Сравнительная характеристика пшеницы, овса и ячменя по суммарному содержанию антиоксидантов в зерне

Введение. Одним из важных показателей биохимической и функциональной ценности зерна является суммарное содержание в нем антиоксидантов [1, 2]. При этом среди культурных злаков найдены межвидовые различия как по общему содержанию этих веществ, так и по отдельным фенольным соединениям, каротиноидам и токоферолам. Данный факт был выявлен в результате исследования химических экстрактов, полученных из цельного зерна овса, ржи, ячменя, тритикале, твердой и мягкой пшеницы [3, 4]. Сравнительное определение содержания различных антиоксидантов в цельном зерне голозерного ячменя, голозерного овса, ржи, мягкой и твердой пшеницы показало, что самое высокое содержание свободных фенолов и флавоноидов характерно для голозерного ячменя, а токоферолов, желтых пигментов и связанных фенольных соединений – для голозерного овса. По убыванию антиоксидантной ак- тивности указанные виды злаков распределились следующим образом: голозерный ячмень, рожь, голозерный овес, твердая и мягкая пшеница [4]. Полученные данные подтвердили найденную ранее высокую антиоксидантную активность зерна ячменя в сравнении с овсом, тритикале и рожью [4, 5].

В другой работе приведены результаты оценки общей антиоксидантной активности метанольных экстрактов зерна ячменя, овса, ржи, мягкой пшеницы и гречихи. В ряду указанных культур антиоксидантная активность экстракта цельного зерна была представлена следующим порядком: гречиха > ячмень > овес > пшеница ≅ рожь [6].

Установлено, что основная часть фенольных соединений в зерне находится в связанном виде (85 % в зерне кукурузы, 76 % пшеницы, 75 % овса, 62 % в зерне риса) [7, 8]. Лидирующим фенольным соединением в зерне ряда злаков

Технология продовольственных продуктов является феруловая кислота, которая часто находится лишь в связанном состоянии [7].

Именно связанные фенольные соединения (данный факт доказан на примере овса, пшеницы, кукурузы, риса, тритикале) вносят основной вклад в антиоксидантную активность зерна [5, 9]. В зависимости от антиоксидантных способностей растворимых и нерастворимых фракций зерновые культуры можно расположить следующим образом: ячмень > рожь > овес > пшеница [10].

Основная часть исследований функциональной антиоксидантной ценности зерна представлена в зарубежной литературе. Публикаций, посвященных изучению суммарного содержания антиоксидантов у зерновых культур, в отечественной научной литературе представлено крайне мало.

Цель исследования. Сравнительная оценка различных образцов ячменя, овса и пшеницы сибирской селекции по суммарному содержанию антиоксидантов в зерне.

Объект и методы исследования. В качестве объекта исследования использовали 10 образцов ярового ячменя Hordeum vulgare L. (Ача, Абалак Биом, Буян, Красноярский 91, Емеля, Оленек, Такмак, Танай, Уватский), 5 образцов овса Avena sativa L. (Аргумент, Голец, Ровесник, Саян, Тубинский) и 8 образцов пшеницы Triticum vulgare L. (Красноярская 12, Алтайская 70, Омская Краса, Солнечная 573, Оазис, Омская 44, Алтайская 75, Свирель), которые выращивали на территории трех сортоучастков: Бейский (Республика Хакасия), Краснотуранский (Красноярский край), Пий-Хемский (Республика Тыва). Культуры возделывали в течение вегетационного периода 2019 г. по паровому предшественнику.

Рис. 1. Значения гидротермического коэффициента по пунктам и месяцам вегетационного периода 2019 г.

Данные, представленные на рисунке 1, отражают значения гидротермического коэффициента по месяцам вегетационного периода и пунктам исследования. Можно видеть, что данный показатель различался как по месяцам, так и по госсортоучасткам. Наименее благоприятным по указанному параметру был Пий-Хемский ГСУ, погодные условия которого были контрастными по обеспеченности осадками: дефицит в мае-июне и избыток в июле.

Суммарное содержание антиоксидантов (ССА) определяли по апробированной методике [11] на приборе «Цвет Яуза-01-АА» с использованием двух растворителей: горячей бидистил- лированной воды и 70 % этилового спирта. Измерения уровня ССА выполняли в трехкратной повторности. Статистическая обработка результатов была выполнена с помощью программы MS Excel 2019.

Результаты исследования и их обсуждение. При изучении зерновых культур по показателю ССА самые высокие средние значения были зарегистрированы у образцов ячменя, а минимальные у овса (табл.). При этом разница по указанному биохимическому параметру для двух элюентов составила: между овсом и ячменем – 36 и 54,3 %; ячменем и пшеницей – 15,8 и 27,6; овсом и пшеницей – 17,4 и 21 %. Следует отметить, что у всех образцов уровень ССА различался и в зависимости от применяемого растворителя. Установлено, что в случае с овсом и пшеницей более высокие значения ССА в зерне имели место при использовании в качестве растворителя горячей воды, для образцов ячменя отмечалась противоположная тенденция (табл., рис. 2). Разница в значениях для двух растворителей в среднем для образцов ячменя составила 5,2 %, для пшеницы – 4,7 %, для овса – 7,8 %.

Рис. 2. Среднее значение ССА исследуемых зерновых культур в зависимости от используемого элюента

Исследуемые зерновые культуры имели сортовые различия по величине ССА (табл.). Для овса наиболее высокие значения данного показателя зарегистрированы в зерне сорта Аргумент, а минимальные у сорта Тубинский. Коэффициент вариации составил относительно невысокие значения, в пределах 3–4 %, за исключением сорта Саян при использовании в качестве элюента горячей воды.

Максимальные значения ССА в зерне пшеницы были выявлены у сорта Свирель, минимальные – у образца Алтайская 70. Большая часть образцов данной зерновой культуры имела значения ССА в интервале от 50 до 60 мг/100 г. Для образцов пшеницы коэффициент вариации находился в более широком диапазоне, при этом основная их часть имела значения до 7 %, что говорит об относительной стабильности рассматриваемого биохимического показателя по пунктам исследования.

Установлено, что ячменное зерно имело более высокие уровни ССА, при этом максимальные значения наблюдались у сортов Уватский и Ача, минимальные – у образца Абалак. Для большей доли сортов ячменя значения ССА находилось в диапазоне от 55 до 65 мг/100 г. Коэффициент вариации для зерна данного вида имел более высокие и разновеликие значения (по сравнению с овсом и пшеницей), что свидетельствует о большей относительной зависимости рассматриваемого биохимического признака от условий выращивания растений.

Среднее суммарное содержание антиоксидантов в зерне различных образцов овса, пшеницы и ячменя в зависимости от используемого элюента

Окончание табл.

*Числитель – бидистиллированная вода; знаменатель – этанол.

Выводы. Таким образом, в результате проведенных исследований различных сибирских сортов трех зерновых культур было установлено, что эти виды по уровню ССА в зерне располагаются в следующем порядке: ячмень > пшеница > овес. Коэффициент вариации имел меньшие значения для образцов пшеницы и овса по сравнению с ячменем.