Оценка биохимического состава ягод ежевики в связи с использованием в селекции
Автор: Матназарова Д.И.
Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau
Рубрика: Трибуна аспирантов и молодых ученых
Статья в выпуске: 5 (86), 2020 года.
Бесплатный доступ
В работе были обобщены литературные данные по содержанию химических веществ в ягодах ежевики, выращенной в различных регионах России и зарубежных странах. Большое внимание в работе уделяется уровню накопления биохимических компонентов: растворимых сухих веществ, сахаров, органических кислот, витаминов С (аскорбиновой кислоты) и Р (фенольных соединений). По изученным регионам высокое накопление антоцианов (307-651 мг/100 г) и аскорбиновой кислоты (23,4-54,0 мг/100 г) в ягодах ежевики отмечено в Республике Адыгея. Наибольшая сахаристость (9,9%) была в ягодах ежевики, выращенной в условиях средней полосы России. Среднее содержание исследуемых компонентов зависит не только от региона возделывания, но, прежде всего, от сортового состава культуры. Изучение 25 сортов ежевики селекции США, Англии и Австралии в условиях Краснодарского края позволило выявить наиболее адаптированные из них для разведения на юге России, наиболее перспективными являются сорта Thornfree, Smoothstem и Black Satin. В Республике Беларусь ежевика выращивается в личных подсобных хозяйствах, наиболее распространен американский сорт Агавам, который отмечается высокой сахаристостью и содержанием Р-активных веществ. На Майкопской опытной станции им. Н.И. Вавилова в результате изучения биохимического состава ягод ежевики были выделены следующие сортообразцы: по содержанию сухих веществ - Орегон, Блэк Сэтин, Торнфри; по содержанию сахаров - Орегон, Сильвон, Блэк Сэтин, Торнфри, Янг; по содержанию органических кислот - Дерроу, Рейвен (1,67%), Черокки (1,87%); по содержанию аскорбиновой кислоты - Гималайя (54,6 мг/100 г), Дерроу (45,8 мг/100 г), Рейвен (45,4 мг/100 г) и Черокки (47,8 мг/100 г).
Ежевика, сорта, регион выращивания, растворимые сухие вещества, сахара, органические кислоты, аскорбиновая кислота, антоцианы
Короткий адрес: https://sciup.org/147230739
IDR: 147230739 | УДК: 634.717:581.19 | DOI: 10.17238/issn2587-666X.2020.5.170
Assessment of the biochemical compostion of blackberries in connection with the use in breeding
The work summarized the literature data on the content of chemicals in blackberries grown in various regions of Russia and foreign countries. Much attention is paid to the level of accumulation of biochemical components: soluble solids, sugars, organic acids, vitamins C (ascorbic acid) and P (phenolic compounds). In the studied regions, a high accumulation of anthocyanins (307-651 mg / 100 g) and ascorbic acid (23.4-54.0 mg / 100 g) in blackberries was noted in the Republic of Adygea. The highest sugar content (9.9%) was in blackberries grown in the middle zone of Russia. The average content of the studied components depends not only on the region of cultivation, but, first of all, on the varietal composition of the crop. The study of 25 blackberry varieties bred in the USA, England and Australia in the Krasnodar Territory allowed us to identify the most adapted of them for cultivation in the south of Russia, the most promising varieties are Thornfree, Smoothstem and Black Satin. In the Republic of Belarus, blackberries are grown on personal subsidiary plots, the most common is the American Agavam variety, which is noted for its high sugar content and the content of P-active substances. At the Maikop Experimental Station. N.I. Vavilov, as a result of studying the biochemical composition of blackberry berries, the following varieties were identified: by the content of dry matter - Oregon, Black Satin, Thornfree; sugar content - Oregon, Silvon, Black Satin, Thornfree, Young; by the content of organic acids - Derrow, Raven (1.67%), Cherokki (1.87%); by the content of ascorbic acid - Himalaya (54.6 mg / 100 g), Derrow (45.8 mg / 100 g), Raven (45.4 mg / 100 g) and Cherokki (47.8 mg / 100 g).
Текст научной статьи Оценка биохимического состава ягод ежевики в связи с использованием в селекции
Вве^ение. B связи с неблагоприятной экологической обстановкой и нерациональной структурой питания большинства населения страны, выра^ающейся в дефиците биологически активных веществ, всё больше внимания уделяется использованию не только пищевых, но и лечебнопрофилактических свойств плодовых и ягодных растений. Селекции на улучшение химического состава плодов и ягод в настоящее время придаётся весьма ва^ное значение. B.B. Кичина (2011) отмечает, что качество плодов – это признак номер один в любой программе по селекции плодовых растений.
Химический состав в плодах ягодных культур определяется многими факторами: вид, сорт, выращивание, регион, погодные условия, спелость, время сбора уро^ая, сроки и условиях хранения. Bсе биохимические свойства ягод: сухие вещества, сахара, органические кислоты, витамины С (аскорбиновая кислота) и Р (фенольные соединения), определяются различными показателями, которые всесторонне характеризуют их потребительскую, лечебнопрофилактическую ценность и назначение [1-3]. Е^евика, малоиспользуемая в нашей стране культура, но экономически эффективная. Зарубе^ный опыт её выращивания свидетельствует о быстрорастущем объеме производства, приносящем хороший доход за счет высокой уро^айности и высокой реализационной цены ягод [4].
Данные биохимического состава е^евики свидетельствуют не только о высокой пищевой ценности, но и о фармакологических свойствах этой культуры [5, 6]. Ягоды оказывают общеукрепляющее, успокаивающее, умеренное ^елчегонное действие, обладают антимикробной активностью, поло^ительно воздействуют при гипертонии и атеросклерозе. Предполагают, что терапевтический эффект е^евики обусловлен во многом содер^ащимися в ней фенольными соединениями [7, 8].
Цель иссле^ований – на основании существующих литературных данных провести мониторинговое исследование биохимического состава ягод е^евики, выращенной в различных регионах РФ и зарубе^ных странах. Bыделить регионы возделывания е^евики с оптимальными показателями биохимического состава ягод. Bыделить генотипы с высоким содер^анием биохимических компонентов.
Услови^, материалы и мето^ы. Ͷсследования проводились в рамках диссертационного исследования. Объектом изучения стали литературные источники, представляющие данные биохимического состава ягод е^евики, произрастающей в различных регионах Российской Федерации и некоторых зарубе^ных странах.
Результаты и обсу^^ение. Мониторинг показателей биохимического состава ягод е^евики, выращенной в различных условиях ЦЧР с другими регионами РФ, странами бли^него и дальнего зарубе^ья, нам показал, что содер^ание растворимых сухих веществ составило: Ставропольский край – 5,0%; Самарская область – 7,8%; Орловская область – 12,0% (табл. 1) [4, 9, 10]. Растворимые сухие вещества плодов и ягод являются одним из основных показателей химического состава и находятся в прямом зависимости от суммы сахаров [3].
Таблица 1 – Содер^ание растворимых сухих веществ, сахаров, органических кислот, аскорбиновой кислоты в ягодах е^евики в различных регионах России и зарубе^ья
|
РСB, % |
Сахара, % |
Органические кислоты, % |
^К, мг/100 г |
Место произрастания |
Ͷсточник |
|
5,0 |
4,0 |
0,55 |
- |
Ставропольский край |
Сосюра Е.^., Преснякова О.П., Гугучкина Т.Ͷ., 2013 |
|
7,8 |
- |
0,51 |
15,5 |
Самарская область |
Макарова H.B., Дмитриева ^.H., Мусифуллина Э.B., 2013 |
|
12,0 |
9,9 |
0,78 |
12,3 |
Орловская область |
Грюнер Л.^., Кулешова О.B., 2018 |
|
- |
6,9 |
1,5 |
21,5 |
Республика Дагестан |
Гусейнова Б.М., Даудова Т.Ͷ., 2010 |
|
- |
4,9-13,5 |
0,5-1,4 |
23,454,0 |
Республика ^дыгея |
Грюнер Л.^., ^никиенко ^.П., 1995 |
|
- |
7,7 |
- |
21,0 |
СШ^ |
Prior R.L., Cao G., Martin A., Sofic E., Ewen J., O'Brien C., Lischner N., Ehlenfeldt M., Kalt W., Krewer G., Mainland C.M., 1998 |
|
- |
- |
- |
15,5 16,3 |
Ͷталия |
Benvenuti S., Pellati K., Melegari M., Bertell D., 2004 |
Hакопление сахара в плодах е^евики – это сло^ный процесс, который протекает через ремобилизацию запасов крахмала из корней и стеблей, а так^е через прямую транслокацию сахаров, синтезируемых в листьях [1 1]. Ͷсходя из литературных источников, в ягодах е^евики в зависимости от зоны выращивания содер^ится сахаров: Ставропольский край – 4,0%, Орловская область – 9,9%, Республика Дагестан – 6,9%, Республика ^дыгея – 4,9-13,5%, СШ^ – 7,7% [4, 7, 10, 12, 13].
Содер^ание органических кислот в плодах, совместно с сахарами, определяет вкус, диетическую и потребительскую ценность плодов, осуществляет некоторые защитные функции, подавляет развитие микроорганизмов, благодаря созданию определенного уровня рH [3]. Уровень кислотности ягод е^евики в зависимости от региона возделывания находился в пределах: Ставропольский край – 0,55%, Самарская область – 0,51%, Орловская область – 0,78%, Республика ^дыгея –0,5-1,4%, Республика Дагестан – 1,5% [4, 7, 9, 10, 12].
Огромное значение в питании человека имеет аскорбиновая кислота. B сутки ее требуется 70-100 мг для нормального процесса обмена веществ, здорового состояния всех соединительных тканей, прочности и эластичности кровеносных сосудов, регуляции свертываемости крови и проницаемости капилляров. Bитамин С повышает работоспособность организма человека, является одним из основных факторов повышения естественной и приобретенной невосприимчивости организма к инфекции. Bитамин С известен своими сильными антиоксидантными свойствами. ^скорбиновая кислота так^е участвует в превращении холестерина в ^елчные кислоты, в образовании коллагена, серотонина, улучшает всасывание ^елеза, происходящее в основном в тонком кишечнике [3, 14]. Существуют данные о нейропротекторном действии аскорбиновой кислоты, в частности, о её поло^ительном действии при пре^девременном старении, профилактике возрастного сни^ения когнитивных способностей и болезни ^льцгеймера [15].
B зависимости от зоны выращивания в ягодах е^евики содер^алось аскорбиновой кислоты: Самарская область – 15,5 мг/100 г, Орловская область – 12,3 мг/100 г, Республика Дагестан – 21,5 мг/100 г, Республика ^дыгея – 23,454,0 мг/100 г, Ͷталия – 15,5-16,3 мг/100 г, СШ^ – 21,0 мг/100 г [4, 7, 9, 12, 13, 16].
Для профилактики заболеваний, а так^е поддер^ания физической и умственной активности организма витамин Р необходим по 100-200 мг в сутки, для оказания лечебного действия суточное потребление возрастает в 5-10 раз, т.е. до 1-2 г. ^нтоцианы проявляют антиканцерогенную активность в отношении нескольких типов раковых клеток. Одним из свойств клеток рака является их приобретенная способность к чрезмерной пролиферации. ^нтипролиферативные свойствами обладают ягоды е^евики [17]. Содер^ание антоцианов в ягодах е^евики в Ставропольском крае – 143,7 мг/100 г, Самарской области – 125,8 мг/100 г, в Республике ^дыгея – 307-651 мг/100 г, в северной части Греции содер^ание антоцианов в плодах е^евики составило 134,6-152,2 мг/100 г (табл. 2) [9, 10, 12, 18].
Таблица 2 – Содер^ание антоцианов в ягодах е^евики (мг/100 г) в различных регионах России и зарубе^ья
|
Содер^ание антоцианов, мг/100 г |
Место произрастания |
Ͷсточник |
|
143,7 |
Ставропольский край |
Сосюра Е.^., Преснякова О.П., Гугучкина Т.Ͷ., 2013 |
|
125,8 |
Самарская область |
Макарова H.B., Дмитриева ^.H., Мусифуллина Э.B., 2013 |
|
307,0-651,0 |
Республика ^дыгея |
Грюнер Л.^., ^никиенко ^.П., 1995 |
|
134,6-152,2 |
Греция |
Pantelidis G.E., Vasilakakis, Manganaris G.A., Diamantidis G., 2007 |
Hесмотря на поло^ительные свойства ягод е^евики, данная культура мало распространена в нашей стране. Мировым лидером по выращиванию е^евики является СШ^ – 35098 т. Большая часть е^евики выращивается в штате Орегон – это сорта стелющегося типа Marion, Boysen, Thornless Evergreen, Silvan; полустелющиеся – Chester Thornless; пряморослого – Cherokee, Navaho. B Китае основными сортами являются Chester Thornless, Hull Thornless – эти наса^дения составляют 90% от всей площади занятой е^евикой в стране. Оставшаяся территорию занимают сорта: Shawnee, Boysen, Marion, Siskiyou. Большая часть производства Китая находится в провинции Цзянсу, Ляонин, Шаньдун и Хэбай.B Мексике преобладает пряморослые сорта е^евики – Brazos, Tupy [19].
Ͷзучение 25 сортов е^евики селекции СШ^, ^нглии и ^встралии в условиях Краснодарского края позволило выявить наиболее адаптированные из них для разведения на юге России, наиболее перспективными являются сорта Thornfree,
Smoothstem и Black Satin [10]. B Республике Беларусь е^евика выращивается в личных подсобных хозяйствах, наиболее распространен американский сорт ^гавам, который отмечается высокой сахаристостью и содер^анием Р-активных веществ [20].
Hа Майкопской опытной станции им. H.Ͷ. Bавилова в результате изучения биохимического состава ягод е^евики были выделены следующие сортообразцы: по содер^анию сухих веществ – Орегон, Блэк Сэтин, Торнфри; по содер^анию сахаров – Орегон, Сильвон, Black Satin, Торнфри, Янг; по содер^анию органических кислот – Дерроу, Рейвен (1,67%), Черокки (1,87%); по содер^аниюаскорбиновой кислоты – Гималайя (54,6 мг/100 г), Дерроу (45,8 мг/100 г), Рейвен (45,4 мг/100 г) и Черокки (47,8 мг/100 г) [21].
Выво^ы. Проведенный сравнительный анализ биохимических показателей ягод коллекций сортов е^евики в разных регионах показал, что е^евика малоиспользуемая в нашей стране культура по сравнению со странами зарубе^ья. Однако, по изученным регионам высокое накопление антоцианов (307-651 мг/100 г), аскорбиновой кислоты (23,4-54,0 мг/100 г), сахаров (4,9-13,5%) в ягодах е^евики отмечено в Республике ^дыгея. B условиях Краснодарского края позволило выявить наиболее адаптированные из них для разведения на юге России, наиболее перспективными являются сорта Thornfree, Smoothstem и Black Satin.
Список литературы Оценка биохимического состава ягод ежевики в связи с использованием в селекции
- Евдокименко С.Н. Биологический потенциал ремонтантных форм малины и селекционные возможности его использования: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Брянск, 2013. 51 с.
- Кильдиярова P.P., Джураева Ф.К. Биохимическая оценка ягод малины в условиях Оренбургской области // Оптимизация технолого-экономических параметров структуры агроценозов и регламентов возделывания плодовых культур и винограда. Т. I: Тематический сборник материалов Междунар. науч.-практ. конф. Краснодар, 2008. С. 232-236.
- Седов E.H., Макаркина М.А., Левгерова Н.С. Биохимическая и технологическая характеристика плодов генофонда яблони. Орёл: ВНИИСПК, 2007. С. 312.
- Грюнер Л.А., Кулешова О.В. Актуальные направления селекции и новые элитные формы ежевики генофонда ВНИИСПК // Современное садоводство - Contemporary horticulture. 2018. № 4. С. 38-42.
- Грибовская И.Ф., Угулава H.A. Микроэлементы и биохимически активные вещества в плодах ежевики из разных районов Грузии // Агрохимия. 1975. № 6. С. 102-105.
- Грюнер Л.А. Биохимия ежевики. Орел: ВНИИ селекции плодоовощных культур, 1995.
- Гусейнова Б.М, Даудова Т.И. Экологические аспекты формирования биокомплекса в плодах дикорастущих ежевики и терна // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. № 8. С. 89.
- Казаков И.В., Грюнер Л.А., Кичина В.В. Малина, ежевика и их гибриды // Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. 1999. С. 374-395.
- Ягоды - исходное сырье с антиоксидантными свойствами / Н.В. Макарова, А.Н. Дмитриева, Э.В. Мусифуллина, А.Д. Стрюкова, Г.И. Соболев, М.И. Антипенко, О.И. Азаров // Пищевая промышленность. 2013. № 4.С. 25.
- Использование плодов фейхоа и ежевики для производства напитков функционального назначения / Е.А. Сосюра, Т.И. Гугучкина, Б.В. Бурцев, О.П. Преснякова// Пищевая и перерабатывающая промышленность. 2015. № 3. С. 703.
- Alvarado-Raya H.E., Darnell R.L., Williamson J.G. Root to shoot relations in an annual raspberry production system // HortSci. 2007. Vol. 2. P. 89-119. doi:42:1559-1562.
- Грюнер Л.А., Аникеенко А.П. Биохимия ежевики // Селекция и сорторазведение садовых культур. Орёл: ВНИИСПК, 1995. С. 266-273.
- Antioxidant capacity under the influence of total phenol and anthocyanin content, maturity and diversity of species / R.L. Prior, G. Cao, A. Martin, E. Sofic, J. McEwen, C. O'Brien, N. Lischner, M. Ehlenfeldt, W. Kalt, G. Krewer, C.M. Mainland // Vaccinium. Agric Food Chem. 1998. Vol. 46. P. 2686-2693. DOI: 10.1021 / Jf980145d.
- Nutr J. Vitamin C in human health and disease is still a mystery? // An overview. Journal of Food Composition and Analysis. 2001. Vol. 2 (7). P. 705-713. DOI: 10.1186/1475-2891-2-7.
- Winterbourn C.C. Reconciles the chemistry and biology of reactive oxygen species // Nat ChemBiol. 2008. Vol. 4. P. 278-286.
- Polyphenols, anthocyanins, ascorbic acid, and radical scavenging activity of Rubus, Ribes, and Aronia / S. Benvenuti, K. Pellati, M. Melegari, D. Bertell // Berries and Cancer Prevertion. 2004. Vol. 5. P. 3-40. DOI: 69: FCT164-FCT169.
- Evan G.I., Vousden K.H. Proliferation, cell cycle and apoptosis in cancer // Nature. 2001. Vol. 411. P. 342-348.
- Antioxidant capacity, phenol, anthocyanin and ascorbic acid content in raspberries, blackberries, red currants, gooseberries and dogwood / G.E. Pantelidis, P. Vasilakis, G.A. Manganaris, G. Diamantidis // Chemistry. 2007. Vol. 102. P. 777-783. DOI: 10.1016 / j. foodchem.2006.06.021.
- Worldwide Production of Blackberries / B.C. Strik, C.E. Finn, J.R. Clark, P. Bañados // Acta Horticulture. 2008. Vol. 777. P. 209-218. DOI: 10.17660/ActaHortic.2008.777.31.
- Легкая Л.В. Возделывание малины и ежевика в защищенном грунте // Плодоводство: науч. тр. РУП «Институт плодоводства». Самохваловичи, 2013. Т. 25. С. 521-532.
- Добренков Е.А. Состояние и перспективы селекции и сорта разведения плодовых культур // Материалы международной научно-методической конференции, посвященной 160-летию ВНИИСПК. Орёл: ВНИИСПК, 2005. С. 313-317.
- Кичина В.В. Принципы улучшения садовых растений. М.: ВСТИСП, 2011. 528 с.
- Макаркина М.А., Янчук Т.В. Оценка сортов и ягодных культур, выращенных в условиях ЦФР РФ, по биохимическим показателям плодов // Достижение науки и техники АПК. 2010. № 10. С. 26-29.