Перспективность репы (Brassica rapa L.) в качестве источника ценных биологически активных веществ

Введение. Введенное Россией продовольственное эмбарго в значительной степени повлияло на рынок овощей. Россия планирует устранить дефицит овощей на рынке путем увеличения собственного производства данной продукции. В сложившейся ситуации в Сибири интересным и перспективным направлением в плодоовощном бизнесе может быть выращивание истинно русского неприхотливого корнеплода – репы.

Репа ( Brassica rapa L.) – однолетнее или двулетнее травянистое растение с белым или желтоватым корнеплодом, вид рода Капуста (Brassica) семейства Капустные (Brassicaceae), или Крестоцветные (Cruciferae). Сегодня репа не относится к самым популярным овощам, тем не менее селекционерами выведено более 20 сортов этого растения, различающихся цветом травы и корнеплодов, формой и размером, урожайностью и сроками созревания.

Помимо ценных питательных качеств репа востребована в народной медицине и как лекарственное средство, обладающее противовоспалительными, антисептическими и мочегонными свойствами [1].

Современные исследования химического состава репы подтверждают полезные свойства продукта. Известно, что растение содержит без- азотистые вещества (6,5 %), азотистые вещества (1,1 %), жиры (0,2 %), углеводы (6,2 %), пищевые волокна (9,2%), минеральные соли, витамины (на 100 г продукта: А – 0,04 мг; С – 8–20; B1 – 0,08–0,11; PP – 0,8 мг). Есть данные о наличии в корнеплоде янтарной кислоты [2–3].

В химический состав репы входят витамины, углеводы, микроэлементы, а также особое редкое соединение, которого нет в других корнеплодах, – глюкорафанин – растительный «предшественник» сульфорафана, обладающего выраженными противораковыми и антидиабетическими свойствами [4–5]. В биологически значимых количествах глюкорафанин присутствует в брокколи, кольраби, брюссельской капусте и некоторых других представителях крестоцветных, урожайность которых, в отличие от неприхотливой репы, сильно зависит от состава почвы, климатических условий и ухода [3, 6]. Многочисленные исследования связывают высокое употребление упомянутых овощей со снижением риска рака и других проблем со здоровьем [3–7].

Информация по содержанию глюкорафанина в репе достаточно противоречива: по одним источникам – 30, по другим – 90 мг/100 г продукта [3, 7].

В связи с вышесказанным представляло интерес изучение химического состава сорта репы, отличающегося хорошей урожайностью в климатических условиях сибирского региона и популярного среди огородников.

Цель исследования. Определение в репе ( Brassica rapa L.) сорта «Петровская-1» содержания биологически активных веществ (БАВ), являющихся выраженными восстановителями, и регистрация общей антиоксидантной активности сырья.

Задачи исследования. Количественное определение содержания витаминов С и Р, редуцирующих и дубильных веществ, глюкозинола-тов и флавоноидов; спектрофотометрическая регистрация ингибирования реакции аутоокисления адреналина в присутствии сока репы и экстрактов высушенного корнеплода.

Материалы и методы. В качестве объекта исследования использовалась высушенная, измельченная до 0,5–1 см подземная часть репы сорта «Петровская-1», собранная в сентябре 2015 г. В отдельных определениях использовали свежевыжатый сок и свежие корнеплоды.

Определение содержания аскорбиновой кислоты, дубильных и редуцирующих веществ, флавоноидов проводили в соответствии с известными в химии растительного сырья методиками [8–10].

Определение содержания глюкорафанина в исследуемом сырье проводили в соответствии с авторской методикой [11]. Определение основано на проведении гидролиза необезжиренного воздушно-сухого сырья концентрированной щелочью до образования сульфидов, обработке гидролизата концентрированной соляной кислотой до получения сероводорода, последующей его отгонке с водяным паром в колбу с поглотителем (аммиачный раствор сульфата цинка). Определение содержания в растворе-поглотителе серосодержащих соединений в пересчете на прогоитрин проводили методом йодометрического титрования по остатку. Расчет содержания глюкорафанина (Х, %)проводили по формуле

_ A 1,95 10 ц-^ЮО_в) , где 1,95 – коэффициент пересчета количества связанного йода на содержание прогоитрина (1 мл 0,1 н раствора йода соответствует 1,95 мг прогоитрина); А – количество 0,1 н раствора йода, израсходованного на окисление сероводорода, содержащегося в растворе-поглотителе; Н – воздушно-сухая навеска исследуемого материала, г; В – содержание влаги в сырье.

Изучение антиоксидантной активности сырья проводили с использованием модельной реакции аутоокисления адреналина (in vitro) в соответствии с методикой, описанной в [12]. Сок репы или водный экстракт сухого сырья помещали в спектрофотометр UV 1700 (Shimadzu) и определяли оптическую плотность при длине волны 347 нм в кювете толщиной 10 мм. Реакция аутоокисления адреналина в карбонатном буфере (рН = 10,65) при комнатной температуре была использована в качестве контрольной пробы. Антиоксидантную активность (АОА, %) исследуемых образцов выражали в процентах ингибирования аутоокисления адреналина и вычисляли по формуле

где D 1 и D 2 – оптическая плотность в отсутствии и в присутствии соответственно экстракта или сока сырья.

Результаты исследования и их обсуждение . Основное внимание было сосредоточено на определении в Brassica rapa L. БАВ, обладающих выраженными восстановительными свойствами. Наличие таких веществ обеспечивает антиоксидантную активность сырья, что в конечном итоге проявляется в антимикробном, противовоспалительном, а в отдельных случаях и антиканцерогенном действии фитонутриентов.

Результаты количественного анализа исследуемых образцов репы показали, что содержание витамина С, как наиболее сильного восстановителя, составило 61,0±0,2 мг% на 100 г свежего корнеплода. Витамина Р в изучаемом сырье не обнаружено. Также в Brassica rapa выявлены редуцирующие вещества – легкогидролизуемые сахара – в количестве 3,02 ± 0,15 г на 100 г сухого сырья. Содержание дубильных веществ определено в количестве 0,49 ± 0,02 г/100 г. Суммарное содержание флавоноидов составило 1,07±0,05 г на 100 г сухого сырья.

Углеводы в репе и других крестоцветных представлены не только в виде пищевых волокон, сахаров, но и в виде глюкозинолатов. В овощах глюкозинолаты являются химически и термически стабильными, но при нарушении целостности клетки происходит их гидролиз под действием фермента мирозиназы с образованием изотиоцианатов и индольных соединений, обладающих высокой фармакологической активностью [13].

Помимо фитохимически активных индольных соединений известно более ста изотиоцианатов, образующихся из глюкозинолатов. Например, предшественником аллилизотиоцианата является синигрин, оксибензитизотиоцианата – синальбин, сульфорафана – глюкорафанин [13]. В настоящее время эта группа фитонутриентов считается перспективной для изучения их свойств с целью борьбы с раковыми опухолями.

В репе основным глюкозинолатом является глюкорафанин. При повреждении (переработке) растения растительный фермент мирозиназа трансформирует глюкорафанин в сульфорафан, который, являясь антибактериальным агентом, участвует в системе растительной защиты от инфекции. При этом молярное количество глю-корафанина эквивалентно содержанию молей антиоксиданта сульфорафана.

Проведенный количественный анализ позволил установить содержание глюкорафанина:

51±2,5 мг /100 г сухого сырья. Результаты исследования показали, что по содержанию данного соединения репа сравнима с некоторыми популярными овощами семейства крестоцветных: брокколи (60 мг/100 г) и кольраби (50мг/100 г), – рекомендованными для профилактики и лечения онкологических заболеваний, особенно при употреблении их в сыром виде [3, 6].

Согласно последним исследованиям, образующийся из глюкорафанина сульфорафан помогает восстанавливать иммунные функции организма, активирует несколько антиокислитель-ных генов и ферментов в иммунных клетках, борющихся с вредными эффектами молекул – свободными радикалами, вызывающими окислительное повреждение клеток и тканей, процессы воспаления и, следовательно, приводящими к различным болезням [4–7].

Также задачей исследования являлось определение общей антиоксидантной активности (АОА) исследуемого сырья, обусловленной синергическим действием всех БАВ восстановительного характера. Для определения были взяты два образца: водный экстракт сухого сырья и свежевыжатый сок. Изучение АОА водного экстракта сухого сырья было интересно с точки зрения сохранения в репе как в традици- онно заготавливаемом лекарственном растительном сырье полезных свойств.

Для оценки влияния сырья на процесс аутоокисления адреналина было выбрано разное время экспозиции: 3 и 5 мин. Предпочтение данному временному интервалу обусловлено наиболее высокой интенсивностью образования продукта окисления адреналина в данный промежуток времени и рекомендациями исследователей [12, 14, 15].

Согласно [13], о наличии антиоксидантной активности сырья свидетельствует величина АОА, превышающая 10 %. Результаты исследования показали, что для водного экстракта значение АОА ниже данного критерия при выбранной продолжительности.

Для свежевыжатого сока зарегистрированы показатели, которые следует отнести к существенному проявлению корнеплодом антиокисли-тельной активности: при 3-минутной выдержке АОА равна 35,5 %, при 5 мин – 31,2 %. На рисунке представлена динамика оптической плотности адреналинхинона в присутствии сока репы в зависимости от продолжительности эксперимента.

Таким образом, выявлено, что из двух образцов только свежий сок репы обладает выраженной антиоксидантной активностью.

Изменение оптической плотности адреналинхинона при длине волны 347 нм: I – адреналинхинон; II – адреналинхинон в присутствии сока репы

Заключение. Проведен количественный анализ БАВ репы ( Brassica rapa L.) сорта «Петровская-1», обладающих восстановительными свойствами. Показано, что содержание в исследуемом сырье глюкорафанина как предшественника сульфорафана является биологически значимым и сравнимым с показателями для других представителей семейства крестоцветных, рекомендуемых как растительное сырье с антиканцерогенным действием. Спектрофотометрическое исследование антиоксидантной активности с использованием модельной реакции аутоокисления адреналина (in vitro) позволило выявить, что, в отличие от водного экстракта сухого сырья, свежевыжатый сок Brassica rapa L. обладает выраженным антиокислительным эффектом. Проведенные исследования показали, что корнеплод наиболее ценен и полезен как антиоксидант в свежем, термически необработанном виде.