ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР КАК

НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
териалы Международной научно-практической конференции. – Торжок: ООО «Фирма Вариант», 2005. – 296 стр.
2. Гордеев А.М., Кулик Л.К., Романова И.Н. и др., Технология возделывания льна-долгунца в Смоленской области. – Смоленск: Типография Смоленского ЦНТИ, 2001. – 64 стр.
3. Семеницкая Г.А., Сячкова Н.С., Петракова Н.М. Руководство по возделыванию льна-долгунца на семена. – Смоленск:
ОАО « Смоленская городская типография», 2010. – 16 стр.
4. Казакова О.Н., Семеницкая Г.А. Интенсивная технология возделывания льна-долгунца. – Смоленск: «Московский рабочий», 1989. – 27стр.
TECHNOLOGICAL FEATURES OF FIBER FLAX CULTIVATION FOR SEEDS AND FIBER
G.A. Semenitskaya, N.M. Petrakova
Summary. Experimental data on studying of influence of terms of sowing, norms of seeding and cleaning terms on productivity of seeds
and a fibre various on ripeness of grades of flax-dolguntsa in seed and commodity crops are generalized.
Key words: flax-dolgunets, period of sowing,norms of seding of seeds, cleaning terms.
УДК 577.117.3.581.198
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР
КАК ПРОДУКТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
М.С. ГИНС, доктор биологических наук, зав. отделом
В.Ф. ПИВОВАРОВ, академик РАСХН, директор
В.К. ГИНС, доктор биологических наук, зав. лабораторией
П.Ф. КОНОНКОВ, доктор сельскохозяйственных
наук, зав. лабораторией
ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур
E-mail: [email protected]
Резюме. Содержание биологически активных веществ и
антиоскидантов определяли в растениях овощных культур
сортов селекции ВНИИССОК, которые по хозяйственному
использованию относились к листовым и листостебельным
(капустные, зеленные и пряновкусовые), корне- и клубнеплодным (морковь, свекла столовая, дайкон, якон, стахис),
луковым и плодовым (томат, перец).
Наибольшая суммарная концентрация полифенолов отмечена в листьях прянозеленных и салатных растений, а также лука репчатого (3,18…5,83 % от сухой массы). Кроме
того, у них установлена самая высокая доля флавоноидов
(2,13…5,14 % от сухой массы).
В корнеплодных овощных растениях при существенно меньшем содержании флавоноидов накаливалось больше конденсированных и полимерных полифенолов (0,74…2,75 %
от сухой массы).
Плоды перца и томатов близки по суммарному содержанию фенольных соединений – 3,42…3,52 % от сухой массы.
При этом функциональные качества плодов томатов повышались за счет накопления ликопина, а перцев – каротиноидов, антоцианов и оксибензойных кислот.
Корневые клубни созданного во ВНИИССОК сорта якона с
высоким содержанием инулина и фруктозанов можно использовать в качестве углеводсодержащего сырья для производства пюре, отличающегося значительной концентрацией инулина (42,1 %), фруктозы (31,3 %) и белка (6,1 %) с
полным набором незаменимых аминокислот, которое представляет собой функциональный продукт для диабетиков.
Одним из приоритетных направлений в овощеводстве должно стать повышение эффективности синтеза биологически
активных веществ и антиоксидантов.
Ключевые слова: функциональные продукты, качество,
биологически активные вещества, фенольные соединения, антиоксиданты.
Проблемы сохранения здоровья, поиск путей снижения неблагоприятного воздействия на организм
многочисленных факторов внешней среды тесно свя-
34
заны с качеством питания и чрезвычайно актуальны для
нашей страны. По данным РАМН более 90 % населения
Российской Федерации сегодня имеют отклонения от
физиологической нормы по тем или иным показателям,
характеризующим здоровье человека. Это, в основном,
связано со сложившейся структурой питания. Рацион
населения характеризуется избыточным потреблением рафинированных продуктов, богатых легко усваиваемыми углеводами, жиров животного происхождения, дефицитом витаминов и витаминоподобных веществ, пищевых волокон, ненасыщенных жирных кислот, макро- и микро элементов. При постоянно растущей социально-экологической напряженности отмечается существенное увеличение числа заболеваний,
связанных с ослаблением детоксикационных и иммунных механизмов организма человека [1].
Повышенное внимание мировой общественности к проблемам питания связано с пониманием негативных последствий для здоровья, к которым приводит нарушение структуры питания и крайне низкий
уровень энергозатрат. Кроме того, оно обусловлено
успехами биохимии, физиологии и других наук в изучении роли биологически активных веществ, в том
числе антиоксидантов, как факторов регуляции функциональной активности организма, а также снижения
риска развития ряда заболеваний. Помимо основных
компонентов пищи – белков, жиров и углеводов, а
также витаминов и химических элементов для человека жизненно необходима большая группа химических соединений растительного происхождения, обладающих антиоксидантной активностью [1, 2, 3, 4].
В последние годы во многих странах мира получило широкое распространение новое направление в питании – функциональные пищевые продукты (functional
foods). Это продукты, обогащенные разнообразными
дефицитными микронутриентами и пищевыми компонентами. Главное требование к функциональным пищевым продуктам – наличие выраженного физиологического эффекта. Функциональные продукты можно рассматривать, не только как определенный набор
веществ с высокой физиологической активностью, но
и как мощный фармакологический комплекс, управляющий структурно-функциональным состоянием оргаДостижения науки и техники АПК, №03-2011
НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
низма. Основное их предназначение – улучшение функции пищеварения в желудочно-кишечном тракте, усиление устойчивости организма к окружающей среде и
повышение энергетического обмена.
При этом пищевые продукты на основе овощных
растений способны защищать ключевые функции
организма, например, против соединений, обладающих оксидантной активностью, осуществлять коррекцию дисбактериоза, улучшать состояние кишечной микрофлоры. Практически все овощные растения в большом количестве содержат функциональные ингредиенты, хотя разного состава и количества,
в том числе антиоксиданты, которые не синтезируются в том числе в организме человека и поступают
только с растительной пищей.
Антиоксиданты – это большая группа химических
соединений разнообразной природы, способных
обезвреживать свободные радикалы и активные формы кислорода, образующиеся в клетках живых организмов при действии биогенных и абиогенных стрессоров. Растительные антиоксиданты – фенольные соединения, бетацианины, аскорбиновая кислота и др.
в организме человека выполняют многочисленные
физиологические функции [2]. В процессе эволюции между растением и человеком сложилась непосредственная пищевая связь, которая служит основой тесной зависимости между химическим составом
растений и использованием этих соединений в качестве регуляторов метаболической и функциональной
активности в организме человека. Поэтому изучение
состава и содержания водорастворимых антиоксидантов, а также механизмов их действия – актуально и необходимо для последующего использования
полученных знаний при создании функциональных
растительных пищевых продуктов [5].
Уникальная способность высших растений – синтез так называемых «вторичных веществ», в том числе фенольных соединений, многие из которых обладают широким спектром биологической и антиоксидантной активности. На сегодня получены абсолютно новые данные в отношении их участия в жизнедеятельности человека. Это, прежде всего, относится
к следующим биологически активным соединениям:
различные группы флавоноидов (флавонолы и их
гликозиды – кверцетин, кемпферол, рутин и др.; флавоны – лютеолин, апигенин и др; флавононы – нарин-
генин, гесперидин и др.; дигидрофлавонолы – проатоцианидины, катехины и др.), физиологические
функции которых чрезвычайно разнообразны и важны для снижения риска развития многих широко распространенных заболеваний;
простые фенольные соединения (гидрохинон, арбутин, гидрооксикоричные кислоты и др.), обладающие специфическим биологическим влиянием на
разнообразные функции отдельных метаболических
систем и организма в целом [6].
Все перечисленные природные вещества есть
в традиционных пищевых продуктах растительного происхождения. Однако их содержание довольно низкое. Рекомендации по увеличению потребления таких продуктов для повышения поступления в
организм этих соединений в современных условиях реализовать в существующем объеме потребляемых продуктов не представляется возможным. Поэтому необходимы альтернативные источники перечисленных веществ (идентичных содержащихся в пищевых продуктах), где их содержание в десятки раз
выше. К ним относятся лекарственные и некоторые
овощные растения или продукты их переработки в
составе биологически активных добавок к пище [7].
Из сельскохозяйственных растений основной и
доступный в любое время года источник биологически активных веществ – овощные культуры. К сожалению, их отечественный ассортимент, реально
используемый населением России, крайне скуден
и включает капусту, в основном белокочанную, лук,
морковь, свеклу столовую, которые не могут полностью обеспечить потребности человека в биологически активных веществах и антиоксидантах. Поэтому
возникает необходимость в интродуцикции растений
с повышенным содержанием биологически активных
веществ из других стран [7].
Причем качество такой продукции во многом
определяется содержанием тех биологически активных веществ и антиоксидантов, от которых зависит переход овощной культуры в категорию функционального продукта.
Условия, материалы и методы. В опытах использовали овощные растения селекции ВНИИССОК,
которые по хозяйственному использованию относятся к следующим группам: листовые и листостебельные (капустные, зеленные и пряно-вкусовые), кор-
Таблица 1. Фракционный состав и содержание фенольных соединений (ФС) у листовых и листостебельных овощных культур селекции ВНИИССОК ( % от абсолютно сухого вещества)
Общая Простые ФС Оксико- ФлавоКонденСорт
или
Орган
рассуми
оксибензойричные
сированные
и
Культура
форма
тения
ма ФС ные кислоты кислоты ноиды
полимерные
(±0,11)
(±0,11)
(±0,05)
(±0,01)
ФС (±0,11)
Хризантема овощная узкоУзорчатая
листья
5,83
0,20
0,15
5,14
0,34
листная Glebionis coronaria (L.)
стебли
4,06
0,33
0,05
2,32
1,34
Водяной кресс Nasturtium
Московский
листья
5,52
0,51
0,15
4,07
0,74
officinale
стебли
4,29
0,23
0,05
2,24
1,31
Амарант овощной AmaranВалентина
листья
5,47
0,43
0,09
4,21
0,74
thus tricolor L.
стебли
3,23
0,32
0,05
0,52
2,34
Мелисса Melissa officinalis
Лимонный
аромат
листья
5,32
0,42
0,10
4,31
0,47
Мята Mentha piperita
Ментол
листья
5,01
0,41
0,11
4,08
0,41
Душица Origanum vulgare
Фея
листья
4,75
0,47
0,10
3,43
0,75
Капуста брокколи Brassica olТайфун
листья
4,33
0,71
0,14
2,94
0,54
eracea var. cymosa Duch.
соцветия с
бутонами
3,35
0,30
0,14
2,14
0,77
цветки
2,52
0,52
0,05
1,40
0,55
Сельдерей черешковый
Атлант
листья
4,26
0,44
0,13
3,18
0,51
Apium graveolens L.
черешки
2,38
0,32
0,09
0,93
1,04
Лук репчатый Alium cepa L.
Черный принц листья
3,18
0,34
0,17
2,33
0,34
Достижения науки и техники АПК, №03-2011
35
НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
не- и клубнеплодные (морковь, свекла столовая, дайВ результате биохимических исследований разкон, якон, стахис), луковые, плодовые (томат, перец) работаны биотехнологии создания функциональных
[8]. Растения выращивали на полях ВНИИССОК (Мо- пищевых продуктов с использованием сортов интросковская область).
дуцированных овощных культур [2, 7].
В связи с огромным количеством и разнообразиНа основе листовой биомассы амаранта сорта Ваем фенольных соединений, интерес для фундамен- лентина создан полифункциональный продукт — биотальных исследований представляет разработанная логически активная добавка к пище «Фиточай Амаавторами методика выделения и оригинальные схе- рантил», в двух граммах которого содержится суточмы анализа различных фракций полифенолов, кото- ная доза гидрооксикоричных кислот, 60 % биофлаворые позволяют оценить содержание и соотношение ноидов, в том числе дигидрокверцетина, кверцетиТаблица 2. Содержание фенольных соединений (ФС) в луковицах, плодах, клубеньках и корнеплодах
овощных культур ( % от абсолютно сухого вещества)
Простые ФС и
Оксикоричные Флаво- Конденсирован∑ ФС фенол-карбоновые
Культура, сорт
Орган растения (±0,11)
кислоты и их ноиды ные и полимеркислоты (±0,05)
эфиры (±0,01) (±0,11) ные ФС (±0,11)
Лук репчатый Черный
луковица темнопринц
фиолетовая
Лук репчатый Азелрос
луковица желтая
Томат антоциановый
плод
Перец
плод
Стахис Бочонок
клубеньки
Морковь Нантская
корнеплод
Свекла Бордо
корнеплод
Якон Юдинка
корневые клубни
Сельдерей
корнеплод
Дайкон Дракон
корнеплод
Цикорный салат витлуф
корнеплод
4,60
4,56
3,52
3,42
3,87
3,70
3,46
3,43
1,97
1,48
1,47
четырех групп фенольных соединений – простых фенолов и оксибензойных кислот, оксикоричных кислот
и их сложных эфиров, флавоноидов, а также конденсированных и полимерных полифенолов [9].
Результаты и обсуждение. Сравнительное изучение фракционного состава фенольных соединений в разных органах овощных культур выявило высокое суммарное содержание полифенолов в листьях
пряно-зеленных и салатных растений, а также лука
репчатого (табл. 1). Причем в указанных растениях
обнаружена максимально высокая доля флавоноидов, что свидетельствует о высокой антиоксидантной активности этих культур.
В корнеплодных овощных растениях обнаружена
иная закономерность. При существенно меньшем содержании флавоноидов в корнеплодах наблюдали накопление конденсированных и полимерных полифенолов (табл. 2). Плоды перца и томатов были близки по
суммарному содержанию фенольных соединений. При
этом их функциональное качество у томатов повышалось благодаря накоплению ликопина, а у перцев – каротиноидов, антоцианов и оксибензойных кислот.
В целом в листовых тканях овощных культур обнаружено повышенное суммарное содержание и более
богатый состав флавоноидов, по сравнению с корнеплодными. Однако такие антиоксиданты, как бетацианины в корнеплодах столовой свеклы и каротиноиды в моркови накапливались в гиперколичествах.
Следует отметить высокое содержание и более
богатый состав биофлавоноидов в растениях, созданных во ВНИИССОК сортов, таких интродуцированных культур, как амарант, хризантема овощная,
водяной кресс, сельдерей листовой. В то время как
корнеплодные культуры (якон, стахис, дайкон и др.)
– природные источники конденсированных и полимерных полифенолов – функциональных ингридиентов пищевых волокон.
Выведенные во ВНИИССОК сорта с повышенным
содержанием биологически активных веществ и антиоксидантов могут служить одновременно и природными функциональными продуктами и сырьем.
36
0,39
0,51
0,33
0,51
0,55
0,32
0,43
0,32
0,44
0,47
0,50
0,15
0,14
0,10
0,10
0,11
0,14
0,10
0,07
0,07
0,05
0,10
3,43
2,47
2,44
1,90
0,44
0,90
0,34
0,30
0,34
0,22
0,12
0,63
1,44
0,75
1,15
2,77
2,34
2,59
2,74
1,12
0,74
0,75
на и рутина, и 0,22 % бетацианинов. Он выполняет
защитные функции в организме человека, укрепляя
иммунную систему, а также может использоваться
в качестве профилактического противоопухолевого средства [10].
Разработана технология производства новых видов чайных продуктов путем оригинальной переработки листьев амаранта с последующим купажированием с черным или зеленым байховым чаем, которая позволила получить продукты общего и лечебнопрофилактического направления, обогащенные белком, пектином, фенольными соединениями, в том
числе флавоноидами и амарантином [11].
Отселектирована овощная культура якон с высоким содержанием инулина и фруктозанов в корневых
клубнях, которые можно использовать в качестве углеводсодержащего сырья для производства пюре, которое характеризуется высоким содержанием инулина
(42,1 %), фруктозы (31,3 %), белка (6,1 %), полным набором незаменимых аминокислот и представляет собой функциональный продукт для диабетиков. Кроме
того, использование пюре и гидролизованного пюре
якона на стадии приготовления жидкой ржаной закваски в производстве хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки способствует улучшению органолептических
и физико-химических показателей готовой продукции,
а также увеличению ее пищевой ценности [12, 13, 14].
Выводы. Разработанные во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур функциональные продукты отличаются высоким содержанием фловоноидов, оксибензойных и оксикоричных кислот, которые
проявляют антиоксидантную активность, а также биологически активных соединений (инулин, фруктоза),
что позволяет относить их к продуктам функционального назначения.
В связи с указанным, основным направлением повышения рентабельности овощной продукции должно быть не только увеличение урожайности и снижение затрат, но и улучшение качества овощей, связанное с повышением эффективности синтеза биологически активных веществ и антиоксидантов.
Достижения науки и техники АПК, №03-2011
НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
Литература.
1. Гинс В.К., Гинс М.С. Физиолого-биохимические основы интродукции и селекции овощных культур. – М.: РУДН, 2007.
2. Гинс В.К., Гинс М.С. Физиолого-биохимические основы интродукции и селекции овощных культур. – М.: РУДН, 2011.
3. Гинс М.С. Биологически активные вещества амаранта Амарантин: свойства, механизмы действия и практическое использование. – М.: РУДН, 2002.
4. Рузиев Р.Д., Гинс М.С. Антоцианы – возможные природные акцепторы электронов // Нетрадиционные сельскохозяйственные, лекарственные и декоративные растения. – 2007. – №1/4. – С. 49-52.
5. Овощи как продукт функционального питания / Кононков П.Ф., Гинс В.К., Пивоваров В.Ф., Гинс М.С., Бунин М.С., Мешков А.В., Терехова В.И. – М.: МСХ РФ, 2008.
6. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: Методические рекомендации МР
2.3.1.1915-04. – М.: Федеральный центр госсанэпидемнадзора Минздрава России, 2004.
7. Кононков П.Ф., Пивоваров В.Ф., Гинс В.К., Гинс М.С. Интродукция и селекция овощных культур для создания нового поколения продуктов функционального действия. – М.: РУДН, 2008.
8. Пивоваров В.Ф. Овощи России. – М.: ГНУ ВНИИССОК, 2006.
9. Методика анализа фенольных соединений в овощных культурах / М.С. Гинс, В.К. Гинс, М.П. Колесников, П.Ф. Кононков,
П.А. Чекмарев, М.Ю. Каган. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010.
10. Противоопухолевый эффект водного экстракта из растительной биологически активной добавки «Фиточай «Амарантил» / Бодягин Д.А, Гинс М.С., Исакова Е.Б., Кононков П.Ф., Бухман В.М., Каган М.Ю., Гинс В.К. // В материалах Международной научно-методической конференции Роль физиологии и биохимии в интродукции и селекции овощных, плодово-ягодных
и лекарственных растений. – М.: РУДН, 2011. – С. 30-34.
11. Патент Р.Ф. № 2248714 от 27.03.2005г. Способ получения композиции для чайного продукта. Авторы: Гинс В.К., Логвинчук Т.М., Кононков П.Ф., Гинс М.С., Кононков Ф.П.
12. Ганцов Ш., Гинс В.К., Кононков П.Ф., Дерканосова Н.М. Якон в производстве хлебобулочных изделий. // Хлебопродукты. – 2010. – № 6. – С. 30-31.
13. Дерконосова Н.М., Гинс В.К., Малютина Т.Н. Использование продуктов переработки якона при производстве ЖРЗ //
Хранение и перерботка сельхозсырья. – 2003. – №11. – С. 82-84.
14. Ганцов Ш.К., Гинс М.С., Дерканосов Н.И. Исследование свойств полуфабрикатов якона как технологической и пребиотической добавки // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. – 2010. – №4 (4). – С. 29-35
15. Гинс М.С., Кононков П.Ф., Гинс В.К. Изменение биохимического состава листьев амаранта в результате селекции на
повышенное содержание пигмента амарантина // Прикладная биохимия и микробиология. – 2002. – Т. 38. – № 5. – с. 1-7.
IMPROVING THE QUALITY OF VEGETABLE CROPS AS A FUNCTIONAL FOOD
M.S. Gins, V.F. Pivovarov, V.K. Gins, P.F. Kononkov
Summary. It is shown that the quality of vegetable production is due not only nutritional value of plastic and energy substances (proteins, fats,
carbohydrates), vitamins, micro and macro elements, but also the content of biologically active substances, including polyphenols which have high
antioxidant activity and are involved in the regulation of metabolic processes of the human body and to the formation body’s antioxidant system.
Key words: functional foods, quality, biologically active substances, phenolic compounds, antioxidants.
УДК 582.28-632.4
ХАРАКТЕРИСТИКА СОРТООБРАЗЦОВ ОБЛЕПИХИ,
ОТНОСИТЕЛЬНО УСТОЙЧИВЫХ К ОБЛЕПИХОВОЙ МУХЕ
(RHAGOLETIS BATAVA OBSCURIOSA KOL.)
Л.Д. ШАМАНСКАЯ, доктор сельскохозяйственных
наук, ведущий научный сотрудник
Е.Н. ЗУБАРЕВА, кандидат сельскохозяйственных
наук, старший научный сотрудник
НИИ садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования по селекции облепихи на устойчивость к основному вредоносному объекту – облепиховой мухе
– проводили в 2009-2010 гг. на естественном провокационном
фоне и на участке, где пестициды не применяли в течение трех
лет, на растениях 1997 и 2006-2007 гг. посадки. В качестве контроля использовали сорта Чуйская и Чечек.
Выделено 14 перспективных относительно устойчивых к облепиховой мухе форм, уровень восприимчивости которых не превышает 0,1 % (при степени повреждения плодов в контроле
80…99,9 %), и одна (гибрид 989-88-1) – устойчивая.
Масса плодов устойчивых к облепиховой мухе сортообразцов
составляла 62,0…81,0 г, у устойчивого гибрида 989-88-1 она
была наименьшей и была равна 46,7 г, против 91,2 г у сорта Чуйская. Однако урожайность отборных форм 45-15-1, 1137-81-6,
957-82-6, 125-90-3, 129-90-3 отличалась от контроля не существенно.
Достижения науки и техники АПК, №03-2011
Содержание растворимых сухих веществ в плодах наиболее перспективных сортообразцов в среднем колебалось
от 9,37 (165-81-1) до 12,09 % (45-15-1, 91-81-2 и 957-82-6).
Сахарокислотный индекс был достоверно выше, чем в
контроле (4,01), у форм 1137- 81- 6 и 91- 81- 2 – соответственно 4,23 и 4,27. По количеству витамина С (в контроле
117,46 мг%) выделились гибриды 989- 8-8 1 (197,12 мг%),
165- 81- 1 (172,49 мг%) и 91- 81- 2 (163,13 мг%). Сумма каротиноидов в исследуемых сортообразцах варьировала
от 6,70 до 32,50 мг% (против 21,41 мг % в контроле), самой высокой она была у гибрида 165 -81- 1.
Среди сладкоплодных форм наибольший интерес представляет 91-81-2.
В качестве материнских линий относительно устойчивых
к облепиховой мухе образцов наиболее часто встречаются сорта Превосходная, Лучезарная, Любимая, отцовской
– гибрид 35-61-2244.
Ключевые слова: облепиха, исходные формы, облепиховая муха, устойчивость.
Современная защита плодовых насаждений от вредоносных организмов рассматривается как система
мероприятий, направленных на повышение устойчивости садовой экосистемы к воздействию стресс-
37