Морфобиологические особенности и биохимический состав ягод физалиса пушистого (Physalis pubescens L.) в умеренном климате

Ф изалис ( Physalis L.) распространен по всему миру, но центром его генетического разнообразия является Мексика, где обнаружены более 70 видов, и большинство из них эндемики. В США и странах Центральной Америки также обнаружены несколько эндемиков, незначительное их количество распространено в странах Южной Америки.

Культурные сорта физалиса со съедобными плодами по ботаническим и хозяйственно ценным признакам принадлежат к двум группам – южноамериканской и мексиканской. К южноамериканской группе относятся физалисы с мелкими сладкими ароматными ягодами. Это так называемые физалисы ягодные. Из этой группы наибольший ареал занимают P. peruviana, P. minima, P. pubescens.

Разные виды физалиса распространены повсеместно. В США, Новой Зеландии, Южной Африке, Эквадоре, Австралии, Кении, Зимбабве, Индии, Малайзии и в Китае в производстве используют коммерческие сорта [1]. Колумбия является самым крупным производителем P.peruviana – 11500 т ежегодно, но только 50% произведенной ягоды экспортируется. Остальное используют для производства сушеных продуктов [2]. В Египте производство P. pubescens достигает 1000 т в год, с урожайностью 12 т/га, где он известен как harahkash [3].

В России из этих видов наиболее распространен P. pubescens L. Другие виды физалиса ягодного более требовательны к температурному режиму и освещенности, и даже в условиях пленочных теплиц не всегда формируют генеративные органы. P.pubescens – физалис пушистый, в России известен как физалис земляничный или изюмный.

Ягоды физалиса земляничного и сок из них богаты многими химическими компонентами, особенно высокий уровень содержания никотиновой кислоты, каротиноидов и минеральных веществ. Кроме этого, в ягоде присутствуют биологически активные компоненты, например, физалин, витанолиды, фитостеролы и ненасыщенные жирные кислоты, такие как линолевая и олеиновая кислоты. В ягодах накапливается значительное количество витаминов А, B и C, макроэлементов – магния, кальция, калия, натрия и фосфора и микроэлементов - железа и цинка [3]. Содержание незаменимых аминокислот – лейцина, лизина, изолейцина, валина и триптофана выше рекомендованной FAO/WHO нормы [4]. Сок физалиса земляничного богат минеральными элементами

Растения физалиса земляничного

Плоды физалиса земляничного нал [ 77 ]

овощи россии № 2 (35) 2017

Физалис земляничный сушеный «сладкий изюм»

Варенье из физалиса земляничного

(мг/100 мл): калий (1196 мг), фосфор (587 мг), кальций (70 мг), натрий (35 мг), магний (19 мг), цинк (2,4 мг), медь (1,5 мг), железо (1,2 мг), марганец (0,6 мг) [5]. Кроме того, в соке физалиса накапливается бор (1 мг/100 мл), что сравнимо с соком винограда (2,06 мг/100 мл), лучшего источника бора среди фруктовых соков [6, 7].

По мнению исследователей, физалис земляничный является перспективной экзотической культурой, которого можно использовать для производства функциональных продуктов питания.

Продуктивность растения составляет около 0,3-0,5 кг, и при соблюдении агротехнических мероприятий по уходу за растениями урожайность может достичь 20-33 т/га [8].

Плод – сочная ягода округлой формы, 1,25-2,0 см в диаметре оранжево-желтоватой окраски с гладкой с восковым налетом кожурой. Ягода содержит 90-120 шт. семян, масса 1000 семян – 0,6-0,7 г. В общей массе плода в 2-3 г, масса чехлика составляет 6%, ягоды – 94%. Свежий сок является богатым источником полифенолов и каротиноидов с высоким выходом сока из ягод (64%) [9].

Свежие ягоды в герметичном контейнере могут храниться в течение нескольких месяцев или могут быть заморожены [10].

Обычно, ягоды физалиса используют в свежем виде; они обеспечивают кисло-сладкий баланс плодоовощных салатов. Целые плоды также используют при приготовлении сиропов или сушат, и они превращаются в «очень изящный изюм» . Кроме этого, плоды используют в качестве соуса и глазури для мясных и морских продуктов. Их также можно использовать в качестве консерванта для джемов, желе и варенья. В последнее время плоды физалиса ягодного высоко ценятся знаменитыми шеф-поварами во всем мире за их сахароснижающий эффект.

В настоящее время есть разные продукты, полученные из свежих и переработанных ягод физалиса земляничного: джем, изюм, варенье, желе, шоколадная глазурь, сок и масло. Ими украшают мясные блюда, салаты, десерты и пирожные. Из-за высокого содержания пектина в соке зрелых ягод физалиса снижается стоимость приготовления джемов и аналогичных продуктов.

Многие народы Африки, Азии и Америки ягоды и растения физалиса земляничного широко используют в традиционной народной медицине для лечения малярии, гепатита, дерматита и ревматоидного артрита. Экстракт растения показывает высокую антиоксидантную и противовоспалительную активность. Чашечку ягод широко применяют из-за его противораковых, противо-микробных, жаропонижающих, мочегонных, противовоспалительных и иммуномодулирующих свойств [11].

Материал и методика

В исследовании использовали сорт физалиса Золотая Россыпь ( Physalis pubescens L.). Растения выращивали в условиях пленочной теплицы. Сроки посева, посадки и агротехника общепринятые для пасленовых культур в регионе. Уборка урожая двухкратная, в фазе биологической спелости ягод в третьей декаде августа.

Содержание витамина С определяли методом визуального титрования 2,6-дихлорфенол индофенолятом натрия [12], используя 3% трихлоруксусную кислоту в качестве экстрагента. Уровень полифенолов определяли спектрофотометрически по величине поглощения водных экстрактов при 730 нм после взаимодействия с реактивом Фолина. Кислотность ягод определяли потенциометрическим титрованием на иономере Эконикс-эксперт. Содержание моно- и суммы сахаров устанавливали методом.

Сушку ягод проводили в шкафе LDQ-150N в течение 7 температуре 70°С.

Результаты и обсуждение

Генеративный период у P.

цианидным

сушильном часов, при

pubescens

составляет 48-54 суток. Появление бутонов наблюдается при наличии у растений 6-7 листьев, в пазухе последних листьев. В период цветения растение становится более мощным, однако высота его изменяется мало, увеличивается число побегов и их размеры. Соцветия симпоидного типа. Цветки по одному в пазухе листа. Венчик желтый с темными пятнами, коротко воронковидный. В период завязывания плодов растения практически полностью формируется. Высота центрального побега зависит от условий произрастания (температура, влажность, освещенность) и составляет 15-20 см.

Содержание сухого вещества у сорта Золотая Россыпь (P. pubescens) в условиях умеренного климата составило 15,5%. О высоком содержании сухого вещества в P. pubescens (18,85%) сообщает El Sheikha et al. (5) в условиях Египта. Там же Khalil, Leila [13] изучали влияние различных доз минерального питания (магнетит) и концентраций поливного раствора на рост, развитие растений и

Пирог с физалисом земляничным

1. Биохимический состав ягод Physalis pubescens

• 1.    Biochemical composition of Physalis pubescens fruits

Сорт	Сухое вещество, %	Brix, %	Моно сахара, %	Сумма сахаров, %	Аскорбиновая кислота, мг/100г	Титрируемая кислотность, %*	pH	Полифенолы, мг.ЭГК/100 г
Variety	Dry matter, %	Brix, %	Monosac charide, %	Total sugars, %	Ascorbic acid, mg/100g	Titratable acidity, %*	pH	Polyphenols, mg.EAG/100g
Золотая россыпь	15,5±0,5	9,65±0,3	3,9 ±0,3	9,6±0,5	9,9±0,5	0,90	4,72	318±21

*в пересчете на лимонную кислоту качество ягод сорта Balady P. pubescens. В зависимости от варианта исследований содержание сухого вещества варьировал в интервале 10-13,83%.

Высокое содержание сухого вещества в ягодах P. pubescens обеспечивает возможность экономически выгодной переработки для получения сушеных продуктов, широко используемых в кондитерской и пищевой промышленности.

Климатические условия и агротехника выращивания значительно влиют на уровень накопления витамина С. Содержание аскорбиновой кислоты в ягодах сорта Золотая Россыпь 9,9мг/100 г сырой массы в умеренном климате значительно ниже, чем в жарком климате. El Sheikha et al. [5] сообщают о содержании аскорбиновой кислоты в ягодах P. pubescens – 39,7 мг/100 г сырой массы, что выше, чем полученные результаты Watt, Merrill [14]. Silva et al. [15] сообщают о содержании витамина С в P. pubescens на уровне 31,17 мг/100 г. О влиянии различных доз магнетита и концентраций раствора на уровень накопления аскорбиновой кислоты в ягодах P. pubescens (16,00-20,26 мг/100 г) сообщают Khalil, Leila [13].

В исследованиях биохимических характеристик разновидностей Physalis в большинстве работ наибольшее внимание уделяется накоплению полифенолов – мощных природных антиоксидантов.

Основными полифенольными кислотами, выделенными из физалиса, являются кофеиновая, хлорогеновая, феруловая, р-кумариновая и галловая. Полифенолы распределяются неравномерно по растению, и их содержание убывает в ряду: стебли>листья>чехлик>плоды. Тем не менее, даже в таком распределении плоды физалиса являются важным источником полифенолов для организма человека.

Содержание полифенолов носит видовой характер и все они статистически отличаются друг от друга. P. pubescens является одним из наиболее богатых по содержанию полифе- нолов после P. peruviana. В условиях умеренного климата у P. pubescens накапливается 318 мгЭГК/100 г полифенолов. В условиях Бразилии в P. pubescens накапливается 112,37 мгЭГК/100 г [16, 15]. По сообщению El Sheikha et al. [5], в ягодах P. pubescens содержится 82,0 мг.ЭГК/100 г полифенолных субстанций. Исследованиями Khalil, Leila [13] получены аналогичные результаты.

В большинстве известных исследований уровень накопления сахаров в плодах физалиса устанавливали по показателю Brix. Оценка содержания сахаров в ягоде выявила долю моно сахаров в 23-47%. Этот показатель наиболее вариабельный при оценке качества ягод разных генотипов физалиса (Cv > 28%). Линейная зависимость показателя Brix и содержания сахаров свидетельствует, что основная часть сахаров хорошо растворима в воде и присутствует исключительно в соке, в то время как связанные сахара составляют не более 5%.

Существенно более важное значение имеет корреляция между уровнем накопления сахаров (Brix) и содержанием полифенолов, что указывает на выбор именно этих показателей качества физалиса при селекции на повышенное содержание биологически активных соединений.

Характерным различием была доля моносахаров от общей суммы сахаров: сравнительно высокая у сорта Золотая россыпь (45,3%). С позиций нутрициологии это имеет несомненное преимущество. Именно с высоким содержанием моносахаров (в первую очередь фруктозы) связан наиболее сладкий вкус ягод сорта Золотая россыпь. Известно, что фруктоза в 1,7 раза слаще, чем сахароза. С другой стороны, поскольку сахароза является димером глюкозы и фруктозы, следует предположить, что указанный сорт различается интенсивностью синтеза и расщепления сахарозы.

Вкусовые качества плодов во многом определяются не только содержанием сахара, но и присутствием органических кислот: яблочной, лимонной и др.

По литературным данным титруемая кислотность плодов у различных генотипов физалиса варьирует в широких пределах, в пересчете на лимонную кислоту. El Sheikha et al. [5] сообщают, что титрируемая кислотность (ТК) ягод P. pubescens достигает уровня 1,23%, Silva et al. [15] – 1,43%. В зависимости от доз минерального питания (магнетит) и концентрации поливного раствора ТК ягод P. pubescens варьирует в пределах 1,031,91% [13]. В наших исследованиях ТК ягод сорта Золотая Россыпь составила 0,90%. Более низкие показатели ТК получены Lima et al. [16] – 0,62-0,78% в пересчете на лимонную кислоту.

В наших исследованиях кислотность сока ягод наблюдается с рН 4,72. El Sheikha et al. [5] сообщают о рН = 3,74, Silva et al. [15] – 4,14 у P. pubescens . Это объясняется наличием в соке ягод большинства органических кислот в свободной форме. Кроме того, уровень рН выше 4 свидетелствует о низкой кислотности.

Установление показателей Brix и титруемой кислотности позволяет рассчитать индекс вкуса, широко используемый для оценки качества ягод и устанавливаемый по формуле: Brix: 20/ТК+ТК, где ТК – титруемая кислотность. Данные расчета и органолептическое тестирование позволяет выделить сорт Золотая россыпь, так как именно этот сорт содержит наибольшие уровни сахаров и полифенолов.

Уборку в фазе биологической спелости ягод осуществляли по мере их созревания. Определяли массу сырья через 7 суток после очистки, долю ягод и чехликов. Ягоды сушили в сушильном шкафу.

Общие потери массы сырья после удаления чехликов составили 1,5-2,0%. Низкие показатели отхода при очистке объясняется тем, что при созревании ягод на растении, чехлики практически становятся сухими. Готовая продукция, в виде сушеных ягод, составляет около 17% от массы сырья. Из 10 кг свежих ягод можно приотовить около 2 кг сушеных ягод.

2. Соотношения сырья и готовой сушеной продукции «изюма» из ягод физалиса

2. The ratio of raw materials and dried fruits "raisins" of Physalis pubescens

Дата уборки	Масса сырья, г	Масса чехлика, г, %	Масса сушеных ягод, г, %
Harvest date	Mass of raw materials,	Mass of husk, g, %	Mass of dried fruits,
	g		g, %
25.08.	1000	20/2	170/17
01.09.	1300	20/1,54	220/22

Качество сырья очень важно для высокого качества высушенного продукта. Для изготовления сушеного продукта с привлекательной оранжево-коричневой окраской спелые ягоды должны быть ярко-оранжевые, достаточно крупные и сладкие на вкус. Сушеные ягоды с темной окраской имеют более низкое качество. Однако следует отметить, что чем естественнее процесс сушки, тем темнее окраска сушеных ягод.

Сушеные ягоды физалиса земляничного отличаются изысканным вкусом, и практически не отличающимся от вкуса свежих ягод. Хранить их необходимо в прохладном сухом месте.

В данной работе представлен анализ особенностей проявления биохимических свойств ягод физалиса земляничного (P.pubescens) в условиях умеренного климата, периферии распространения данного вида. Наши результаты аналогичны тем, которые были получены авторами в других агроклиматических условиях. Ягоды физалиса имеют кислую реакцию и высокую питательную ценность, богаты полифенолами, каротиноидами, которые ответственны за их оранжевую окраску и содержат умеренное количество витамина С. Кроме того, в соке ягод физалиса содержится значительное количество калия, фосфора, кальция, нат- рия, магния, цинка, меди, железа, марганца и бора. Эти минералы играют важную роль в качестве компонентов костей и зубов, а растворимые соли контролируют состав жидкости в организме, способствуя функционированию фермента как кофермент и другие важные функциональные компоненты, включая гормоны и витамины. Продукт из физалиса может быть потенциальным источником незаменимых аминокислот. По мнению исследователей, физалис земляничный является перспективной экзотической культурой, которого можно использовать для производства функциональных продуктов питания.