Пищевая ценность салатного лука крымской селекции

Лук репчатый (Allium cepa L.) является одной из наиболее важных овощных культур, по уровню про- изводства занимающая второе место в мире после томата [1]. Лук является важным источником ряда биологически активных соединений, таких как флавоноиды, антоцианины (в красных сортах), фруктоолигосахариды, тиосульфинаты и другие серосодержащие соединения. Высокое содержание фенольных соединений определяет антиоксидантные свойства лука и защитный эффект от целого ряда заболеваний, связанных с развитием оксидантного стресса: кардиологических, неврологических, желудочнокишечных [1]. Лук обладает противовоспалительным, антиканцерогенным, иммуномодулирующим и антиаллер-генным действием. Серосодержащие соединения лука усиливают производство инсулина, высокое содержание пищевых волокон стимулирует пищеварение, потребление лука способствует повышению плотности костной ткани у пожилых людей [1].

Среди потребителей особенно ценятся сладкие сорта лука, отличающиеся изысканным вкусом и обеспечивающие наибольшее поступление биологически активных соединений в организм человека по сравнению с луком, подвергшимся кулинарной обработке. Россия производит в основном острые и полуострые сорта луков, характерной особенностью которых является возможность длительного хранения. С другой стороны, салатные сорта наиболее распространены в южных регионах, и в России наиболее популярными являются салатные луки Крымской селекции. Между тем, в отличие от острых и полуострых сортов [2], данные по пищевой ценности таких луков отечественной селекции крайне фрагментарны [3].

Целью настоящего исследования была оценка биохимических показателей салатных луков Крымской селекции.

Материалы и методы

В работе использовали 8 сортов и перспективных линий сладкого лука селекции ФГБУН «НИИ с.-х. Крыма», урожая 2017-2018 годов: желтые — Кенди F1 (Голандия), Beam promin ФГБУН «НИИ с.-х. Крыма» и красные – Ялтинский рубин, Ялтинский форос, Ялтинский плюс, Фестивальный, а также сортообразцы сортотипа Ялтинский: Ялтинский 6А, Ялтинский 7А и Ялтинский 8А. В качестве сравнения в работе использовали сладкий итальянский сорт Tropea, выращенный на экспериментальных полях Неапольского университета им. Федерико II, а также полуострые сорта Золотничок и Черный принц селекции ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства», выращенные в Московской области, Ставропольском крае и Италии.

Оценку биохимических показателей осуществляли, как луковиц, так и внешних чешуй (шелухи), известных своими высокими антиоксидантными свойствами [4].

Содержание сухого вещества определяли высушиванием гомогенизированных образцов при 70°C до постоянной массы. Уровень накопления сахаров устанавливали цианидным методом [5], содержание нитратов – с помощью ионселективного электрода на иономере Эксперт-001 (Эконикс, Россия). Содержание антиоксидантов и уровень антиоксидантной активности устанавливали общепринятыми методами: селена в высушенных гомогенизированных образцах – флуорометрически, аскорбиновой кислоты – методом визуального титрования реактивом Тилманса, полифенолов, флавоноидов и антоцианинов – спектрофотометрически, уровень антиоксидантной активности (АОА) – титрометрически [6]. Титруемую кислотность (ТК) определяли по ГОСТ Р 51434-99 [7]. Остроту лука устанавливали по содержанию пировиноградной кислоты [8].

Статистический анализ результатов исследования осуществляли с использованием статистической программы Excel.

Результаты и обсуждения

Известно, что биохимические показатели сельскохозяйственных культур в значительной степени определяются геохимическими условиями произрастания. Так, сравнение биохимических показателей двух полуострых сортов лука репчатого Золотничок и Черный принц, выращенных в 2017 году в Неаполе, Ставропольском крае и на опытных полях ФГБНУ ФНЦО при использовании семян одной партии, показало более высокие уровни аккумулирования аскорбиновой кислоты, полифенолов и уровня

Таблица 1. Влияние места произрастания на биохимические характеристики лука Table 1. Effect of place of vegetation on biochemical characteristics of onion

Показатель* Parameter	Черный принц Cherny prince			Золотничок Zolotnichok
	Италия Italy	Ставрополь Stavropol	Московская область Moscow region	Италия Italy	Ставрополь Stavropol	Московская область Moscow region
Моносахара, % Monosaccharides	21.4±1a	20.1±1a	19±1a	17.6±1b	21.7±1a	16.1±1c
Дисахара, % Disaccharides	37.8±2.0a	42.6±2.0a	50.9±2.0b	41.4±2.0a	40.4±2.0a	63.7±3.0c
Аскорбиновая кислота, мг/100 г Ascorbic acid, mg/100 g	102±6a	74±4b	62±2c	99±7a	49±1d	45±1d
Полифенолы, мг-экв ГК/г Polyphenols, mg-eq UA/g	22.3±1a	13.4±1b	10±1c	21.0±1a	9.6±0.7c	7.3±0.5d
AOA, мг-экв ГК/г mg-eq UA/g	54.8±3a	23.2±1b	13.3±1c	51.6±2a	15.6±1c	10.1±0.8d
ТК, мг-экв ябл. кислоты/г TA, mg-eq MA/g	3.5±0.2a	1.4±0.1b	0.7±0.03c	2.7±0.1d	0.75±0.02c	0.7±0.03c

*все показатели приведены в расчете на сухую массу. Значения в рядах с одинаковыми индексами статистически не различаются при P<0.05

*All values are given per dry weight. Values in lines with similar indexes do not differ statistically at P<0.05

общей антиоксидантной активности в образцах из южных регионов (табл.1). Установлено также, что в условиях более холодного климата Подмосковья указанные сорта имели достоверно более высокое содержание дисахаров и более низкий уровень накопления органических кислот (величина титруемой кислотности).

Эти данные свидетельствуют о неоспоримых преимуществах селекции и производства сладких видов лука в условиях южных регионов России. Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют о высоких показателях качества Крымского лука.

Общепринятым методом определения остроты лука является определение уровня ферментативно образующейся пировиноградной кислоты. Этот показатель представляется важным в оценке аромата и вкусовых качеств различных сортов лука репчатого.

Согласно международной классификации все луки делят на три категории: острые с содержание пировиноградной кислоты более 7 мкМ/г, полуострые- с содержанием 3–7 мкМ пировиноградной кислоты/г и сладкие – с уровнем пировиноградной кислоты от 0 до 3 мкМ пировиноградной кислоты/г [9]. Данные таблицы 2 показывают, что по уровню пировиноградной кислоты все исследованные сорта относятся к сладким. Для сравнения, полу-острый сорт Штудгарский, выращенный в Крыму, характеризовался в 3 раза более высоким уровнем пировиноградной кислоты (6,3 мкМ ПВК/г). Результаты настоящего исследования подтверждают отнесение Крымских луков к группе сладких с уровнем показателя остроты от 1,73 до 2,53 мкМ ПВК/г сырой массы

Известно, что основными органическими кислотами лука репчатого являются яблочная и лимонная [10]. Интегральный показатель титруемой кислотности исследованных луков свидетельствует о большем содержании органических кислот в салатных луках Крымской селекции по сравнению с итальянским сортом Tropea, что может отражать генетические особенности исследуемых сортов. Действительно, показано, что этот показатель может значительно различаться между сортами, выращенными в одинаковых биогеохимических условиях [10]. Тем не менее, этот показатель для Крымских луков является весьма стабильным и находится в узком интервале концентраций: от 1,50 до 1,64 мг-экв/г.

Общее содержание водорастворимых сахаров в Крымских луках составило в интервале от 4,3 до 8,1 г/100 г сырой массы, что выше, чем описано в литературе для других сортов лука репчатого [10]. По сравнению с итальянским сортом Tropea более высокие уровни общего сахара характерны для сортов Beam promine и Фестивальный. Наименьший уровень общего содержания сахаров был установлен у сортообразца Ялтинский 8А. Показательно, что суммарное содержание сахаров является наиболее вариабиль-ным для луков Крымской селекции (коэффициент вариации 15,5%).

Колебания уровня нитратов были незначительны и нигде не выходили за рамки предельно допустимых уровней накопления.

Известно, что сладкие виды лука репчатого отличаются повышенным содержанием антиоксидантов, в целом, и аскорбиновой кислоты, в частности [10]. Действительно, уровни накопления витамина С у 9 сортов сладкого лука реп-

Таблица 2. Некоторые показатели качества крымских луков* Table 2. Several quality parameters of the Crimean onion*

Сорт Genotype	Сухое вещество, % Dry matter,%	Нитраты, мг/кг Nitrates, mg/kg	Сахара, % Sugars, %		Острота мкМ ПВК**/г Pungency mcM PA**/g	ТК, мг яблочной кислоты/г Titratable acidity mg MA/g
			Моно Mono	Сумма Total
Красные сорта Red genotypes
Фестивальный Festivalny	9.7±0.02e	106±6.8c	4.7±0.2d	6.75±0.2g	1.73±0.05b	1.55±0.1a
Ялтинский плюс Yaltinsky plus	8.4±0.05a	95±5.4bc	3.25±0.1b	5.0±0.1d	2.0±0.2bc	1.55±0.1a
Ялтинский рубин Yaltinsky rebin	8.6±0.05c	92±5.0bc	3.3±0.1b	5.1±0.2de	2.0±0.1bc	1.61±0.1a
Ялтинский форос Yaltinskyforos	8.8±0.05d	105±7.2c	3.4±0.1ab	5.6±0.2ab	2.1±0.2c	1.64±0.1a
Ялтинский 6А Yaltinsky 6A	8.8±0.1d	86±5.5ab	4.0±0.2c	5.4±0.2ae	2.06±0.1bc	1.60±0.1a
Ялтинский 7А Yaltinsky 7A	9.0±0/1	104±7.0c	3.6±0.2ac	5.9±0.2b	2.1±0.1c	1.62±0.1a
Ялтинский 8А Yaltinsky 8A	8.3±0.1a	91±6.1bc	3.3±0.1b	4.3±0.1f	2.43±0.1a	1.58±0.1a
Желтые сорта Yellow genotypes
Кенди Cendy	8.4±0.1a	79±5.0a	3.6±0.2ac	5.6±0.2ab	2.53±0.03a	1.50±0.1a
Beam promin	11.6±0.03b	96±5.3bc	3.2±0.1b	8.1±0.3c	1.83±0.05b	1.53±0.1a
M±SD	9.2±0.7	97±6	3.6±0.4	5.8±0.9	2.0±0.1	1.58±0.03
Tropea (Italy)	8.8	119±7.0	3.7±0.4	5.3±0.2	1.8±0.05	0.3

*Все показатели приведены в расчете на сырую массу; **ПВК- пировиноградная кислота Значения в столбцах с одинаковыми индексами статистически не различаются при P<0.05

*All values are given per fresh weight **PA - pyruvic acid Values in columns with similar indexes do not differ statistically at P<0.05

Таблица 3. Содержание антиоксидантов в салатных луках Table 3. Antioxidant content in salad onion

Сорт Genotype	Внутренние чешуи Inner layers					Внешние чешуи (шелуха) Peel
	АК, мг/100 г сырой массы Ascorbic acid mg/100 g f.w.(D.w.)	АОА, мг-экв ГК/г сухой массы mg-eq GA/g d.w.	Полифенолы мг-экв ГК/г сухой массы Polyphenols, mg-eq GA/g d.w.	Флавоноиды Мг-экв кверцетина/г Flavonoids,, mg-eq quercetin/g d.w.	Антоцианины Мг/ г сырой м Antocianidine s, mg/g f.w.	АОА, мг-экв ГК/г сухой массы mg-eq GA/g d.w.	Полифенолы мг-экв ГК/г сухой массы Polyphenols, mg-eq GA/g d.w.	Флавоноиды Мг-экв кверцетина/г Flavonoids, mg-eq quercetin/g
Красные сорта Red genotypes
Фестивальный Festivalny	12,5±0.4d (129)	30.9±1.0a	9.5±1.2a	0.14c	0.87±0.1f	125ac	35.5a	13.9
Ялтинский плюс Yaltinsky plus	21.6±1.0c (257)	33.0±1.0b	20.9±1.5a	0.24±0.01b	1.64±0.1a	107b	38.9a	18.99
Ялтинский рубин Yaltinsky rubin	14.2±0.8ab (165)	45.6±1.5c	24.7±1.6b	0.38±0.02c	2.7±0.1b		34.8a	22.92
Ялтинский форос Yaltinsky foros	15,2±0.8b (173)	30.0±1.0a	15.9±0.9c	0.30±0.01a	2.33±0.1c	147c	39.4a	21.08
Ялтинский 6А Yaltinsky 6A	12,7±0.4d (144)	40.5±1.4d	23.8±1.0b	0.38±0.02c	5.79±0.3d	124.3ac	37.0a	20.2
Ялтинский 7А Yaltinsky 7A	14.2±0.8ab (158)	37.0±1.2e	22.5±1.1b	0.31±0.02a	3.23±0.2e	142.8ac	40.1a	21.94
Ялтинский 8А Yaltinsky 8A	11.4±0.3e (137)	42.5±1.6d	23.5±1.3b	0.35±0.09c	2.93±0.2be	134ac	39.8a	22.41
Желтые сорта Yellow genotypes
Кенди Cendy	14. 0±0.8ab (167)*	30.0±1.1a	18.5±1.0a	0.29±0.01a	-	128.4ac	37.4a	18.02
Beam prominе	13.5±0.5ad (116)	33.0±1.0b	20.1±1.5a	0.23±0.01b	-	113.1b	35.9a	20.18
M±SD	12.8±1.4	35.8±4.9	21.0±2.3	0.31±0.04	2.78±1.03	128.3±9.7	37.6±1.7	19.96±1.99
Tropea	(133)	19.2-49.4	22	0..29	-

Значения в столбцах с одинаковыми индексами статистически не различаются при P>0.05 *В скобках приведены данные содержания аскорбиновой кислоты в расчете на сухую массу Values in columns with similar indexes do not differ statistically at P<0.05

*Values in brackets correspond to ascorbic acid content per 100 g of d.w.

чатого Крымской селекции были в среднем в 2 раза выше, чем аналогичный показатель для лука Штутгартского, выращенного в тех же биогеохимических условиях (6.6 мг/100 г сырой массы) (табл.3). Интервал наблюдаемых концентраций составил 11.4-21.6 мг/100 г с наибольшими уровнями аккумулирования витамина сортом Ялтинский плюс и наименьшим – сортообразцом Ялтинский 8А. Из представленных в таблице 3 данных следует, что потребление 100 г свежего Крымского лука может обеспечить от 16 до 31% суточной потребности человека в витамине С, в то время как для полу-острых сортов этот показатель едва достигает 6%.

Уровень антиоксидантной активности составил в интервале от 30 до 45.6 мг-экв ГК/г с.м., наибольшие значения характерны для сорта Ялтинский рубин и сортообразцов Ялтинский 6А и Ялтинский 8А.

Высокую антиоксидантную активность луков определяет присутствие флавоноидов и, прежде всего, кверцетина, в красных сортах – антоцианинов, других полифенолов,

у = 0,4502х + 4,9132

R2 = 0,841$,......"•

40              45

АОА, мг-ГКЭ/г с.м; mg-GAE/g d.w.

Рис.1. Взаимосвязь между содержанием полифенолов и уровнем антиоксидантной активности крымских луков

• Fig.1.    Relationship between phenolics and AOA level in Crimean onion

а также серосодержащих соединений [1]. Данные таблицы 3 показывают, что вариация содержания антоцианинов в красных луках достигает 37%, а уровень накопления этих антиоксидантов снижается в ряду: Ялтинский 6А > Ялтинский 7А > Ялтинский 8А > Ялтинский рубин > Ялтинский форос > Ялтинский плюс > Фестивальный.

Существенно меньшей вариабельностью характеризовалось содержание в Крымских луках флавоноидов, максимальное содержание которых было обнаружено в сорте Ялтинский рубин и в сортообразцах Ялтинский 6А и Ялтинский 8А, минимальное – в сорте Beam promine.

Еще один интегральный показатель антиоксидантной активности – содержание полифенолов, как и для многих других сельскохозяйственных культур [6], в Крымских луках четко коррелировал с уровнем антиоксидантной активности (r=+0.92; P<0.001) (рис.1).

В целом, следует отметить, что новые перспективные сортообразцы (Ялтинский 6А, 7А, 8А) отличаются повышенным содержанием антоцианинов, флавоноидов и полифенолов.

Обращает внимание, что все исследованные показатели антиоксидантной активности салатных сортов и сорто-образцов Ялтинского лука были близки к соответствующим значениям, полученным для итальянского сорта Tropea за исключением содержания витамина С. В то же время полученные результаты не позволяют выделять красные луки как более богатые антиоксидантами по сравнению с желтыми сортами (Кенди и Beam promin), в отличие от данных Chen et al. [11], показавших более высокие показатели антиоксидантной активности в красных луках.

С позиций нутрициологии, чрезвычайно важным представляется антиоксидантный статус внешних чешуй лука, выращенного в Крыму, благодаря хорошо известному факту, что шелуха лука более богата антиоксидантами, чем внутренние чешуи [4]. Этот факт, а также проблема реализации огромного количества отходов переработки лука репчатого, явились основанием для проведения целого ряда исследований, показавших возможность применения шелухи лука репчатого для приготовления лапши [12], хлеба [13], увеличения срока хранения мясных продуктов [14] и в качестве потенциального средства, замедляющего старение [15]. Следует отметить, что отходы переработки лука репчатого только в странах Европейского союза составляют 450000 т/год. Эти отходы не пригодны в качестве добавок в корм скоту и/или в качестве органических удобрений вследствие активного роста фитопатогенов [16]. Важная физиологическая роль внешних чешуй, создающих физический и биохимический барьер от патогенов, обеспечивающих уменьшение потери влаги с поверхности луковицы и снижение интенсивности дыхания, определяют особенности их биохимического состава. Известно, что по сравнению с внутренними чешуями внешние чешуи лука существенно более богаты полифенолами, кверцетином и его производными [17]. Отмечается, что во внешних чешуях накапливается преимущественно свободный кверцетин, в то время как в луковице содержатся предпочтительно гликозилированные формы. Содержится во внешних чешуях также протокатеховая кислота, обеспечивающая вместе с кверцетином мощную антиоксидантную защиту луковицы. Все эти соединения обладают выраженным противовоспалительным, антигипер-гликемическим, антибактериальным, противораковым, антиспазматическим и нейропротекторным действием [4]. Протокатеховая кислота ингибирует химический канцерогенез и проявляет проапоптический и антипро-лиферативный эффекты в различных тканях [18]. Показано, что, помимо высокой антиоксидантной актив- ности, экстракт шелухи красного лука проявляет мощный ингибирующий эффект в отношении фосфодиэстеразы 5А [19]. Установлено также, что измельчение шелухи лука приводит к возрастанию общего содержания флавоноидов в шелухе в 2 раза [20], что находится в хорошем соответствии с известными фактами повышения уровня флавоноидов при воздействии стрессовых факторов (механическое воздействие, воздействии света и повышенных температур), способствующим накоплению антиоксидантов и, в частности, кверцетина [21]. Установлено, что кверцетин порошка внешних чешуй лука репчатого лучше усваивается организмом, чем соответствующий экстракт [22]. Шелуха обладает также высокой антибактериальной активностью.

Оценка распределения флавоноидов между внутренними и внешними чешуями Крымского лука выявила существование прямой корреляции между этими показателями (r=+0.83; P<0.01) (рис.2), указывающей на то, что наилучшим источником кверцетина как внутренних, так и внешних чешуй исследованных сортов является сорт Ялтинский рубин.

Интересно в связи с этим отметить, что, если в луках

Флавоноиды внутренних чешуй, мг-экв кверцетина/г Inner layers flavonoids, mg-eq quercetin/g

у = 29,252х + 11,444 R2 = 0,6805

Рис.2. Взаимосвязь между содержанием флавоноидов во внутренних и внешних чешуях крымского лука

• Fig.2.    Relationship between peel and inner layers flavonoids in Crimean onion

южных регионов уровень флавоноидов в шелухе в среднем в 6,5 раз выше, чем в луковицах, то в средней полосе России это соотношение достигает всего 2,5, что может быть связано с меньшей инсоляцией и более низкими температурами выращивания (рис.1). Действительно, среди различных факторов, влияющих на накопление флавоноидов луками, особенно значимым представляется воздействие света, когда интенсивный синтез флавоноидов в этих условиях является отражением защитной функции этих соединений от разрушительного УФ-излучения [23].

Что касается полифенолов, то их содержание в шелухе Ялтинского лука было в 1,5-2 раза выше, чем в луковице, что согласуется с литературными данными для луков, выращенных в южных регионах [10]. Уровень антиоксидантной активности шелухи был соответственно в 3-4,5 раза выше, чем показатель АОА луковицы. Взаимосвязь между указанными показателями представлена на рисунке 2.

Заключение

Таким образом, осуществление первой биохимической характеристики салатных луков Крымской селекции подтвердило высокую пищевую ценность лука и широкие перспективы использования как луковиц, так и внешних чешуй.

Об авторах:

Nadezhda A. Golubkina – Doc. Sci.

(Agriculture), Chief Researcher,

Viсtor I. Nemtinov – Doc. Sci. (Agriculture), Chief Researcher,

Julia N. Kostanchuk – Senior Researcher,

Caruso Gianluca – PhD, prof.,

Alexander F. Agafonov – Cand. Sci. (Agriculture),

Senior Researcher

Ivan S. Mastyaev – graduate student

Sergey M. Nadezhkin – Doc. Sci. (Biology),