Сравнительная оценка содержания некоторых биологически активных соединений в лесном купыре Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm. и садовом кервеле Anthriscus cerefolium (L.) Hoffm

Важнейшими биологически активными соединениями кервеля являются флавоноиды (апиин, лютеолин) (Tozaburo and Masao, 1979; Vyas et al., 2012), эссенциальное масло (эстрагол и l-аллил-2,4-диметоксибензол) (Zwaving et al., 1970; Simаndi et al., 1996; Vyas et al.; 2012) и лигнаны (Kozawa et al., 1978).

Широкое культирование кервеля осуществляется в настоящее время в Средиземноморских странах, таких как Италия, Франция, Греция, Испания, а также США и Великобритания. Для России кервель представляется незаслуженно забытой культурой, несмотря на то, что в древности это растение было популярно в стране.

Цель настоящего исследования – сравнительная оценка пищевой ценности образцов лесного купыря Anthriscus sylvestris и садового кервеля Anthriscus cerefolium (L.), выращенных в условиях средней полосы России.

Материалы и методы

Объектами исследования явились 3 сортообразца садового кервеля A.cerefolium : 24-20, 22-20 и 21-20 коллекции ФНЦО, а также лесной кервель (лесной купырь) A.sylvestris. собранный в лесной зоне, прилегающей к Вишняковскому пруду, г. Балашихи 55o47.8372’0’’ с.ш., 37o56.065’0’’в.д.

Растения A.cerefolium выращивали в вегетационных сосудах объемом 10 л (диаметр 20 см) на смеси торфа и перлита в теплице ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства». Характеристика торфа: степень разложения – до 20%, влажность – не более 65%, рН – 5.5-6.2. Перлит вносили с целью повышения рыхлости и пористости, воздухопроницаемости торфа, предотвращения уплотнения и образования поверхностной корки. Плотность посева составила 30 растений/сосуд, Посев семян проводили в два срока: 5 июня и 1 августа. В процессе вегетации осуществляли регулярный полив. Уборку сортообразцов кервеля осуществляли через 30 дней после начала вегетации.

Пробоподготовка

После уборки листья и черешки садового кервеля и листья, стебли лесного купыря разделяли и гомогенизировали. Для определения содержания аскорбиновой кислоты и фотосинтетических пигментов использовали свежие гомогенаты. Остальную часть материала высушили при 50°С до постоянной массы для дальнейшего определения содержания нитратов, водорастворимых соединений, антиоксидантной активности, полифенолов и флавоноидов.

Содержание сухого вещества

Содержание сухого вещества определяли гравиметрически после высушивания образцов при 50°C до постоянной массы.

Аскорбиновая кислота

Содержание аскорбиновой кислоты устанавливали методом визуального титрования 2,6-дихлорфенол индофенолятом натрия (реактивом Тиллманса) (Голубкина и др., 2020).

Полифенолы

Содержание полифенолов определяли спектрофотометрически с помощью реактива Фолина-Чиокалтеу (Голубкина и др., 2020). 1 г сухого порошка образцов растительного материала экстрагировали в течение часа при 80°С 20 мл 70% этанола. Раствор охлаждали до комнатной температуры, переносили количественно в 25 мл мерную колбу и доводили до метки 70% спиртом. Полученный экстракт перемешивали и фильтровали через складчатый фильтр. В мерную колбу на 25 мл добавляли 1 мл экстракта, 2,5 мл насыщенного раствора карбоната натрия Na 2 CO 3 и 0,25 мл разбавленного вдвое дистиллированной водой реактива Фолина-Чиокалтеу. Полученную смесь после интенсивного перемешивания доводили до метки дистиллированной водой. Через час после окончания реакции измеряли величину поглощения раствора при 730 нм на спектрофотометре Unico 2804 UV (США). Содержание полифенолов рассчитывали по стандартной кривой, полученной с использованием 6 растворов галловой кислоты (Sigma) в интервале концентрации 0-90 мкг/мл. Результаты определения выражали в мг-экв галловой кислоты/г сухой массы (мг ГКЭ/г с.м.).

Антиоксидантная активность (АОА)

Для определения антиоксидантной активности использовали колориметрический метод (Голубкина и др., 2020), основанный на титровании раствора 0.01 N KMnO 4 в кислой среде этанольным экстрактом кервеля до обесцвечивания раствора, свидетельствующего о полном восстановлении Mn⁺⁶ до Mn⁺². В качестве внешнего стандарта использовали галловую кислоту. Результаты определения выражали в мг-экв галловой кислоты/г сухой массы (мг ГКЭ/г с.м.).

Флавоноиды

Содержание флавоноидов устанавливали спектро-фотрометрически по величине поглощения комплекса флавоноидов с хлористым алюминием при 415 нм (Голубкина и др., 2020). В качестве внешнего стандарта применяли кверцетин (Sigma).

Фотосинтетические пигменты

Содержание фотосинтетических пигментов определяли спектрофотометрически на спиртовых экстрактах листьев с использованием уравнений, предложенных Lichtenthaler (1987):

Ch-a = 13.36A 664 –5.19A 649 ;

Ch-b = 27.43A 649 –8.12A 664 ;

C c = (1000A 470 –2.13Ch-a–97.63C-b)/209

где A = абсорбция, Ch-a = хлорофилл a, Ch-b = хлорофилл b, C c = каротин

Результаты выражали в мг/г сырой массы.

Водорастворимые соединения

Уровень накопления водорастворимых соединений определяли в водных экстрактах образцов с использованием портативного кондуктометра TDS-3 (Корея).

Нитраты

Уровень нитратов регистрировали в водных экстрактах с применением ион селективного электрода на иономере Эксперт 001 (Эконикс, Россия).

Статистический анализ

Исследования проводили в трех повторностях при двух сроках посева. Результаты соответствовали нормальному распределению. Достоверность различий между показателями оценивалась с использованием теста Дункана и компьютерной статистической программы Excel.

Результаты и обсуждение

Урожай, морфо-биометрические показатели и содержание сухого вещества

Сравнение биометрических и биохимических показателей трех исследованных перспективных сортообразцов садового кервеля и купыря лесного (рис.1, 2). позволило выявить ряд особенностей (табл.1).

Данные таблицы 1 свидетельствуют о достоверно меньшей массе и высоте растений сортообразца 22-20, а также более низком содержании сухого вещества в листьях и черешках, чем у лесного кервеля. Действительно, уровень сухого вещества в листьях лесного купыря был в 2,1-2,9 раза выше, чем в листьях садового кервеля, в то время как аналогичные показатели для черешков садового/стеблей дикого кервеля достигали значений 4-7,4 раз. Эти показа-

24-20

22-20

21-20

A. cerefolium                                                      A.sylvestris

Рис.1. Внешний вид трех сортообразцов садового кервеля A. cerefolium (сортообразцы 24-20; 22-20; 21-20) и лесного купыря A.sylvestris

Fig.1 Appearance of three A. cerefolium vartieties (24-20’ 22-20; 21-20 and A.sylvestris

24-20                      22-20                      21-20

(A)                                                                    (B)

Рис.2. Внешний вид листьев A. cerefolium (А) и A.sylvestris (В)

Fig.2. Appearance of A. cerefolium (А) and A.sylvestris (В) leaves

Таблица 1. Масса и морфо-биологические показатели лесного купыря и садового кервеля Table 1. Mass and morphobiological parameters of A. cerefolium and А.sylvestris

Показатель Parameter	Сортообразцы A. cerefolium Varieties			А.sylvestris
	24-20	22-20	21-20
Высота, см Height, cm	40±0.4a	38±0.4b	45±0.5c	94.8±5.8d
Масса одного растения, г Plant mass, g	5.1±0.5a	3.9±0.3b	6.0±0.6a	162.8±12.2c
Доля черешков,% от массы надземной части Stem mass, % of the total plant mass	49.8	48.1	49.5	46.6
Сухое вещество, % Dry matter листья leaves	11.7±1.0a	8.4±0.8b	10.9±1.0a	24. 4±0.9c
Сухое вещество, % Dry matter черешки stems	8.0±0.8a	4.3±0.4b	7.1±0.7a	31.7±0.8c

В таблице приведены данные среднего и стандартного отклонения от среднего M±SD.

* Значения в строках с одинаковыми индексами статистически не различаются согласно тесту Дункана при р<0.05

Values in lines with similar indexes do not differ statistically according to Duncan test at p<0.05

тели свидетельствуют о большей пищевой ценности садового кервеля по сравнению с лесным купырем.

Интересно отметить, что, если для сортообразцов 24-20 и 21-20 соотношение содержания сухого вещества в листь-ях/черешках составило 1,46-1,54, то для сортообразца 2220 уровень сухого вещества в листьях был в 2 раза выше, чем в черешках, в то время как аналогичное соотношение в лесном купыре достигало всего 0,77 (табл.1; рис.3). Очевидно, что, выигрывая в размерах, дикий кервель проигрывает садовому в нежности листьев и имеет стебли, практически не пригодные для использования в пищу. Более того, отличительной особенностью садового кервеля является возможность высушивания при температуре всего 50°С, что существенно ниже температуры, рекомендуемой ГОСТ для растений 70°С (ГОСТ, 2012). Кроме того, время высушивания кервеля в этих условиях составляет всего 1 сутки, что в 3 раза меньше, чем используемая в лабораториях продолжительность процесса высушивания для других растений. Очевидно, что более мягкие условия высушивания благоприятствуют сохранению биологические активных соединений и, в частности, фотосинтетических пигментов и антиоксидантов.

АнтиоксидантыФотосинтетические пигменты

Известно, что дикие формы растений, родственные культурным видам, отличаются более высоким антиоксидантным статусом, необходимым для выживания организма в суровых условиях окружающей среды (Berni et al,

Рис.3. Различия между лесным купырем и садовым кервелем по показателям высоты, массы растений, а также содержания сухого вещества (*-значение уменьшено в 5 раз)

Fig. 3. Differences if height, mass and dry matter content in wild and garden chervil (*-value is decreased 5 times)

2018). Полученные нами данные находятся в хорошем соответствии с этим фактом. Так лесной купырь отличается в два раза более высоким накоплением общего хлорофилла по сравнению с садовым кервелем (табл.2). С другой стороны, данные табл.2 свидетельствуют о существенных особенностях фотосинтеза в лесном и садовом кервеле. Так, отличительной особенностью садового кервеля является светлый цвет листьев, в то время как у дикого родственника окраска листьев ярко зеленая. Эти различия обусловлены не только более низким накоплением хлорофилла в садовом кервеле, но и значительно более высоким аккумулированием каротиноидов (табл.2; рис.3).

Интересно отметить, что садовый кервель характеризуется более низким содержанием особенно хлорофилла b, что отражается в различном соотношении хлорофиллов а и b в указанных формах растений. Так, если для садового кервеля соотношение хлорофилл а/хлорофилл b составляет интервал от 2,25 до 3,28, для купыря лесного это соотношение достигает всего 1,66. Наблюдаемые особенности накопления фотосинтетических пигментов, по-види-мому, определяются генетическими различиями растений и условиями выращивания. Так, лесной купырь, произрастающий на опушках и полянах, отличается от садового кервеля не только более низким соотношением хлорофиллов а/b, но также в три раза большим соотношением общего хлорофилла к содержанию каротина (табл.2, рис.4).

Необычно высокое содержание каротина в листьях садового кервеля является не только отличительной особенностью исследованных сортообразцов, но также служит важным показателем активности фотосинтеза, фотоморфогенеза, развития и защиты от солнечной радиации (Cazzonelli and Pogson, 2010b, Ruiz-Sola and Rodrнguez-Concepciуna, 2012, Havaux, 2014). Известно, что каротиноиды являются предшественниками фитогормонов и служат сигнальными молекулами в процессах взаимодействия растений с окружающей средой (Walter and Strack, 2011; Cazzonelli, 2011). Кроме того, обращает внимание, что в питании человека потребление каротиноидов является важным в поддержании иммунитета и защите от онкологических заболеваний (Milani et al., 2017).

Полифенолы, аскорбиновая кислота и общая антиоксидантная активность

Данные настоящего исследования показывают, что по содержанию аскорбиновой кислоты в листьях и уровню

Таблица 2. Содержание фотосинтетических пигментов в садовом и диком кервеле (мг/г сырой массы листьев) Table 2. Photosynthetic pigments content in A. cerefolium and A.sylvestris (mg/g fresh leaves)

Сортообразец Variety	Хлорофилл а Chlorophyll a	Хлорофилл b Chlorophyll b	Сумма хлорофиллов Total chlorophyll	Соотношение хлф а/хлф b Chl a/chl b ration	Каротин Carotene	Хлорофилл/ каротин Chlorophyll/ carotene
Садовый кервиль A.cerefolium
24-20	1.58±0.15a	0.66±0.06a	2.24a	2.39	0.59±0.06a	3.8
22-20	1.24±0.12b	0.55±0.05a	1.79b	2.25	0.48±0.05a	3.7
21-20	1.77±0.17a	0.54±0.05a	2.31a	3.28	0.79±0.08a	2.9
M±SD	1.53±0.19	0.62±0.05	2.11	2.64	0.62±0.055	3.4
Лесной купырь A.sylvestris
A.sylvestris	2.73±0.19с	1.64±0.14b	4.37	1.66	0.45±0.04a	9.7

M – среднее, SD – стандартное отклонение

*Значения в столбцах с одинаковыми индексами статистически не различаются согласно тесту Дункана при р<0.05 M – mean, SD – standard deviation

Values in columns with similar indexes do not differ statistically according to Duncan test at p<0.05

Рис.4. Различия в накоплении фотосинтетических пигментов листьями дикого и садового кервеля

Fig. 4. Differences in photosynthetic pigments accumulation by leaves of wild and garden chervil

антиоксидантной активности садовый кервель сходен с кудрявой петрушкой (Молчанова и др., 2019), однако, характеризуется более низким содержанием полифенолов. В растениях лесного купыря биосинтез аскорбиновой кислоты осуществлялся более интенсивно, чем в садовом кервеле, и наблюдаемые значения (около 100 мг/100 г сырой массы) ближе к данным, характерным для листовой формы петрушки (Молчанова и др., 2019). Различия в уровнях накопления аскорбиновой кислоты стеблями лесного купыря и черешками садового кервеля по сравнению с соответствующими данными для листьев и составили в среднем 1,6 раз (табл.3, рис.5). Соответствующие различия в содержании полифенолов, флавоноидов и в уровне общей антиоксидантной активности составили в среднем 2 раза. Интересно в связи с этим отметить, что соответствующие показатели листьев купыря лесного оказались даже выше, чем данные, характерные для листовой, корневой и кудрявой петрушки (Молчанова и др., 2019). Известно, что дикие родственники культурных растений являются уникальными источниками биологически актив-

Таблица 3. Содержание антиоксидантов в листьях и черешках купыря лесного и садового кервеля Table 3. Antioxidants content in leaves and stems of wild and garden chervil

Сорто-образец Variety	Орган Organ	AOA*	Полифенолы* Phenolics	Флавоноиды** Flavonoids	АК*** Ascorbic acid
Садовый кервeль A.cerefolium
24-20	Лист leaves Черешок Stems	35.68±3.6a 27.69±2.7a	10.81±1.1a 7.62±0.7b	6.6±0.7a 5.3±0.5b	76.4±7.6a 16.4±1.6d
22-20	Лист Leaves Черешок Stems	33.72±3.3a 13.23±1.3b	8.72±0.9b 4.04±0.4c	12.4±1.0d 6.7±0.6a	35.2±3.5b 9.9±1.0e
21-20	Лист Leaves Черешок Stems	32.99±3.3a 21.53±2.1c	11.88±1.2ad 4.29±0.4c	5.0±0.5b 2.3±0.2c	54.4±5.4c 15.5±1.5d
M±SD	Лист Leaves Черешок Stems	34.14±1.03 20.81±5.06	10.47±1.17 5.32±1.54	8.0±2.9 4.8±1.6	55.3±14.0 13.9±2.7
Купырь лесной A.sylvestris
A.sylvestris	Лист Leaves Черешок Stems	52. 5±5.0d 20.1±1.7c	23.2±1.8e 13.3±1.0d	17.6±1.1e 8.8±0.6f	100.0±6.1f 22.4±1.2g

АОА - антиоксидантная активность; AA - аскорбиновая кислота; *мг-экв ГК/г с.м;

**мг-экв кверцетина/г с.м.; *** мг/100 г сырой массы

Значения в столбцах с одинаковыми индексами статистически не различаются согласно тесту Дункана при p<0.05 AOA - antioxidant activity; AA - ascorbic acid; *mg GAE/g d.w.; ** mg QE/g d.w.; *** mg/100 g f.w.

Values in columns with similar indexes do not differ statistically according to Duncan test at p<0.05

Рис.5. Различия в показателях антиоксидантной активности (АОА), содержании полифенолов (РР), флавоноидов (Фл) и аскорбиновой кислоты (АК) между купырем лесным и садовым кервелем.

Fig.5. Differences in total antioxidant activity (AOA), phenolics (PP), flavonoids and ascorbic acid (AA) content in wild and garden chervil

содержания полифенолов (РР) семян садового, дикого купыря и петрушки кудрявой(мг-экв ГК/гс.м.)

Значения с одинаковыми индексами статистически не различаются согласно тесту Дункана при p<0.05

Fig. 6. Antioxidant activity (AOA) and poluphenols content (PP) in seeds of wild and garden chervil and сurley parsley. Values with similar indexes do not differ statistically according to Duncan test at p<0.05

Таблица 4. Содержание нитратов и водорастворимых соединений в диком и культурном кервеле Table 4. Content of nitrates and total dissolved solids in wild and garden chervil

Сорто-образец Variety	Орган Organ	Нитраты* Nitrates	Водорастворимые соединения** Total Dissolved Solids
Садовый кервиль A.cerefolium
24-20	Листья Leaves Черешки Stems	3.9±0.3a 5.6±0.5b	109.0±9.8a- 112.0±11.2a
22-20	Листья Leaves Черешки Stems	8.1±0.8c 3.3±0.3ad	166.5±16.6b 172±16.8 b
21-20	Листья Leaves Черешки Stems	4.8±0.4b 5.7±0.6b	102.0±10.2a 107.0±10.7a
M±SD	Листья Leaves Черешки Stems	5.6±1,7 4.9±1.0	122.4±29.4 130.0±27.2
Купырь лесной A.sylvestris
A.sylvestris	Листья Leaves Черешки Stems	3.0±0.2d 1.1±0.1e	71.2±6.2c 27.1±1.2d

* г/кг сухой м.; ** мг/кг сухой м.

Значения в столбцах с одинаковыми индексами статистически не различаются согласно тесту Дункана при p<0.05

*g/kg d.w.; **mg/kg d.w.

Values in columns with similar indexes do not differ statistically according Duncan test at p<0.05

ных соединений. В большинстве случаев они более устойчивы к биотическим и абиотическим факторам среды и содержат более высокие уровни биологически активных соединений, включая антиоксиданты (Berni et al., 2018). Полученные нами данные подтверждают вышесказанное и указывают на перспективность использования купыря лесного A.sylvestris в селекционном процессе.

Сравнение антиоксидантной активности и содержания полифенолов семян дикого и садового кервеля также различалась в 2 раза (рис.6). Уровень полифенолов в семенах лесного купыря был близок к соответствующему показателю для семян петрушки, однако, антиоксидантная активность семян петрушки многократно превосходила антиоксидантную активность семян, как дикого, так и садового кервеля.

Содержание нитратов иводорастворимых соединений

Растения рода Apiaceae относятся к группе овощных культур, накапливающих высокие концентрации нитратов (Santamaria, 2006). В расчете на сухое вещество сортооб-разец садового кервеля 22-20 вдвое больше накапливает

Рис.7. Различия в показателях накопления нитратов и водорастворимых соединений между садовым кервелем и купырем лесным

Fig. 7. Differences in nitrates and total dissolved solids accumulation by wild and garden chervil нитратов, чем сортообразцы 24-20 и 21-20. При этом содержание нитратов в черешках в расчете на сухую массу было в 1,2-1,4 раза выше, чем в листьях (табл.2). Следует однако отметить, что в расчете на сырую массу уровень нитратов в черешках и листьях различается незначитель- но, а средние показатели находятся в интервале концентраций 406-680 мг/кг сырой массы, что не представляет угрозы для здоровья человека. Напротив, при сравнительно высоком содержании антиоксидантнов в кервеле наблюдаемые уровни нитратов составляют не недостаток, а скорее положительный фактор для здоровья человека, поскольку в этих условиях практически исключается образование канцерогенных нитрозаминов (Santamaria, 2006). С другой стороны, обращает внимание, что как листья, так и черешки садового кервеля содержат значительно более высокие концентрации водорастворимых соединений по сравнению с лесным купырем (табл. 4, рис.7).

Заключение

Результаты исследования свидетельствуют о том, что садовый кервель и купырь лесной являются перспективными источниками витамина С, полифенолов и флавоноидов, а также обладают высокой антиоксидантной активностью. Впервые показано, что лесной купырь значительно беднее садового кервеля по содержанию водорастворимых соединений. В целом лесной купырь представляется новым источником гермоплазмы кервеля и является перспективным в дальнейших исследованиях для внесения генетического биоразнообразия.

Об авторах:

Голубкина Надежда Александровна – доктор с.-х. наук, главный научный сотрудник, , e-mail: Гинс Мурат Сабирович – доктор биол. наук, физиологии и биохимии, интродукции и функциональных продуктов растений, , e-mail:

Шафигуллин Дамир Рамисович – научный сотрудник лаборатории

Viktor A. Kharchenko – Cand. Sci. (Agriculture), Head of Laboratory of Selection And Seed Production Of Green, Spice-Flavoring and Flower Crops,

Anastasia I Moldovan. – Graduate Student, junior researcher, laboratory of Selection And Seed Production Of Green,

Spice-Flavoring and Flower Crops, e-mail: Nadezhda A. Golubkina – Doc. Sci. (Agriculture), Chief Researcher, , Murat S. Gins – Doc. Sci. (Agriculture), corresponding member of Russian Academy, head of Laboratory of plants phisiology, biochemistry and introduction and functional food products, , e-mail: