vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2023-5-49-55ezluxavstisp-1090Research ArticleФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙPLANT PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRYИзучение содержания каротиноидов в плодах ягодных культурStudy on carotenoid content in berry fruitshttps://orcid.org/0000-0002-2813-3839МакаркинаМ. А.MakarkinaM. A.

Макаркина Маргарита Алексеевна − доктор сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией биохимической и технологической оценки сортов и хранения

дер. Жилина, Орловский район, Орловская область, 302530

Margarita A. Makarkina, Dr. Sci (Agric.), Head of the Laboratory of Biochemical and Technological Evaluation of Cultivars and Storage

village. Zhilina, Oryol District, Oryol Region, 302530, Russia

makarkina@orel.vniispk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2868-323XВетроваО. А.VetrovaO. A.

Кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, лаборатория биохимической и технологической оценки сортов и хранения

дер. Жилина, Орловский район, Орловская область, 302530

PhD (Agric.), Senior Research, Laboratory of Biochemical and Technological Evaluation of Cultivars and Storage

village. Zhilina, Oryol District, Oryol Region, 302530, Russia

https://orcid.org/0000-0002-3733-6478БогомоловаН. И.BogomolovaN. I.

− Кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, отдел селекции и сортоизучения ягодных культур

дер. Жилина, Орловский район, Орловская область, 302530

PhD (Agric.), Senior Researcher, Department of Breeding and Variety Studies of Berry Crops

village. Zhilina, Oryol District, Oryol Region, 302530, Russia

Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культурРоссияRussian Research Institute of Fruit Crop BreedingRussian Federation202330112023054955Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20232023Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»https://www.sadivin.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.sadivin.com/jour/article/view/1090

Помимо аскорбиновой кислоты и фенольных соединений в плодах с желтой, оранжевой и ярко-красной окраской плодовых и ягодных культур присутствуют каротиноиды – вещества-антиоксиданты, оказывающие положительное влияние на организм человека. В статье представлены результаты исследования содержания каротиноидов в светлоокрашенных плодах ягодных культур: облепихи крушиновидной, крыжовника, смородины красной. Было установлено, что лидером по накоплению данного биологически активного вещества является облепиха. В плодах крыжовника и смородины красной, обладающих светлой окраской плодов, каротиноиды содержатся в малых количествах. Среднее содержание каротиноидов в плодах облепихи составило 4,98 ± 0,49 мг/100 г, крыжовника – 0,68 ± 0,07 мг/100 г, смородины красной – 0,33 ± 0,04 мг/100 г. Среднее содержание накапливаемых в плодах облепихи каротиноидов варьировало значительно: от 1,69 (‘Желтоплодная’) до 10,59 мг/100 г(ЭЛС 8-51), приинтервалеварьирования 8,90 мг/100 гикоэффициентевариации 46,0 %. Изизученных сортов, элитных и отборных форм облепихи выделены образцы с содержанием каротиноидов в плодах более 6,00 мг/100 г: ‘Карамелька’, ‘Кенигсбергская’, ‘Подарок Черноземью’, ‘Сюрприз Балтики’, ЭЛС 8-51, ОС 8-51-44-20. У 31,8 % сортообразцов содержание каротиноидов в плодах было ниже среднесортового показателя (менее 3,50 мг/100 г) – от 1,69 до 3,46 мг/100 г. Выделен элитный сеянец 8-51, представляющий интерес для селекции, накапливающий в плодах максимальное количество каротиноидов (10,59 мг/100 г) и обладающий стабильностью изучаемого признака (V = 10,9 %). Крыжовник и смородина красная не представляют интерес для селекции в качестве источников каротиноидов.

In addition to ascorbic acid and phenolic compounds, yellow, orange, and bright red fruit and berry crops contain carotenoids—antioxidant substances that have a positive effect on the human body. The article presents the results of studying the content of carotenoids in light-colored berry fruits: sea buckthorn, gooseberry, and red currant. Sea buckthorn was found to be the leader in the accumulation of this biologically active substance. In gooseberry and red currant, which have light-colored fruits, carotenoids are found in small amounts. The average carotenoid content is as follows: sea buckthorn – 4.98 ± 0.49 mg/100 g; gooseberry – 0.68 ± 0.07 mg/100 g; red currant – 0.33 ± 0.04 mg/100 g.

The average content of carotenoids accumulated in sea buckthorn fruits varies significantly from 1.69 (Zheltoplodnaya) to 10.59 mg/100 g (ELS 8-51), with a variation interval of 8.90 mg/100 g and a variation coefficient of 46.0%. Of the studied varieties, elite and selected forms of sea buckthorn, specimens having a carotenoid content of over 6.00 mg/100 g in fruits were identified: Karamelka, Kenigsbergskaya, Podarok Chernozem’yu, Syurpriz Baltiki, ELS 8-51, and OS 8-51-44-20. In 31.8% of variety specimens, the carotenoid content in fruit was lower than the variety average (below 3.50 mg/100 g)– from 1.69 to 3.46 mg/100 g. Of breeding interest is the selected elite young plant 8-51 that accumulates the maximum amount of carotenoids in fruit (10.59 mg/100 g) and exhibits the studied trait stability (V = 10.9%). Gooseberry and red currant are of no breeding interest as sources of carotenoids.

облепихакрыжовниксмородина краснаякаротиноидыисточники для селекцииsea buckthorngooseberryred currantcarotenoidsbreeding sourcesРабота выполнена в рамках государственного задания по теме «Создание новых конкурентоспособных, адаптивных сортов ягодных культур с использованием инновационных методов селекции и разработка экологически безопасных элементов технологии выращивания и переработки» (FGZS-2022-0007).The work was carried out within the framework of the state assignment on the topic “Creation of new competitive, adaptive varieties of berry crops using innovative breeding methods and development of environmentally friendly elements of cultivation and processing technology” (FGZS-2022-0007).ReferencesГудковский В. А. Антиоксидантный комплекс плодов и ягод и его роль в защите живых систем (человек, растение, плод) от окислительного стресса и заболеваний. Основные итоги и перспективы научных исследований ВНИИС им. И. В. Мичурина (1931-2001 гг.). Тамбов, 2001, 76-88.Gudkovsky V. A. Antioxidant complex of fruits and berries and its role in the protection of living systems (human, plant, fruit) from oxidative stress and diseases. Main results and prospects of scientific research of I. V. Michurin VNIIS (1931-2001). Tambov, 200, 76-88.Акимов М. Ю., Макаров В. Н., Жбанова Е. В. Роль плодов и ягод в обеспечении человека жизненно важными биологически активными веществами. Достижения науки и техники АПК. 2019;33(2):56-60. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10214.Akimov M. Yu., Makarov V. N., Zhbanova E. V. The role of fruits and berries in providing a human with vital biologically active substances. Achievements of science and technology of AIC. 2019;33(2):56-60. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10214.Saini R. K., Nile S. H., Park S. W. Carotenoids from fruits and vegetables: Chemistry, analysis, occurrence, bioavailability and biological activities. Food Research International. 2015;76:735750. DOI: 10.1016/j.foodres.2015.07.047.Saini R. K., Nile S. H., Park S. W. Carotenoids from fruits and vegetables: Chemistry, analysis, occurrence, bioavailability and biological activities. Food Research International. 2015;76:735750. DOI: 10.1016/j.foodres.2015.07.047.Meléndez-Martínez A. J., Mandić A. I., Bantis F., Böhm V., Borge G. I. A., Brnčić M., Bysted A., Cano M. P., Dias M. G., Elgersma A., Fikselova M., Garcia-Alonso J., Giuffrida D., Goncalves V. S. S., Hornero-Méndez D., Kljak K., Lavelli V., Manganaris G. A., Mapelli-Brahm P., Marounek M., Olmedilla-Alonso B., Periago-Castón M. J., Pintea A., Sheehan J. J., Šaponiac V. T., Valšikova-Frey M., Meulebroek L. V., O’Brien N. A comprehensive review on carotenoids in foods and feeds: Status quo, applications, patents, and research needs. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2022;62(8):1999-2049. DOI: 10.1080/10408398.2020.1867959.Meléndez-Martínez A. J., Mandić A. I., Bantis F., Böhm V., Borge G. I. A., Brnčić M., Bysted A., Cano M. P., Dias M. G., Elgersma A., Fikselova M., Garcia-Alonso J., Giuffrida D., Goncalves V. S. S., Hornero-Méndez D., Kljak K., Lavelli V., Manganaris G. A., Mapelli-Brahm P., Marounek M., Olmedilla-Alonso B., Periago-Castón M. J., Pintea A., Sheehan J. J., Šaponiac V. T., Valšikova-Frey M., Meulebroek L. V., O’Brien N. A comprehensive review on carotenoids in foods and feeds: Status quo, applications, patents, and research needs. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2022;62(8):1999-2049. DOI: 10.1080/10408398.2020.1867959.Завьялова А. Н., Суржик А. В. Физиологическая роль природных каротиноидов. Вопросы современной педиатрии. 2008;7(6):145-149.Zavyalova A. N., Surzhik A. V. The physiological role of natural carotenoids. Issues of modern pediatrics. 2008;7(6):145-149.Шашкина М. Я., Шашкин П. Н., Сергеев А. В. Роль каротиноидов в профилактике наиболее распространенных заболеваний. Российский биотерапевтический журнал. 2010;9(1):77-86.Shashkina M. Ya., Shashkin P. N., Sergeev A. V. The role of carotenoids in the prevention of the most common diseases. Russian Biotherapeutic Journal. 2010;9(1):77-86.Нилова Л. П., Потороко И. Ю. Каротиноиды в растительных пищевых системах. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. 2021;9(4):54-69. DOI: 10.14529/food210407.Nilova L. P., Potoroko I. Yu. Carotenoids in plant food systems. Bulletin of the South Ural State University. Series: Food and Biotechnology. 2021;9(4):54-69. DOI: 10.14529/food210407.Saini R. K., Prasad P., Lokesh V., Shang X., Shin J., Keum Y. S., Lee J. H. Carotenoids: Dietary sources, extraction, encapsulation, bioavailability, and health benefits – A review of recent advancements. Antioxidants. 2022;11(4):795. DOI: 10.3390/antiox11040795.Saini R. K., Prasad P., Lokesh V., Shang X., Shin J., Keum Y. S., Lee J. H. Carotenoids: Dietary sources, extraction, encapsulation, bioavailability, and health benefits – A review of recent advancements. Antioxidants. 2022;11(4):795. DOI: 10.3390/antiox11040795.Дымова О. В., Головко Т. К. Фотосинтетические пигменты: функционирование, экология, биологическая активность. Известия Уфимского научного центра РАН. 2018;3-4:5-16.Dymova O. V., Golovko T. K. Photosynthetic pigments: functioning, ecology, biological activity. News of Ufa Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2018;3-4:5-16.Шашкина М. Я., Шашкин П. Н., Сергеев А. В. Каротиноиды как основа для создания лечебно-профилактических средств. Российский биотерапевтический журнал. 2009;4(9):91-98.Shashkina M. Ya., Shashkin P. N., Sergeev A. V. Carotenoids as a basis for the creation of therapeutic and prophylactic agents. Russian Bioterepeutic Journal. 2009;4(9):91-98.Ellong E. N., Billard C., Adenet S., Rochefort K. Polyphenols, carotenoids, vitamin C content in tropical fruits and vegetables and impact of processing methods. Food and Nutrition Sciences. 2015;6(03):299. DOI: 10.4236/fns.2015.63030.Ellong E. N., Billard C., Adenet S., Rochefort K. Polyphenols, carotenoids, vitamin C content in tropical fruits and vegetables and impact of processing methods. Food and Nutrition Sciences. 2015;6(03):299. DOI: 10.4236/fns.2015.63030.Burri B. J. Carotenoids, chemistry, sources and physiology. Encyclopedia of Human Nutrition (Third Edition) / edited by Benjamin Caballero et al. Elsivier Ltd.: Academic Press. 2013, 283-291.Burri B. J. Carotenoids, chemistry, sources and physiology. Encyclopedia of Human Nutrition (Third Edition) / edited by Benjamin Caballero et al. Elsivier Ltd.: Academic Press. 2013, 283-291.Voutilainen S., Nurmi T., Mursu,J., Rissanen, T. H. Carotenoids and cardiovascular health. The American journal of clinical nutrition. 2006;83(6):1265-1271. DOI: 10.1093/ajcn/83.6.1265.Voutilainen S., Nurmi T., Mursu,J., Rissanen, T. H. Carotenoids and cardiovascular health. The American journal of clinical nutrition. 2006;83(6):1265-1271. DOI: 10.1093/ajcn/83.6.1265.Maria A. G., Graziano R., Nicolantonio D. O. Carotenoids: potential allies of cardiovascular health? Food & nutrition research. 2015;59(1):26762.Maria A. G., Graziano R., Nicolantonio D. O. Carotenoids: potential allies of cardiovascular health? Food & nutrition research. 2015;59(1):26762.Макаркина М. А., Богомолова Н. И., Соколова С. Е. Содержание витамина С и каротиноидов в плодах различных сортов облепихи в условиях Средней полосы России. Современное садоводство. 2011;1(3):33-37.Makarkina M. A., Bogomolova N. I., Sokolova S. E. The content of vitamin C and carotenoids in the fruits of various cultivars of sea buckthorn in the conditions of Central Russia. Contemporary horticulture. 2011;1(3):33-37.Сорокопудов В. Н., Бакшутов С. А., Мячикова Н. И., Навальнева И. А. Содержание БАВ в плодах некоторых представителей видов рода Crataegus L. Химия растительного сырья. 2011;4:335-336.Sorokopudov V. N., Bakshutov S. A., Myachikova N. I., Navalneva I. A. The content of BAS in the fruits of some crataegus L. representatives. Chemistry of plant raw materials. 2011;4:335-336.Абдуллина Р. Г., Денисова С. Г., Пупыкина К. А., Шигапов З. Х. Содержание каротиноидов в плодах некоторых представителей рода sorbus l. при интродукции. Химия растительного сырья. 2020;1:229-235. DOI: 10.14258/jcprm.2020015543.Abdullina R. G., Denisova S. G., Pupykina К. А., Shigapov Z. H. The content of carotenoids in the fruits of some sorbus L. representatives during introduction. Chemistry of plant raw materials. 2020;1:229-235. DOI: 10.14258/jcprm.2020015543.Наумова Н. Л. Химический состав плодов облепихи (Hippophae rhamnoides L.), выращиваемой в Челябинской области. Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2021;24(3):306-312. DOI: 10.21443/1560-9278-2021-24-3-306-312.Naumova N. L. Chemical composition of sea buckthorn fruits (Hippophae rhamnoides L.) grown in the Chelyabinsk region. Bulletin of the Moscow State Technical University. Proceedings of the Murmansk State Technical University. 2021;24(3):306-312. DOI: 10.21443/1560-9278-2021-24-3-306-312.Салыкова В. С. Штиль Л. В. Смородина золотистая алтайской селекции – ценный источник биологически активных веществ. Вестник КрасГАУ. 2022;9(186):236-244. DOI: 10.36718/1819-4036-2022-9-236-244.Salykova V. S. Shtil L. V. Golden currant of Altai breeding is a valuable source of biologically active substances. Bulletin of KrasSAU 2022;9(186):236-244. DOI: 10.36718/1819-4036-2022-9-236-244.Методы биохимического исследования растений: под ред. А. И. Ермакова. 3-е изд., переработанное и доп. Л.: Агропромиздат, Ленинградское отд., 1987, 430 с.Methods of biochemical research of plants. edited by A. I. Ermakov. 3rd ed. processed and additional L.: Agropromizdat, Leningrad Publishing House, 1987, 430 p.Кондратьева И. А., Бородулина И. Д., Зубарев Ю. А. Содержание каротиноидов в плодах облепихи крушиновидной в условиях лесостепной зоны Алтайского края. Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2020;19(2):011014. https://doi.org/10.14258/pbssm.2020065.Kondrateva I. A., Borodulina I. D., Zubarev Yu. А. The content of carotenoids in the sea buckthorn fruits under the conditions of the forest-steppe zone of the Altai Territory. Botany Problems in Southern Siberia and Mongolia. 2020;19(2):011-014. DOI: 10.14258/pbssm.2020065.Хасенова А. Б., Аралбаева А. Н., Утегалиева Р. С., Маматаева А. Т., Мурзахметова М. К. Облепиха крушиновидная (Hippophae rhamnoides L.) – источник биоактивных веществ. Вестник Алматинского технологического университета. 2020;1:82-88. HHasenova A. B., Aralbayeva A. N., Utegalieva R. S., Mamataeva A. T., Murzakhmetova М. К. Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) is a resource of bioactive substances. Bulletin of the Almaty Technological University. 2020;1:82-88.Ciesarová Z., Murkovic M., Cejpek K., Kreps F., Tobolková B., Koplík R., Belajova E., Kukurová K., Daško L., Panovská Z., Revenco D., Burčová, Z. Why is sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) so exceptional? A review. Food Research International. 2020;133:109170. DOI: 10.1016/j.foodres.2020.109170.Ciesarová Z., Murkovic M., Cejpek K., Kreps F., Tobolková B., Koplík R., Belajova E., Kukurová K., Daško L., Panovská Z., Revenco D., Burčová, Z. Why is sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) so exceptional? A review. Food Research International. 2020;133:109170. DOI: 10.1016/j.foodres.2020.109170.Ivanišová E., Blašková M., Terentjeva M., Grygorieva O., Vergun O., Brindza J., Kačániová M. Biological properties of sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) derived products. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria. 2020;19(2): 195205. DOI: 10.17306/J.AFS.2020.0809.Ivanišová E., Blašková M., Terentjeva M., Grygorieva O., Vergun O., Brindza J., Kačániová M. Biological properties of sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) derived products. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria. 2020;19(2): 195205. DOI: 10.17306/J.AFS.2020.0809.Косачев И. А., Ершова И. В., Пантелеева Е. И. Изучение динамики накопления каротиноидов в плодах облепихи. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2021;6(200):34-38.Kosachev I. A., Ershova I. V., Panteleeva E. I. Studying the dynamics of carotenoid accumulation in sea buckthorn fruits. Bulletin of the Altai State Agrarian University. 2021;6(200):34-38.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.