багратион 0,12 ± 0,02 1,0 ± 0,0 0,8 ± 0,1 1,8 F1 Л-Алмаз х Л-Бак 0,19 ± 0,04 1,2 ± 0,0 0,7 ± 0,1 1,9 F1 Л-Алмаз х Л-Солярис 0,33 ± 0,05 1,4 ± 0,0 0,8 ± 0,1 2,2 F1 Л-Алмаз х Л-Беглец 0,14 ± 0,02 1,2 ± 0,0 1,1 ± 0,0 2,3 F1 Л-Солярис х Л-Багратион 0,16 ± 0,00 1,4 ± 0,0 0,8 ± 0,0 2,2 F1 Л-Солярис х Л-Бак 0,17 ± 0,03 1,1 ± 0,0 1,0 ± 0,1 2,1 F1 Л-Солярис х Л-Алмаз 0,22 ± 0,06 1,3 ± 0,0 0,7 ± 0,1 2,0 F1 Л-Солярис х Л-Беглец 0,09 ± 0,02 1,5 ± 0,0 0,7 ± 0,1 2,2 F1 Л-Беглец х Л-Багратион 0,11 ± 0,01 1,1 ± 0,0 0,8 ± 0,0 1,9 F1 Л-Беглец х Л-Бак 0,12 ± 0,03 1,0 ± 0,0 0,7 ± 0,0 1,7 F1 Л-Беглец х Л-Алмаз 0,18 ± 0,02 1,4 ± 0,0 0,9 ± 0,0 2,3 F1 Л-Беглец х Л-Солярис 0,22 ± 0,03 1,3 ± 0,0 1,0 ± 0,0 2,3 Л-Беглец 0,11 ± 0,02 1,1 ± 0,0 0,7 ± 0,0 1,8 Л-Багратион 0,18 ± 0,02 1,3 ± 0,0 0,9 ± 0,1 2,2 Л-Бак 0,16 ± 0,05 1,0 ± 0,0 0,8 ± 0,1 1,8 Л-Алмаз 0,12 ± 0,05 1,0 ± 0,0 0,8 ± 0,0 1,9 Л-Солярис 0,11 ± 0,01 1,3 ± 0,0 0,8 ± 0,1 2,1 Дикорастущие виды и межвидовые гибридные комбинации F1 Л-Бриллиант (S.melongena L.) 0,13 ± 0,04 1,0 ± 0,0 0,8 ± 0,1 1,8 S.aethiopicum L. – 1,5 ± 0,0 1,4 ± 0,0 2,9 S.integrifolium L. – 1,8 ± 0,0 1,2 ± 0,1 3,0 S.aethiopicum х Л-Бриллиант – 1,7 ± 0,0 0,9 ± 0,0 2,6 S.aethiopicum х Л-Алмаз – 1,6 ± 0,0 1,0 ± 0,0 2,6 Л-Бриллиант x S.integrifolium – 1,6 ± 0,0 1,1 ± 0,0 2,7 гическая активность экстракта баклажана может в значительной степени определяться содержанием хлорогеновой кислоты [18].

Цель работы: оценить линии и гибриды культурного баклажана (S.melon-gena L.), его дикорастущие близкородственные виды, а также межвидовые гибриды по содержанию флавоноидов и фенолкарбоновых кислот в мякоти, и антоцианов к кожуре плодов. Отобрать образцы с наиболее высоким их количеством для последующего использования в селекционном процессе.

Материал и методы исследований

Материалом для исследований служили 5 линий и 20 гибридных комбинаций F 1 баклажана селекции ВНИИССОК, два дикорастущих вида – S.integrifolium L . и S.aethiopicum L. Все образцы выращивали в условиях малообъемной гидропоники. Для определения содержания антоцианов в кожуре плодов их собирали в возрасте 25-30 суток с одного

Рис. 1. Разделение смеси антоцианов, содержащихся в кожуре плодов баклажана при 520 нм (анализ 23.06.10 г) (снизу вверх): F1 Багира, Л-Багратион, Л-Бак, Л-Алмаз, Л-Солярис, Л-Беглец.

к*1к<м> Tei* (ii*i)

Рис. 2. Результаты определения химической структуры антоциана, содержащего в кожуре плодов S.melongena, на масс-детекторе (TOF-MS) (520 нм).

яруса растений. Использовали кожуру, срезанную с плодов в день сбора. Для определения содержания флавоноидов и фенолкарбоновых кислот в мякоти плоды измельчали до размера частиц 1-2 мм и высушивали в сушильном шкафу при температуре 50°С, постоянно перемешивая, в течение двух часов. Влажность сырья при этом доводили до 11-12%.

Изучение качественного состава антоцианов в кожице плодов баклажана проводили на кафедре химии МГУ и в лаборатории химии пищевых продуктов Института питания РАМН.

Содержание флавоноидов в мякоти

огь

0?5

ООО

302 8 дельфшииш!

леи.ф|птл1т-3-r.цоколи

464 9

<00

+MS2(611.5), 15.2min (#507)

Interns. x1O5

дельфшииил-! 6-к5маро1Г1 )-З-глюколи

611,5

ООО

ГМ

Гооо

плодов определяли в соответствии с Gajula et al. [21]. Пересчет проводили на рутин по формуле:

X =

D х 0,107 х Vtot % m х Vpr , где D – поглощение при 410 нм, 0,107 – коэффициент пересчета на рутин, Vtot- 25 мл, Vpr – 2 мл.

Суммарное содержание антоцианов в кожуре плодов определяли в соответствии с руководством по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище [22]. Пересчет проводили на цианидин-3-глюкозид по формуле:

A x 449,2 x F x V x 100%

C         26900 x I x m , где

С – суммарное содержание антоцианов в пересчете на ци-анидин-3-глюкозид, масс. %; А – оптическая плотность;

449,2 – молекулярная масса цианидин-3-глюкозида, г/моль;

26900 – коэффициент молярного поглощения цианидин-3-глюкозида;

F – разведение;

V – объем, мл;

l – длина кюветы, см;

m – масса образца, мг.

Содержание фенолкарбоновых кислот (ФКК) в мякоти определяли в соответствии с методикой, предложенной М.С. Ларькиной [23]. Пересчет проводили на кофейную кислоту по формуле:

D x 50 x 100 x 100

X m x 782 (100 –W) , % где D – оптическая плотность испытуемого раствора; m – масса сырья, г; W – потеря в

Раннеспелая гибридная комбинация (80-85 суток) F 1

Л-Алмаз х Л-Солярис с высоким содержанием антоцианов в кожуре плодов (0,3% )

массе при высушивании сырья (влажность), %; 782 – удельный показатель поглощения кофейной кислоты при 325 нм. Все виды анализов проводили в трехкратной повторности.

Результаты исследований и обсуждение. В результате анализа было установлено, что суммарное содержание исследуемых нами фенольных соединений (фенолкарбоновые кислоты + флавоноиды) у гибридов F₁ S. melongena L. варьировало в пределах 1,7 – 2,3 %, у линий – 1,8 – 2,2 % (табл. 1), содержание флавоноидов в мякоти плодов гибридных комбинаций F₁ варьировало в пределах 0,7 – 1,1 %, а содержание фенолкарбоновых кислот – от 1,0 до 1,5 %. Таким образом, у ряда гибридных комбинаций F₁ наблюдалось повышение содержания фенольных соединений по сравнению с родительскими линиями.

Количественное содержание флавоноидов у некоторых гибридов F₁ достигало 1,1 %, в то время как у пряноароматических и лекарственных эфиромасличных растений по данным Пупыкиной, Кудашкиной [5] оно составляет 0,5 % – у пажитника голубого ( Trigonella coerulea L. ), 2,0 % – у лаванды узколистной ( Lavandula angus-tifolia M. ), 2,2 % – у мяты перечной ( Mentha piperita L. ). Данные сравнимы, если учитывать, что баклажан является продуктом питания, а не лекарственным растением.

Содержание антоцианов в кожуре плодов гибридных комбинаций F1 и линий варьировало от 0,09 до 0,33 %. По данным Noda et al. [14] содержание антоцианов у японского сорта Chouja-nasu составляет в среднем 0,14 % (0,15 г/кг плодов), в то время как изученные нами гибриды (F1 Л-Ал-маз х Л-Солярис, F1 Л-Бак х Л-Алмаз, F1 Л-Солярис х Л-Алмаз) содержали значительно большее количество антоцианов – 0,22 – 0,33 %. По данному признаку у 40% гибридных комбина- ций F1 наблюдался эффект гетерозиса – 105,6 – 193,8%.

Хроматографический анализ качественного состава антоцианов показал, что для всех исследуемых линий и гибридов F 1 характерно наличие одинакового качественного состава антоцианов в кожуре плодов (рис. 1). Все пики имели одинаковое время удерживания и различались только площадью.

Определение химической структуры антоцианов в кожуре плодов линий и гибридов F1 показало, что основным антоцианом является дельфинидин-(6-кумароил)-3-глюкозид (рис. 2).

Анализ дикорастущих видов баклажана S.aethiopicum L. и S.integrifolium L., и межвидовых гибридов, полученных с их участием, показал, что суммарное содержание исследуемых фенольных соединений у диких видов

( S.aethiopicum L. и S.integrifolium L.) составило 2,9-3,0 %, что в 1,5 раза выше по сравнению с родительскими линиями вида S.melongena L. По результатам анализов также видно, что высокое содержание фенольных соединений передавалось межвидовым гибридам. Так если у линии Л-Бриллиант ( S. melongena L.) общее содержание фенольных соединений составило 2,1 %, то у межвидовых гибридов с участием этой линии – 2,6-2,7%. При этом флавоноидов содержалось в 1,3 раза больше по сравнению с родительским видом S.melongena L., фенолкарбоновых кислот – в 1,6-1,7 раза.

Выводы. Предварительная оценка родительских линий и гибридных комбинаций, полученных с их участием, позволила выявить гибриды F₁ баклажана S. melongena c высоким содержанием полифенольных соединений.

Изучение дикорастущих видов баклажана S.aethiopicum L. и S.inte-grifolium L., а также межвидовых гибридов с их участием, показало, что у диких видов содержание фенольных соединений выше, чем у изучаемых гибридов F1 и линий S.melongena L. При этом содержание флавоноидов выше в 1,3 раза, фенолкарбоновых кислот – в 1,6-1,7 раза, чем у вида S.melongena L.

Основным антоцианом линий и гибридных комбинаций F₁ селекции ВНИИССОК является дельфинидин-(6-кумароил)-3-глюкозид, который ранее не был выявлен в баклажане. Содержание антоцианов в плодах ряда гибридных комбинаций F 1 достигало 0,22 – 0,33 % (в среднем 0,14%). По данному признаку у 40% гибридных комбинаций F₁ наблюдается эффект гетерозиса 105,6 – 193,8%.