Оценка биологической и энергетической ценности новых столовых сортов

Н.Н. Аппазова, м.н.с. сектора хранения
Национальный институт винограда и вина «Магарач»

ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ НОВЫХ СТОЛОВЫХ СОРТОВ ВИНОГРАДА СЕЛЕКЦИИ НИВиВ «МАГАРАЧ»

Приводятся результаты по изучению биологической и энергетической ценности новых столовых сортов винограда очень раннего срока созревания селекции НИВиВ «Магарач»: Ассоль, Ливия, ППамяти Дженеева.

Ключевые слова: столовый виноград, сорт, фенольные вещества, пектиновые вещества, аскорбиновая кислота, многокритериальная оптимизация.

Столовый виноград - один из ценнейших питательных и диетических продуктов питания. Благодаря своим свойствам виноград применяется как лечебное средство - это направление медицины известно под названием ампелотерапия.
Ягоды винограда по содержанию легко усваиваемых организмом сахаров превосходят остальные плоды. 1 кг свежего винограда при массовой концентрации сахаров 17 г/100 см³ дает около 30% энергии, необходимой ежедневно человеку.
Органические кислоты винограда обуславливают не только вкусовые свойства, но и определяют его энергетическую ценность. Они представлены винной, яблочной, янтарной, лимонной, щавелевой, пировиноградной кислотами [1]. Ягоды столового винограда содержат фенольные вещества, обладающие Р-витаминной и антиокислительной активностью. Антоцианы обладают обширным спектром биологической активности: способствуют увеличению эластичности кровеносных сосудов и улучшают остроту зрения [2]; влияют на проницаемость капилляров, и кроветворную функцию костного мозга [3]. Выраженной активностью по отношению к сердечно-сосудистой системе человека отличается группа флавонолов - производных кверцетина [4]. Установлено снижение риска возникновения онкозаболеваний при регулярном потреблении продуктов, содержащих вещества с антиокислительными свойствами [5]. Высокой антиокислительной активностью отличаются производные катехина и процианидины, составляющие основную долю веществ фенольной природы винограда [6].
Немаловажную роль в виноградной ягоде играют пектиновые вещества - высокомолекулярные соединения углеводной природы, входящие в состав клеточных стенок наряду с целлюлозой и лигнином, а также отвечающие за степень зрелости. Содержание пектиновых веществ, способствующих выведению из организма тяжелых металлов, обычно составляет около 1,5% [7].
Таким образом, в винограде содержится почти весь витаминный комплекс, необходимый человеческому организму, что во многом определяет его физиологическую ценность, - это группа биологически активных веществ, катализирующих химические реакции, участвующие в обмене веществ (преимущественно в составе ферментных систем) [8]. В виноградной ягоде содержится значительное количество витамина Р, способствующего лучшему усвоению аскорбиновой кислоты, которая является сильным антиоксидантом [9].
Следовательно, изучение биологической и энергетической ценности виноградной ягоды с целью оценки и продвижения на рынок новых столовых сортов является актуальным.
В результате исследования количественного и качественного состава фенольных веществ столовых сортов винограда были идентифицированы соединения следующих групп: антоцианы, флаванолы (катехины и олигомерные процианидины), флавонолы, стильбены, оксикоричные и оксибензойные кислоты.
Антоцианы являются основными пигментами ягоды винограда, обуславливающими ее окраску [10, 11]. По содержанию антоцианов исследуемые сорта расположились следующим образом: Памяти Дженеева (3106,07 мг/кг), Ранний Магарача (1840,15 мг/кг), Ассоль (845,65 мг/кг), Ливия (133,72 мг/кг).
Среди процианидинов, по степени полимеризо- ваности (количеству фрагментов флаван-3-ола), выделяют олигомерные и полимерные процианидины. Мономеры процианидинов - фрагменты флаван-3- ола, соединены в молекулах процианидинов 4-6’ и 4-8’ ковалентными связями. В виноградной ягоде катехины и процианидины через процессы полимеризации участвуют в лигнификации стенки семени. Массовая концентрация процианидинов находилась в пределах от 360,12 (сорт Ассоль) до 997,97 мг/ кг (сорт Памяти Дженеева).
Максимальное содержание катехинов, обладающих наиболее высокой Р-витаминной активностью, зафиксировано у сорта Памяти Дженеева - 669,65 мг/кг, минимальное -124,91 мг/кг - у сорта Ливия.
Физиологическая роль флавонолов винограда - активное участие в дыхательном цикле клетки и биосинтезе продуктов вторичного метаболизма, а также привлечение опылителей к цветку и проявление жёлтого окрашивания светлоокрашенных сортов, усиление окраски сортов с интенсивной красной окраской за счет явления копигментации с антоцианами [12]. Флаванолы - обширная группа веществ, включающая катехины и олигомерные процианидины, ранее причислявшиеся к лейкоантоцианидинам. Наряду с веществами антоциановой природы, флаванолы являются основными фенольными соединениями винограда. По содержанию флаванолов опытные сорта Памяти Дженеева и Ливия превосходили сорт-эталон на 40% (690,15 мг/кг у сорта Памяти Дженеева и 544,71 мг/кг у сорта Ливия против 365,31 в контроле). Группы оксикоричных и оксибензойных кислот в ягодах столового винограда представлены кофеил-винной, кофейной, п-кумароил-винной (коутаровой) и галловой кислотами. В растительной клетке феноло- кислоты являются транспортной формой фенольных соединений, являются исходными веществами в биосинтезе вторичных метаболитов [13].

Таблица 1
Биологическая ценность исследуемых сортов, 2011-2013 гг.

Оксикоричные кислоты вовлекаются в процессы меланоидинообразования под действием полифенолоксидаз и в результате происходит окислительное покоричневение столового винограда при хранении, что портит товарный вид светлоокрашенных сортов. Оксикоричные кислоты в разрезе изучаемых сортов находились в пределах от 121,9 до 253,7 мг/кг, причем максимальное содержание было в сорте Ливия.
Группа стильбеновых соединений в ягодах столовых сортов винограда в нашем исследовании представлена ресвератролом и его димерным производным - виниферином. Стильбены винограда выполняют роль фитоалексинов и защищают растение при стрессе от поражения грибной микрофлорой [14, 15]. Стильбеновые соединения являлись минорными компонентами фенольного состава ягод исследуемых сортов, их содержание не превышало 1% от суммы фенольных соединений, однако следует отметить, что в темноокрашенном сорте Памяти Дженеева содержание стильбенов было на высоком уровне - 16,32 мг/кг.
Пектиновые вещества находились в пределах 342,7-435,5мг/кг, при этом максимальное содержание данных компонентов зафиксировано у сорта Памяти Дженеева.
По уровню содержания аскорбиновой кислоты сорт Памяти Дженеева имел максимальное значение - 1,35мг%, за которым расположился сорт-контроль Ранний Магарача - 1,21мг%, превосходящий по данному показателю опытные сорта Ассоль (0,81мг%) и Ливия (0,54мг%) (табл. 1).
Энергетическая ценность столового винограда - показатель, характеризующий долю энергии, которая может высвободиться из ягод в процессе их биологического окисления и использоваться для обеспечения физиологических функций организма человека. Энергетическую ценность винограда обуславливают углеводы и органические кислоты. Важной является информация о энергетической ценности новых сортов сверхраннего срока созревания, т.к. данный показатель играет значимую роль для потребителя, на которого и ориентируются селекционеры-виноградари при создании новых столовых сортов винограда.

Таблица 2
Энергетическая ценность исследуемых сортов, 2011-2012 гг.

При определении энергетической ценности учитывалось, что 1 г углеводов эквивалентен 3,75 ккал и 1 г органических кислот эквивалентен 2,4 ккал. В результате среди опытных сортов наиболее энергетически ценным оказался сорт Памяти Дженеева - 644,75 ккал/кг, что на 13,7% выше, чем в контрольном сорте. Сорт Ассоль по данному показателю был на уровне контроля - 562,0 ккал/ кг. Ранний Магарача превосходил опытный сорт Ливия на 15,9% - 556,14 против 467,85 ккал/кг соответственно (табл. 2).
При определении энергетической ценности учитывалось, что 1 г углеводов эквивалентен 3,75 ккал и 1 г органических кислот эквивалентен 2,4 ккал. В результате среди опытных сортов наиболее энергетически ценным оказался сорт Памяти Дженеева - 644,75 ккал/кг, что на 13,7% выше, чем в контрольном сорте. Сорт Ассоль по данному показателю был на уровне контроля - 562,0 ккал/ кг. Ранний Магарача превосходил опытный сорт Ливия на 15,9% - 556,14 против 467,85 ккал/кг соответственно (табл. 2).
Таким образом, была проанализирована биологическая ценность новых столовых сортов винограда очень раннего срока созревания.
Модонкаевой А.Э. и Ермолиной Г.В. [16] разработан экспресс-метод оценки пригодности винограда к замораживанию, основанный на многокритериальной оптимизации показателей качества. Данный метод позволяет объективно оценить сорт по комплексу показателей качества, путем преобразования различных единиц измерения в безразмерные величины. Было проведено нормирование экспериментальных данных по всем показателям качества, которые в комплексе отвечают за биологическую ценность сорта (табл. 3).
Сорт Памяти Дженеева по биологической и энергетической ценности превосходил все изучаемые сорта, целевая функция при нормировании составила 1,52 (1 ранг), при этом сумма фенольных веществ составила 5676,46 мг/кг, содержание водорастворимого пектина - 172,6 мг/100 г, энергетическая ценность - 644,75 ккал/кг.
Контрольный сорт Ранний Магарача уступал опытному сорту Памяти Дженеева и превосходил сорта Ассоль и Ливия. Целевая функция составила 7,39 (2 ранг), сумма фенольных веществ - 3431,71 мг/кг, содержание водорастворимого пектина -172,9 мг/100 г, энергетическая ценность - 556,14 ккал/кг.

Таблица 3
Нормирование показателей качества ответственных за биологическую ценность сорта. Значение целевых функций изучаемых сортов

Примечание: f1 - значение показателя «массовая концентрация антоцианов» в нормированном виде; f2 - значение показателя «массовая концентрация процианидинов» в нормированном виде; f3 - значение показателя «массовая концентрация катехинов» в нормированном виде; f4 - значение показателя «массовая концентрация флаванолов» в нормированном виде; f5 - значение показателя «массовая концентрация оксикоричных кислот» в нормированном виде; f6 - значение показателя «массовая концентрация стильбенов» в нормированном виде; f7 - значение показателя «сумма фенольных веществ» в нормированном виде; f8 - значение показателя «массовая концентрация водорастворимого пектина» в нормированном виде; f9 - значение показателя «массовая концентрация протопектина» в нормированном виде; f10 - значение показателя «сумма пектиновых веществ» в нормированном виде; f10 - значение показателя «содержание аскорбиновой кислоты» в нормированном виде; f12 - значение показателя «энергетическая ценность» в нормированном виде: 1 ранг - Памяти Дженеева (1,52); 2 ранг - Ранний Магарача (7,39); 3 ранг - Ассоль (8,52); 4 ранг - Ливия (10,04)

Немного уступает сорту-эталону сорт Ассоль. Целевая функция сорта Ассоль составила 8,52 (3 ранг); сумма фенольных веществ составила 1926,49 мг/кг, содержание водорастворимого пектина -  164,0 мг/100 г, энергетическая ценность - 562,0 ккал/кг.

Сорт Ливия имел целевую функцию 10,04 (4 ранг), при этом в ягодах данного сорта было зафиксировано максимальное содержание оксикоричных кислот - 253,7мг/кг среди изучаемых сортов; сумма фенольных веществ составила 1429,43 мг/кг, содержание водорастворимого пектина - 144,2 мг/100 г, энергетическая ценность - 467,85 ккал/кг.
Таким образом, исследовав комплекс показателей качества ответственных за биологическую и энергетическую ценности сорта, возможно выделить сорт Памяти Дженеева как наиболее биологически и энергетически ценный из числа новых изучаемых сортов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Наумова Л.Г. Биохимическая и диетическая характеристика столового винограда. - №1. - 2004. - С.36-38.
2. Kong J.M., Chia L.S., Goh N.K., Chia T.F., Brouillard R. Analysis and biological activities of anthocyanins // Phytochemistry. 2003, 64(5). - Р.923-933.
3. Lila M.A. Anthocyanins and Human Health: An In Vitro Investigative Approach // J. Biomedicine and Biotechnology. - 2004, 5. - Р.306-313.
4. Eduardo Pastrana-Bonilla, Casimir C. Akoh, Subramani Sellappan, Gerard Krewer Phenolic Content and Antioxidant Capacity of Muscadine Grapes //J. Agric. Food Chem. 2003, 51.
5. Bharat B. Aggarwal, Anjana Bhardwaj, Role of Resveratrol in Prevention and Therapy of Cancer: Preclinical and Clinical Studies // ANTICANCER RESEARCH. - 2004. - 24.
6. Zan-Min Jin, Jian-Jun He, He-Qiong, Phenolic Compound Profiles in Berry Skins from Nine Rea Wine Grape Cultivars in Northwest China // Molecules, 2009, 14.
7. Радзиковский И.П. Моделирование транспортировки и кратковременного хранения свежего винограда / И.П. Радзиковский //Виноград и вино России. Москва. - 1992. - №5. - С.23-27.
8. Родопуло А.К. Основы биохимии виноделия / М.: Легкая и пищевая промышленность. — 1983.
9. Гамова О.В., Дорохов Б.Л. Содержание аскорбиновой кислоты в ягодах винограда / О.В. Гамова, Б.Л. Дорохов, М.В. Цыпко, Т.В. Петрова, С.Г. Харюк / Садоводство, виноградарство и виноделие Молдовы. — №12. — 1990. — С.24-26.
10. Freitas V.A.P., Glories Y., Bourgeois G., Vitry C. Characterisation of Oligomeric and Polymeric Procyanidins from Grape Seeds by Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry// Phytochemistry. 1998, 49 (5). —Р.1435-1441.
11. Gachons C.P., Kennedy J.A. Direct Method for Determining Seed and Skin Proanthocyanidin Extraction into Red Wine// J. Agric. Food Chem. 2003, 51. - Р.5877-5881.
12. Woodring P. J., Edwards P.A., Chisholm M.G. HPLC determination of nonflavonoid phenols in vidal blanc wine using electrochemical detection // J. Agric. Food Chem. 1990, 38. - Р.729-732.
13. King P.J., Ma G., Miao W., Jia Q., McDoughall B.R., Reinecke M.G., Cornell C.,Kuan J., Kim T.R., Robinson Jr.W.E. Structureactivity relationships: analogues of the dicaffeoylquinic and dicaffeoyltartaric acids as potent inhibitors of human immunodeficiency virus type 1 integrase and replication // J. Med. Chem. 1999, 42. - Р.497-509.
14. Langcake P., Pryce R.J. The production of resveratrol and the viniferins by grapevines in response to ultraviolet irradiation // Phytochemistry 1977, 16. - Р.1193-1196.
15. Lin J.K., Tsai S.H. Chemoprevention of Cancer and Cardiovascular Disease by Resveratrol // Proc. Natl. Sci. Counc. ROC(B) 1999, 23 (3). - Р.99-106.
16. Ермолина І.В. Вплив процесів заморожування і дефростації на збереження якості столового винограду: авто- реф. дисс. на соиск. уч. степени канд. с.х. наук : спец. 06.01.15 «Первинна обробка продуктів рослинництва» / Ермолина Г.В. - Киев, 2010. - 21 с.