Биохимическая оценка плодов сортов яблони на слаборослых вставочных подвоях
УДК 634.11:631.526.32:581Л9 2007Авторы: Галашева А.М., Красова Н.Г., Макаркина М.А.
Рацион человека должен содержать в достаточном количестве питательные и биологически активные природные вещества антиоксидантного действия, повышающие устойчивость организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Годовая физиологическая потребность человека в плодах и ягодах для повышения иммунитета и защиты от многих заболеваний составляет 80-100 кг (по данным НИИ питания РАМН), фактически в России потребляется всего 15-18 кг в год. При этом наибольшая доля потребления свежих плодов приходится на яблоки. Яблоки являются ценным пищевым продуктом, широко используемым в течение круглого года в свежем и переработанном виде.
Значение яблок в питании человека велико. Они служат источником сахаров, органических кислот, витаминов, минеральных солей, микроэлементов, пектиновых веществ. Яблоки содержат до 10 различных витаминов, основными из них являются аскорбиновая кислота (витамин С) и Р-активные вещества (катехины, лейкоантоцианы, флавоновые гликозиды и др.).
Данная работа посвящена исследованию химического состава плодов у сортов яблони, выращенных в садах интенсивного типа с использованием различных слаборослых вставочных подвоев.
Объекты и методика исследований
Биохимический анализ плодов проводился в 2003-2006 гг. в садах сортоизучения ВНИИСПК 1990-1993 гг. посадки. В качестве объекта были использованы сорта селекции института летнего, осеннего и зимнего сроков созревания, выращенных на карликовых и полукарликовых вставочных подвоях.
Использование слаборослых (карликовых и полукарликовых) вставочных подвоев дает возможность создать интенсивные сады, которые по скороплодности, урожайности, силе роста деревьев не уступают садам на слаборослых вегетативно размножаемых подвоях. Оценка сортов по биохимическому составу (общее содержание сухих веществ, растворимых сухих веществ (РСВ), титруемых кислот, суммы сахаров, аскорбиновой кислоты, Р-активных веществ (катехинов, лейкоантоцианов) проводилась по «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (Мичуринск, 1973; Орел, 1999).
Результаты
Химический состав плодов определяет их вкус и питательную ценность. Мякоть плодов состоит из воды и сухих веществ. В состав сухих веществ входят растворимые сухие вещества (РСВ): углеводы, кислоты, дубильные и красящие вещества, пектины, витамины и нерастворимые: целлюлоза, протопектины, крахмал, минеральные вещества и другие.
Анализы показали, что в плодах изучаемых летних сортов на полукарликовом вставочном подвое 3-3-72 среднее содержание сухих веществ составило 13,9% на уровне контрольных сортов Мелба и Папировка и колебалось от 13,4% у сорта Орловим до 15,1% у сорта Желанное (табл.1).
1 Химический состав плодов летнего срока созревания (2003, 2004, 2006)
Сорт | Сухие в-ва высушиванием, % | РСВ, % | Титруемая кислотность, % | Сумма сахаров, % | Сахар кислота | АК,мг/100г | Р-активные вещества. мг/100 г, 2003-2004 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
катехины | лейкоантоцианы | |||||||
Желанное | 15,1 | 11,3 | 0,72 | 12,6 | 17,9 | 3,8 | 156,1 | 245,3 |
Раннее алое | 13,7 | 11,0 | 0,84 | 9,6 | 11,4 | 6,5 | 152,7 | 268,5 |
Орловим | 13,4 | 11,1 | 0,80 | 9,9 | 12,4 | 5,6 | 112,5 | 145,8 |
Папировка-к. | 13,7 | 11,7 | 0,74 | 10,4 | 14,1 | 10,6 | 100,6 | 171,2 |
Мелба - к. | 13,8 | 10,4 | 0,72 | 8,8 | 12,2 | 6,0 | - | - |
Среднее, х | 13,9 | 11,1 | 0,76 | 10,3 | 13,6 | 6,5 | 130,5 | 207,7 |
Коэфф. вариации, V, % | 4,7 | 4,3 | 7,0 | 13,9 | 19,1 | 38,6 | 21,5 | 28,2 |
НСР05 | 2,8 | 1,7 | 0,36 | 2,3 | 4,8 | |||
Содержание РСВ в условиях средней полосы России изменяется от 10,7% до 18,4% (Седов, Седова, 1982). В нашем опыте у летних сортов яблони содержание РВС в среднем составило 11,1% и колеблется незначительно (10,4 -11,7%), коэффициент вариации составил 4,3%.
Органические кислоты определяют вкус и питательную ценность яблок, влияют на их технологические качества. В яблоках они представлены, в основном, яблочной (до 72%), лимонной (17%), янтарной (6-7%) кислотами (Метлицкий, 1976). Содержание титруемых кислот в плодах летних сортов колеблется от 0,72% (Желанное) до 0,84% (Раннее алое), коэффициент вариации составил 7,0%.
Сахара (фруктоза, глюкоза, сахароза), находящиеся в плодах, легко усваиваются организмом человека. По содержанию сахаров в плодах выделился сорт Желанное (12,6%, что превосходит контрольный сорт Мелба). У сортов Орловим, Раннее алое содержание сахаров в плодах на уровне Мелбы и Панировки.
Отношение сахара к кислоте определяет вкус плодов. Сахаро-кислотный коэффициент у изучаемых летних сортов (11,4-12,4) на уровне широко распространенных сортов Мелба и Папировка, кроме сорта Желанное, у которого этот коэффициент составил 17,9, превосходя Папировку и лучший по вкусу сорт Мелба.
Витамины в плодах сортов яблони представлены в основном аскорбиновой кислотой (АК) и Р-активными веществами. В плодах летнего срока созревания в среднем содержится 6,5 мг/100 г АК, с колебаниями от 3,8 мг/100 г у сорта Желанное (существенно ниже контроля Папировка) до 6,5 мг/100 г у сорта Раннее алое (на уровне Папировки).
Р-активные вещества поступают в организм за счет плодов и ягод, способствуют выведению из организма вредных, в том числе канцерогенных веществ, влияют на проницаемость и эластичность капиллярных сосудов, предупреждают атеросклероз.
Из сортов летнего срока созревания наибольшее количество Р-активных веществ имеют сорта Желанное (катехинов - 156,1мг/100 г, лейкоантоцианов - 245,3 мг/100 г) и Раннее алое (152,7 и 268,5 мг/100 г соответственно). Летние сорта яблони по содержанию аскорбиновой кислоты и Р-активных веществ обладают наибольшей изменчивостью признака (V=21,5% и 38,6% соответственно).
Химический состав плодов у сортов яблони осеннего и зимнего срока созревания при выращивании их на разных слаборослых вставочных подвоях изучали в сравнении со старым среднерусским сортом Антоновка обыкновенная на сильнорослом семенном подвое (табл.2).
Содержание сухих веществ, определенных высушиванием, у изученных сорто-подвойных комбинаций в среднем на уровне контроля Антоновки обыкновенной на сильнорослом подвое, и лишь у плодов сортов Орловский пионер на карликовом подвое 3-17-38 и Орлик на полукарлике 3-3-72 превосходило контроль.
Содержание РСВ колебалось от 9,0 до 12,3 %, и у большинства сортов было на уровне Антоновки обыкновенной на сильнорослом подвое при небольшом коэффициенте вариации этого признака (V=9,1%). Ниже контроля содержание РСВ было у сортов Орловский пионер и Чистотел как в среднем по сорту, так и по всем вариантам вставочных подвоев.
2. Химический состав плодов осеннего и зимнего срока созревания(данные 2003, 2004, 2006 гг.)
Сорт | Вставка | Сухие в-ва высушиванием, % | РСВ, % | Титруемаякислотность, % | Сумма сахаров, % | Сахар / кислота | АК,мг/100г | Р-активные в-ва, мг/100 г, 2003-2004 гг. | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
катехины | лейкоантоцианы | ||||||||
Имрус | 3-17-38 | 14,4 | 12,1 | 0,60 | 9,22 | 16,5 | 3,5 | 126,2 | 221,0 |
3-4-98 | 14,1 | 12,3 | 0,76 | 9,11 | 12,1 | 4,1 | 192,5 | 300,0 | |
3-3-72 | 14,3 | 11,6 | 0,72 | 9,39 | 13,1 | 3,7 | 154,2 | 264,0 | |
среднее | 12,0 | 14,3 | 0,69 | 9,24 | 13,9 | 3,8 | 157,6 | 261,7 | |
Орловский пионер | 3-17-38 | 15,0 | 10,2 | 0,83 | 8,79 | 11,7 | 10,3 | 151,9 | 228,0 |
3-4-98 | 13,4 | 10,1 | 0,79 | 8,71 | 11,5 | 11,7 | 166,5 | 243.0 | |
3-3-72 | 12,6 | 9,6 | 0,73 | 8,11 | 11,5 | 9,6 | 174,8 | 260,3 | |
среднее | 13,7 | 10,0 | 0,78 | 8,54 | 11,6 | 10,5 | 164,3 | 243,7 | |
Чистотел | 3-17-38 | 13,4 | 10,4 | 0,69 | 8,74 | 12,8 | 8,3 | 219,3 | 303,0 |
3-3-72 | 13,1 | 9,0 | 0,62 | 8,12 | 13,3 | 10,4 | - | ||
среднее | 13,3 | 9,7 | 0,66 | 8,43 | 13,1 | 9,4 | - | ||
Синап орловский | 3-4-98 | 13,5 | 11,6 | 0,74 | 9,84 | 13,4 | 7,1 | - | - |
3-3-72 | 14,0 | 12,3 | 0,61 | 10,81 | 18,3 | 7,3 | - | - | |
сильнор. | 12,9 | 10,7 | 0,71 | 9,05 | 13,0 | 6,1 | 97,4 | 195,0 | |
среднее | 13,5 | 11,5 | 0,69 | 9,90 | 14,9 | 6,8 | - | - | |
Орлик | 3-3-72 | 15,5 | 11,9 | 0,43 | 10,83 | 27,8 | 4,6 | - | - |
сильнор. | 13,6 | 11,1 | 0,44 | 9,43 | 23,4 | 3,4 | 115,5 | 207,0 | |
среднее | 14,6 | 11,5 | 0,44 | 10,13 | 25,6 | 4,0 | - | - | |
Память Исаева | 3-4-98 | 13,9 | 11,8 | 0,72 | 10,44 | 14,6 | 6,2 | 148,8 | 225,6 |
Болотовское | 3-4-98 | 14,2 | 11,7 | 0,40 | 10,07 | 25,2 | 8,9 | 175,0 | 308,8 |
Антоновка обык. - конт. | сильнор. семенной | 13,4 | 11,7 | 0,94 | 10,82 | 11,5 | 12,1 | 146,6 | 281,0 |
Среднее, `х | 13,8 | 11,1 | 0,70 | 9,50 | 15,6 | 7,3 | 155,7 | 253,1 | |
Коэфф. вариации, V,% | 5,5 | 9,1 | 22,2 | 9,7 | 33,9 | 40,6 | 21,5 | ||
НСР05 | 1,3 | 1,1 | 0,20 | 1,51 | 3,9 | ||||
Содержание титруемых кислот в плодах в среднем по сортам было в пределах от 0,40% (Болотовское) до 0,78% (Орловский пионер). Только у сорта Орловский пионер на вставочных подвоях 3-17-38 и 3-4-98 и сорта Имрус на вставке 3-4-98 этот показатель был на уровне Антоновки обыкновенной (0,94%), у остальных сорто-подвойных комбинаций содержание кислот было ниже контроля. Коэффициент вариации признака «содержание кислот» по годам у сортов Имрус, Чистотел, Память Исаева, Болотовское, Синап орловский, Свежесть был невысоким - 4,9-11,7%, у сортов Орловский пионер, Орлик значительным-24,9-25,5%, контрольАнтоновка обыкновенная - 18,6%. Коэффициент вариации по всем сорто-подвойным комбинациям составил 22,2%.
По содержанию суммы сахаров (фруктоза, глюкоза и сахароза) в среднем за 3 года на уровне Антоновки обыкновенной (10,82%) были сорта Синап орловский на полукарликовых вставочных подвоях 3-3-72 и 3-4-98, Орлик на полукарликовом вставочном подвое 3-3-72 и семенном сильнорослом, а также Память Исаева, Болотовское на полукарлике 3-4-98 при небольшом варьировании признака по годам (V= 1,8-3,0%)
Содержание cахаров в плодах у сортов Орловский пионер, Чистотел как на карликовых, так ина полукарликовых вставочных подвоях (8,11-8,79%), у Синапа орловского на сильнорослом подвое (9,05%), а также в плодах сорта Имрус на вставках 3-17-38 и 3-4-98 (9,11-9,22%) было существенно ниже этого показателя у контрольного сорта Антоновки обыкновенной. Варьирование содержания сахаров в различные годы у сортов Имрус, Чистотел, Синап орловский, Орлик, Память Исаева, Болотовское, Свежесть было небольшим (V= 0,87-7,1%). Значительным было варьирование суммы сахаров по годам у сорта Орловский пионер на карликовой вставке 3-17-38 (V= 24,5%).
Вкус плодов определяется сахаро-кислотным коэффициентом (отношение суммы cахаров к титруемым кислотам). Оптимальное значение сахаро-кислотного коэффициента, определяющего гармоничный кисло-сладкий вкус составляет 15-20. Контрольный сорт Антоновка обыкновенная имел наименьший сахаро-кислотный коэффициент (11,5)при наибольшем значении титруемых кислот и низком сумме сахаров, что определяет кисловатый вкус плодов этого сорта. Этот показатель у Антоновки обыкновенной стабилен по годам (V= 3,3%). У сортов Болотовское и Орлик сахаро-кислотный коэффициентбыл больше 20 (23,4-27,8 у Орлика и 25,2 у Болотовского). Для плодов этих сортов характерен сладкий вкус. На уровне Антоновки обыкновенной сахаро-кислотный коэффициент у сортов Имрус, Орловский пионер, Чистотел, Синап орловский, Память Исаева - для этих сортов характерен сладко-кисловатый вкус.
Низкий коэффициент вариации сахаро-кислотного коэффициента по годам характерен для сортов Память Исаева, Синап орловский на полукарлике 3-4-98 (V=3,4-6,0%) - на уровне Антоновки обыкновенной (V=3,3%). Относительно стабилен вкус у плодов сортов Чистотел (V=11,2-12,9%), Болотовское (V=11,8%). У остальных сортов отмечено значительное влияние метеорологических условий года на сахаро-кислотный коэффициент и таким образом на вкус плодов, особенно это отмечено у сорта Орловский пионер (V=23,6-48,4%) в зависимости от вставочного подвоя, Орлик (V=29,7-34,5%), Имрус на карлике 3-17-38 (V=40,5%), Синап орловский на сильнорослом семенном подвое (V=29,0%).
Содержание АК в плодах яблони небольшое, у изученных сортов в среднем составило от 3,8 мг/100г (Имрус) до 10,5 мг/100г (Орловский пионер). У контрольного сорта Антоновка обыкновенная этот показатель был наибольший - 12,1 мг/100г. На уровне Антоновки обыкновенной содержание АК было у сорта Орловский пионер и Чистотел, у остальных сортов - достоверно ниже контроля.
Содержание АК в плодах - признак неустойчивый и значительно зависит от сложившихся метеорологических условий года. Во влажные годы АК в плодах накапливается больше, чем в сухие. Наименьший коэффициент вариации содержания АК у сорта Антоновка обыкновенная (V=10,2%) и Чистотел (V=12,3-13,5%). У остальных сорто-подвойных комбинаций он был значительным и максимально достигал 50,8-50,9% у сортов Болотовское и Память Исаева.
Плоды яблони богаты Р-активными веществами, они имеют важное значение в качестве лечебного и профилактического средства. В яблоках обнаружено более 10 фенольных соединений, наибольший интерес из них представляют лейкоантоцианы, которые преобладают в мякоти плода, и катехины.
Плоды осенне-зимних сортов яблони достаточно богаты Р-активными веществами. Контрольный сорт Антоновка обыкновенная содержит 427,6 мг/100 г Р-активных катехинов и лейкоантоцианов. Превосходят контроль по этому показателю сорта Чистотел на карлике 3-17-38 (522,3 мг/100 г), Болотовское на полукарликовом подвое 3-4-98 (483,8 мг/100 г), Имрус на 3-4-98 (492,5 мг/100 г). Ниже Антоновки обыкновенной сумма Р-активных веществ у Орловского пионера в среднем на всех вставочных подвоях (408,2 мг/100 г), Орлик на сильнорослом семенном (322,5 мг/100 г), Память Исаева (374,4 мг/100 г). Наименьшее содержание Р-активных веществ у сорта Синапа орловского на сильнорослом семенном подвое (292,4 мг/100 г).
Содержание Р-активных веществ в плодах очень нестабильный показатель, изменчив в зависимости от условий выращивания. Р-активных веществ больше накапливается в теплые влажные годы. Содержание лейкоантоцианов в более влажный и менее теплый вегетационный период 2004 года при сумме температур (t) > 10°С равной 1728,4°С, сумме осадков 248,7 мм, гидротермическом коэффициенте (ГТК) 1,44 было по всем сорто-подвойным комбинациям значительно ниже (169,9 мг/100 г), чем в 2003 году при сумме t > 10°C=1942,6°С, сумме осадков 232,7 мм, ГТК=1,20 (337,7 мг/100 г).
Содержание катехинов менее зависимо от метеорологических условий года. Средний показатель у сорто-подвойных комбинаций колебался в пределах 146,8-161,7 мг/100 г по годам. Сорта Антоновка обыкновенная, Болотовское и Орловский пионер на полукарликовом вставочном подвое 3-3-72 имели наиболее постоянные показатели содержания катехинов в 2003, 2004 гг.
Влияния вставочного подвоя на изменение химическою состава плодов у изучаемых сортов не прослеживается (табл. 3). Коэффициент вариации признаков: содержание сухих веществ, РСВ, титруемых кислот, сахаров, сахаро-кислотный коэффициент, АК, лейкоантоцианов в среднем при использовании различных по силе роста слаборослых вставочных и семенных сильнорослых подвоев характеризуется большой стабильностью (V=2,6-8,5%).
3 Химический состав плодов 8 сортов яблони на различных вставочных слаборослых и семенном сильнорослом подвоях (данные 2003, 2004, 2006 гг.).
| Вставка, подвой | Сухие вещества высушиванием, % | РСВ, % | Титтруемая кислотность, % | Сумма сахаров, | Сахар кислота | АК, мг/100 г | Р-активные вещества, мг/100 г | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
катехины | лейкоанто- цианы | |||||||
3-17-38 (карлик) | 14,3 | 10,9 | 0,71 | 8,92 | 13,7 | 7,4 | 165,8 | 250,7 |
| 3-4-98 (полукарлик) | 13,8 | 11,5 | 0,68 | 9,63 | 15,4 | 7,6 | 170,7 | 269,3 |
3 -3 -72 (полукарлик) | 13,9 | 10,9 | 0,62 | 9,45 | 16,8 | 7,1 | 164,5 | 262,1 |
сильнорослый семенной подвой | 13,3 | 11,2 | 0,70 | 9,77 | 16,0 | 7,2 | 119,8 | 227,7 |
среднее | 13,8 | 11,1 | 0,70 | 9,5 | 15,6 | 7,3 | 155,7 | 253,1 |
V, % | 2,9 | 2,6 | 6,0 | 3,9 | 8,5 | 3,0 | 15,3 | 7,2 |
Средним было варьирование содержания катехинов (V=15,3%) у сортов при использовании различных вставочных подвоев и семенного сильнорослого подвоя.
Выводы
В результате изучения биохимического состава плодов сортов яблони, выращенных с использованием различных слаборослых вставочных и сильнорослых семенных подвоев, установлено большое разнообразие содержания питательных и биологически активных веществ. В плодах яблони летнего срока созревания содержание химических веществ, в основном, на уровне контрольных сортов Мелбы и Папировки. Сорта Желанное, Орловим, Раннее алое имеют хороший вкус, с гармоничным сочетанием сахара и кислоты, в отдельных случаях превосходя контроли (Желанное - по содержанию сахаров, сахаро-кислотному коэффициенту и содержанию Р-активных веществ, Раннее алое - по содержанию Р-активных веществ).
Содержание аскорбиновой кислоты в плодах изученных сортов небольшое (у летних сортов - 6,5 мг/100г, осенне-зимних - 7,3 мг/100г), со значительными колебаниями этого показателя, как по сортам, так и отдельных сортов по годам.
Сорта осенне-зимнего срока созревания по содержанию сухих веществ, РСВ, титруемых кислот, сахаров находятся на уровне или несколько уступают контрольному сорту Антоновке обыкновенной. По сахарокислотному коэффициенту превосходят Антоновку обыкновенную сорта Орлик и Болотовское со сладким вкусом. Варьирование этого показателя значительно по сортам и годам изучения.
Зависимости химического состава плодов от способа выращивания (с использованием карликового, полукарликового и на семенном сильнорослом подвое) у изученных сорто-подвойных комбинаций не обнаружено. Химический состав плодов, в основном, зависит от сорта и изменяется в зависимости от условий года и места произрастания.