Содержание антиоксидантов в зерне сибирских сортов овса, выращенного в различных условиях

Введение. К веществам, способствующим профилактике ряда серьезных заболеваний человека, относятся антиоксиданты, а одним из важных параметров качества пищевых продуктов и ингредиентов выступает их антиоксидантная активность [9]. Сегодня суммарное содержание антиоксидантов и их антиоксидантная активность достаточно полно установлены в овощах и фруктах [5, 6]. Широко известно, что зерно овса и ячменя имеет высокую питательную ценность, содержит ненасыщенные жирные кислоты, основные минеральные элементы, белки и бета-глюканы (самые высокие уровни среди зерновых злаков), а также характеризуется наличием разнообразных химических веществ, проявляющих антиоксидантные свойства. В последние годы в некоторых западных странах начаты работы по изучению содержания антиоксидантов в зерне различных культурных злаков [7, 8, 10]. В России сегодня лишь небольшое количество работ посвящено исследованию этих важных химических соединений в зерне овса и ячменя [1–4]. При этом данных по содержанию антиоксидантов в зерне овса сибирской селекции и влиянию на него внешних факторов в литературе нам встретить не удалось.

Цель исследования : анализ зависимости суммарного содержания антиоксидантов в зерне сибирских сортов овса от генотипа и условий выращивания.

Объект и методы исследования . В качестве объекта исследования использовали пять образцов ярового пленчатого и голозерного овса (табл. 1). Овес выращивали в течение 2015 и 2016 гг., используя для этого три разных географических пункта: Краснотуранский, Бейский и Ширинский ГСУ.

Погодные условия по вариантам опыта имели как общие черты, так и различия по количеству влаги и режимам среднесуточных температур по годам, а также по территориям изучения (рис. 1–4).

Краткая характеристика изучаемых образцов овса

Таблица 1

Сорт	Разновидность	Период созревания	Тип зерновки	Масса 1000 зерен, г
Аргумент	Мутика	Среднепоздний	Пленчатая	36–45
Голец	Инермис	Средний (среднеспелый)	Голозерная	20–27
Саян	Ауреа	Среднеранний	Пленчатая	34–39
Сельма	Мутика	Средний (среднеспелый)	Пленчатая	30–36
Тубинский	Мутика	Средний (среднеспелый)	Пленчатая	34–41

—♦— Бейский ГСУ

—■— Ширинский ГСУ

-*- Краснотуранский ГСУ

Рис. 1. Средняя температура воздуха за вегетационный период 2015 г. по пунктам исследования

и 20

о я 15 а

май

Бейский ГСУ

-■- Ширинский ГСУ

Краснотуранский ГСУ

июнь       июль

август

Рис. 2. Средняя температура воздуха за вегетационный период 2016 г. по пунктам исследования

Значения средней температуры воздуха за вегетационные периоды 2015–2016 гг. на территории Краснотуранского ГСУ были выше, чем в других географических точках. В Бейском и Ши-ринском районах указанный параметр имел практически равные значения за исключением мая 2016 г. В данный месяц средняя температура для Бейского ГСУ составила 10,1 оС, а для Ширинского ГСУ – 8,8 оС.

Количество осадков в изучаемых пунктах по годам не имели общих тенденций, особенно в 2016 г. Осадки в мае 2015 г. равномерно распределились между II и III декадами по всем территориям исследования. На Бейском и Ши-ринском ГСУ большая часть «июньских» осадков пришлась на I декаду месяца, а в Красноту-ранском – на II декаду.

i 80

§  60

о 40

май июнь       июль август

Бейский ГСУ

—■— Ширинский ГСУ

-*- Краснотуранский ГСУ

Рис. 3. Сумма осадков за вегетационный период 2015 г. по пунктам исследования

и

о

—♦— Бейский ГСУ

-■- Ширинский ГСУ

—А— Краснотуранский ГСУ

май

июнь      июль

август

Рис. 4. Сумма осадков за вегетационный период 2016 г. по пунктам исследования

Самым «увлажненным» месяцем во всех точках изучения был июль, при этом наибольшее количество осадков отмечено на территории Бейского ГСУ. В августе основная часть осадков пришлась на II и III декаду.

Для определения суммарного содержания антиоксидантов (ССА) в зерне овса производили экстрагирование проб двумя элюентами – горячей бидистилированной водой или 70 %-м этиловым спиртом. Для получения водного экстракта 1,0 г сырья заливали 50 мл кипящей би-дистиллированной воды и настаивали в течение 10 мин без термостатирования, после чего тщательно отфильтровывали через бумажный фильтр «синяя лента». Для получения водноспиртового экстракта 1,0 г сырья заливали 50 мл 70 %-го спирта и встряхивали на качалке в течение 1 ч, после чего проводили фильтрацию. Определение ССА в пробах овса выполняли с помощью прибора «Цвет Яуза-01-АА» [3, 4], измеряя величину электрического тока, возникающего при окислении исследуемого вещества (или смеси веществ) на поверхности рабочего электрода при постоянном потенциале 1,3 В. При этом происходит окисление только – ОН групп природных антиоксидантов фенольного типа. Предварительно изучали зависимость электрического сигнала образца сравнения (галловой кислоты) от его концентрации. С помощью построенной градуировочной кривой сравнивали сигналы от исследуемого экстракта с сигналами галловой кислоты. Время измере- ния одного образца составляло 10–15 мин, повторность трехкратная.

Статистическая обработка результатов была выполнена с помощью программы Microsoft Excel 2003.

Результаты исследования . Используемые два метода экстракции при измерении ССА в зерне овса показали практически одинаковые результаты (табл. 2, 3). Усредненное (за годы и места выращивания овса) значение коэффициента корреляции между ССА, измеренным после экстракции водой и после экстракции спиртом, составило существенную величину 0,963±0,072. Правда, содержание водорастворимых антиоксидантов в зерне незначительно превышало уровни спирторастворимых антиоксидантов.

Как видно из таблиц 2 и 3, максимальные уровни ССА в зерне были отмечены у овса, выращиваемого в Бейском ГСУ, а минимальные – в Краснотуранском. Последний географический пункт отличался наибольшей температурой в фазе налива зерна, что, вероятно, могло сказаться на снижении ССА в зерне у собранного здесь овса. Различия ССА в зерне по годам выращивания овса практически отсутствовали (табл. 4).

Что касается генотипических различий, то ССА в зерне у сорта Аргумент в среднем по пунктам выращивания существенно превышало таковое для сорта Тубинский. Остальные три образца овса продемонстрировали практически одинаковое ССА в зерне (табл. 2, 3).

Таблица 2

Среднее суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов в зерне образцов овса в зависимости от географического места выращивания

Сорт	Краснотуранск	Бея	Шира	Среднее по пунктам	Амплитуда колебания признака по пунктам	Коэффициент вариации по пунктам, %
Аргумент	52,3	44,6	45,5	47,5	7,7	8,9
Голец	45,3	45	42	44,1	3,3	4,1
Саян	37,4	53	37	42,5	16,0	21,5
Сельма	38,7	40,3	53,9	44,3	15,2	18,9
Тубинский	38,2	34,7	36,7	36,5	3,5	4,8
Среднее по сортам	42,4	43,5	43,0	43,0	9,1	11,6

Выполненный корреляционный анализ показал наличие стабильных сортовых различий в ССА по годам независимо от места выращивания овса и применяемой методики экстракции антиоксидантов из зерна, коэффициенты корреляции имели высокие значения (табл. 5). Другими словами, при выращивании овса в разные годы, но в одном месте ССА у всех сортов изменялось однотипно и пропорционально, ранжирование сортов по ССА не нарушалось. Это позволяет предположить целесообразность возделывания в каком-либо определенном месте одного и того же конкретного сорта, обладающего максимальным ССА в зерне.

Таблица 3

Среднее суммарное содержание спирторастворимых антиоксидантов в зерне образцов овса в зависимости от географического места выращивания

Сорт	Краснотуранск	Бея	Шира	Среднее по пунктам	Амплитуда колебания признака по пунктам	Коэффициент вариации по пунктам, %
Аргумент	50,1	46	43,4	46,5	6,7	7,3
Голец	45,6	42,2	39,2	42,3	6,4	7,6
Саян	37,7	51,8	36,8	42,1	15,0	20,0
Сельма	39,3	40,8	51,5	43,9	12,2	15,2
Тубинский	35,4	30,9	37,5	34,6	6,6	9,7
Среднее по сортам	41,6	42,3	41,7	41,9	9,4	11,9

Таблица 4

Суммарное содержание антиоксидантов в зерне 5 образцов овса в зависимости от года и географического места выращивания

Образец	Суммарное содержание антиоксидантов в зерне (числитель – водорастворимые, знаменатель – спирторастворимые)
	2015			2016
	Красно-туранск	Бея	Шира	Красно-туранск	Бея	Шира
1	2	3	4	5	6	7
Аргумент	51,2/50,0	43,0/46,8	45,2/43,7	53,5/50,1	46,1/45,1	45,8/43,0
Голец	45,1/43,0	44,9/41,1	40,0/38,3	45,5/48,1	45,0/43,2	44,1/40,0

Окочание табл. 4

1	2	3	4	5	6	7
Саян	38,2/37,4	52,2/51,9	36,1/34,6	36,5/38,1	53,8/51,7	37,8/39,1
Сельма	38,0/37,0	38,1/36,8	52,8/50,8	39,4/41,6	42,5/44,8	55,0/52,3
Тубинский	41,3/36,9	33,3/29,9	30,1/34,9	35,2/34,0	36,2/31,8	43,2/40,2
Среднее по сортам	42,7/40,9	42,3/41,3	40,8/40,4	42,0/42,4	44,7/43,3	45,2/42,9

Таблица 5

Коэффициенты корреляции между суммарным содержанием антиоксидантов в зерне у 5 сортов овса за 2015 и 2016 гг. в зависимости от места выращивания и метода экстракции

Метод экстракции	Коэффициенты корреляции между ССА в зерне у 5 сортов овса
	Краснотуранск	Бея	Шира
Вода	0,913	0,977	0,818
Спирт	0,870	0,903	0,947

Таблица 6

Коэффициенты корреляции между суммарным содержанием антиоксидантов в зерне у 5 сортов овса для разных мест выращивания в зависимости от года выращивания и метода анализа

Метод экстракции	Коэффициенты корреляции между ССА в зерне у сортов овса
	2015			2016
	Красноту-ранск – Бея	Бея – Шира	Красноту-ранск – Шира	Краснотуранск – Бея	Бея – Шира	Краснотуранск – Шира
Вода	0,0	0,0	0,078	0,163	-0,446	0,170
Спирт	0,384	-0,114	0,178	0,374	0,089	0,113

При смене географического места выращивания овса происходило изменение ССА в зерне, при этом связь нарушалась независимо от года выращивания и применяемой методики экстракции антиоксидантов из зерна, корреляция была слабой (табл. 6). Последнее приводило к изменению ранжирования сортов по ССА. Так, например, при выращивании овса в Крас-нотуранском ГСУ максимальное ССА было характерно для сорта Аргумент, при выращивании в Бейском ГСУ – для образца Саян, а в Ширин-ском ГСУ – для сорта Сельма (см. табл. 2, 3). Это позволяет предположить необходимость подбора сорта с максимальным ССА в зерне при возделывании овса в каком-либо новом месте.

Выводы

• 1.    Используемые методы экстракции с помощью воды и спирта показали практически

• 2.    Максимальные уровни ССА в зерне были отмечены у овса, выращиваемого в Бейском ГСУ, а минимальные – в Краснотуранском.

• 3.    Различия ССА в зерне при выращивании овса в разные годы практически отсутствовали.

• 4.    Средние по пунктам выращивания уровни ССА в зерне у сорта Аргумент были максимальные, а у сорта Тубинский – минимальные.

• 5.    При выращивании овса в разные годы, но в одном месте ССА у всех сортов изменялось однотипно и пропорционально, ранжирование сортов по ССА не нарушалось.

• 6.    При выращивании овса в разных местах ССА у всех сортов изменялось непропорционально, ранжирование сортов по ССА значительно нарушалось.

одинаковые результаты при измерении ССА в зерне образцов овса.