Статья: Содержание витаминов и тяжелых металлов в ягодах дикорастущей черной смородины Якутии

Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

им. М.Г. Сафронова

Содержание витаминов и тяжелых металлов в ягодах дикорастущей чёрной смородины Якутии

М.И. Черкашина, магистрант ЯГСХА

А.А. Ефимова, кандидат сельскохозяйственных наук

А.Г. Черкашина, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Реферат

Gредставлены результаты исследований по содержанию витаминов (Е, В, В2, В6 и С) и тяжелых металлов цинка, железа, кобальта, ртути, а также йода в почве и ягодах дикорастущей черной смородины, произрастающей на лесных и пойменных почвах Центральной и Вилюйской зон Республики Саха (Якутия). Установлено, что максимальное количество витаминов в ягодах и листьях черной смородины содержится в условиях Амгинского и Усть-Алданского районов: витамина Е - 90,07-134,25 мг/кг; С - 1259,87-2092,4 мг/100 г; В-2,28-2,72 мг/кг; В-17,83-24,92 мг/кг; В-24,437,93 мг/кг. При этом в ягодах дикорастущей черной смородины из Вилюйской группы районов содержание изучаемых витаминов было меньше: витамина Е - 68,53-76,46мг/кг; С - 839,03-953,50 мг/100 г; В -2,43-2,63 мг/кг; В-12,76-14,08 мг/кг; В-16,73-18,68 мг/кг. Исследования по содержанию тяжелых металлов в почве и ягодах в условиях Центральной и Вилюйской зон Якутии показали, что количество тяжелых металлов, содержащихся в почве, и их вынос ягодами черной смородины различен. В ягодах дикорастущей смородины кадмий и ртуть отсутствуют. Цинк, железо, кобальт и йод в ягодах смородины присутствуют в пределах допустимых количеств.

Ключевые слова: витамины, тяжелые металлы, дикорастущая черная смородина, лесные и пойменные почвы, ягода, почва, дикорос.

THE CONTENT OF VITAMINS AND HEAVY METALS IN BERRIES OF WILD

BLACKCURRANT OF YAKUTIA

1M.I. Cherkashina, Undergraduate YSAA 2A.A. Efimova, Candidate of Agricultural Sciences 1 A.G. Cherkashina, Doctor of Agricultural Sciences, Professor

IYakut State Agricultural Academy 2Yakutsk Agricultural Research Institute M. G. Safronova

Key words: vitamins, heavy metals, wild blackcurrant, forest and floodplain soils, berry, soil, wild plants.

Abstract. The results of research on the content of vitamins (E, B1, B2, B6 and C) and heavy metals zinc, iron, cobalt, mercury, as well as iodine in the soil and berries of wild black currant growing on forest and floodplain soils of the Central and Vilyuisk zones of the Republic of Sakha (Yakutia) are presented. It was established that the maximum amount of vitamins in berries and leaves of black currant is contained in the conditions of Amginsky and Ust-Aldan districts: vitamin E - 90.07-134.25 mg/kg; C - 1259.87-2092.4 mg/100g; B1-2.28-2.72 mg/kg; B2-17.83-24.92 mg/kg; B6-24.4-37.93 mg/kg. At the same time, the content of the studied vitamins in wild black currant berries from the Vilyuy group of districts was less: vitamin E-68.53-76.46 mg / kg; C-839.03-953.50 mg/100g; B1-2.43-2.63 mg/kg; B2-12.76-14.08 mg/kg; B6-16.73-18.68 mg / kg.Studies on the content of heavy metals in the soil and berries in the Central and Vilyuy zones of Yakutia. Proved that the amount of heavy metals contained in the soil, and their removal by black currant berries is different. There is no cadmium or mercury in wild currant berries. Zinc, iron, cobalt and iodine in the berries of currant are present within the permitted levels.

В концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2020 г. большое значение придаётся улучшению структуры питания за счёт увеличения доли продуктов массового потребления с высокой пищевой и биологической ценностью, обогащенных витаминами, минеральными и биологически активными веществами [1]. В условиях Якутии большую роль в обогащении продуктов ценными для здоровья человека компонентами должны играть дары природы - дикорастущие ягодные растения и грибы. Учитывая важность этой проблемы, в МСХ РС (Я) на местах стабильного произрастания ягод планируется создание пунктов по приёмке, заморозке и хранению ягод и цехов по их переработке. Считается, что за счёт низкой себестоимости сырья имеются предпосылки для повышения рентабельности продукции переработки ягод и завоевания рынков сбыта за счёт выпуска конкурентоспособной продукции из ягодных культур.

Различные эколого-географические условия произрастания дикоросов способствуют изменению фенологических ритмов, биологической продуктивности, морфологических признаков растений и их биохимических показателей [2].

Лесные ягоды Якутии являются богатейшим источником витаминов, макро- и микроэлементов, по содержанию которых они намного превосходят завозимые в республику фрукты и ягоды. Отдаленность региона и сложность транспортировки приводят к тому, что во время перевозки и хранения фрукты и овощи теряют значительное количество витаминов [3].

Учитывая, что чёрная смородина является одной из перспективных ягодных культур для производства экологически чистых продуктов питания, нами проводятся исследования с целью экологической оценки качества дикорастущей чёрной смородины, произрастающей в различных районах Якутии.

Для этого нами решались следующие задачи: изучить содержание витаминов в ягодах дикорастущей чёрной смородины; определить содержание тяжелых металлов в ягодах и почве в местах произрастания дикороса в условиях Республики Саха (Якутия).

Объектом исследования явилась дикорастущая черная смородина (Ribes nigrum) - кустарник, вид рода смородина монотипного семейства Крыжовниковые (Grossulariaceae). Растение высотой 1-2 м, побеги пушистые, бледные. Соцветия - поникающие кисти длиной 3-5 см, 5-10-цветковые, с голыми или пушистыми цветоножками длиной 3-8 мм и прицветниками длиной 1-2 мм, форма которых варьируется от овальной до линейно-ланцетной. Цветки длиной 7-9 мм, диаметром 4-6 мм, пятичленные, колокольчатые, лиловато- или розовато-серые, снаружи большей частью густо опушённые. Плод - съедобная душистая ягода, диаметром в среднем до 1 см, чёрно-бурая или зеленоватая, с глянцевой кожицей и с 3-37 семенами.

В 1 кг около 3330 ягод, или 714 тыс. семян. Масса 1 тыс. семян 0,9-1,8 г. Цветёт в мае - июне. Плодоносит в июле. Весной почки нижних ветвей, нагреваясь от почвы, трогаются в рост вскоре после снеготаяния. Средняя урожайность плодов в культуре в разных местообитаниях - от 50 до 300 кг/га, в лучших условиях - до 1850 кг/га. Зрелые плоды быстро осыпаются (нижние плоды в кисти опадают, когда верхние ещё зелёные). Листья опадают поздно, растение часто остаётся с зелёными листьями до зимы.

Черная смородина является зимостойкой и морозостойкой культурой, может расти на разных почвах. Она содержит в большом количестве витамины и биологически активные вещества, необходимые для человека: витамин С (до 380 мг%), витамин В: (тиамин), Р (цитрин), РР (никотиновая кислота), В9 (фолиевая кислота), В6 (пиридоксин), антибиотики (кумарины и фурокумарины), азотистые, дубильные вещества, эфирные масла, соли железа, магния, цинка, бора, калия и др. По содержанию витамина С черная смородина превосходит все виды плодов и ягод и считается наряду с шиповником одним из основных витаминоносителей. Витамина С в ней в 10-12 раз, а витамина А в 2-3 раза больше, чем в других ягодах [4].

Сбор ягод и почвенные образцы на биохимические анализы произведены на лесных и пойменных почвах Центральной (Амгинский, Намский, Усть-Алданский и Таттинский) и Вилюйской (Нюрбинский, Вилюйский, Верхневлюйский) групп районов Республики Саха (Якутия).

Содержание витаминов и тяжелых металлов в ягодах дикорастущей чёрной смородины и почве определяли методом инфракрасной спектроскопии на инфракрасном анализаторе SpectraStar модели 2200 фирмы Unity Scientific США, калиброванном на основе общепринятых стандартных химических методов в лаборатории переработки сельскохозяйственных продуктов и биохимических анализов ФГБУН ФИЦ «ЯНЦ СО РАН» ЯНИИСХ.

По литературным данным, содержание аскорбиновой кислоты в растениях чёрной смородины в зоне Центральной Якутии составляет (мг/100 г): в зелёных ягодах - 317, в спелых - 386, в листьях -234, максимальное количество витамина С - до 4000 мг/100 г в зрелых плодах [4].

Проведенные анализы по выявлению содержания витаминов в ягодах показали, что черная смородина, произрастающая в центральных районах, содержала витаминов больше, чем смородина в западных районах (табл. 1, 2). Рисунки 1-3 наглядно показывают разницу в содержании определённых витаминов в ягодах по районам Якутии.

Таблица 1 Содержание витаминов в ягодах чёрной смородины в условиях Центральной Якутии (2018 г.)

Таблица 2 Содержание витаминов в ягодах чёрной смородины в Вилюйской зоне (2019 г.)

Среднее содержание витаминов в ягодах смородины из центральных районов больше, чем в Вилюйской зоне, токоферола - на 61 %; аскорбиновой кислоты - на 91, тиамина - на 2, рибофлавина - на 67, пиридоксина - на 78 %.

Максимальное содержание витаминов выявлено в ягодах смородины из Амгинского и Усть-Алданского районов. Так, максимальное количество витамина Е (134,25 мг/кг), витамина С (2092,4 мг/100 г), витамина В2 (24,92 мг/кг), витамина В6 (37,93 мг/кг) выявлено в Амгинском районе, а витамина В1 (2,72 мг/кг) - в Усть-Алданском.

Рис. 1. Содержание витамина Е в ягодах дикорастущей чёрной смородины по районам Якутии

Рис. 2. Содержание витамина С в ягодах дикорастущей чёрной смородины по районам Якутии

Высокое содержание витаминов в ягодах дикорастущей чёрной смородины в центральных районах обусловлено агрохимическими свойствами почв произрастания [5-8].

В Якутии имеются обширные площади ягодников, в том числе чёрной смородины, которые используются для массового сбора ягод населением. Однако до настоящего времени в условиях Республики Саха (Якутия) в основном исследованы качественные показатели местных культурных сортов чёрной смородины, созданных селекционерами ЯНИИСХ [9]. Следует отметить, что количественное соотношение используемых культурных сортов смородины с дикорастущими видами незначительно. С учетом большого спроса и использования дикорастущих видов чёрной смородины возникает проблема изучения качественные показателей дикорастущей смородины по зонам Центральной Якутии (Центральная и Вилюйская).

Рис. 3. Содержание витаминов В1, В2 и В6 в ягодах дикорастущей чёрной смородины по районам Якутии

В 2018 г. были проведены исследования по содержанию тяжелых металлов в почве произрастания и ягодах дикорастущей чёрной смородины Амгинского, Намского, Таттинского и Усть-Алданского районов. Из данных табл. 3, 4 видно, что содержание цинка в почве в районах Центральной Якутии составило 107,8±14,7 мг/кг. При этом наибольшее содержание его установлено в почве Таттинского района, а наименьшее - в почве Амгинского района. Среднее содержание железа в этих почвах 19,10±5,40 г/кг, наибольшее - в Амгинском, а наименьшее - в Намском районе (35,00±7,60 и 10,60±2,40 г/кг соответственно). Содержание кобальта в среднем 16,96±2,90 мг/кг, наибольшее - в Намском (24,60±4,00 мг/кг), а наименьшее - в Таттинском районе (10,33±1,70 мг /кг). Кадмия содержится от 0,07±0,02 мг/кг в Намском районе и до 0,20±0,02 мг/кг в Таттинском, а в среднем 0,13±0,03 мг/кг. Содержание ртути колеблется от 2,90±0,79 мг/кг в Намском районе до 7,00±1,50 мг/кг в Таттинском, а в среднем 5,05±1,02 мг/кг. Среднее содержание йода в почвах данных районов 0,5±0,11 мг/кг, меньше всего его содержится в почве Таттинского района (0,30±0,09 мг/кг), а больше всего в Намском районе, где его содержание составило 0,80±0,13 мг/кг сухого вещества. Следует отметить, что содержание в почве Усть-Алданского района изученных микроэлементов близко к среднему показателю.

Таблица 3 Содержание тяжелых металлов в почве произрастания дикорастущей чёрной смородины в районах Центральной Якутии (на сухое вещество)

Высокая степень выноса цинка (59,18±11,00 %) не зависит от его содержания в почве. Это видно по Амгинскому району, где в почве 68,90±6,90 мг/кг цинка, данный показатель является наименьшим среди всех изученных районов, а вынос в ягоды растением составляет 81,78 % от его содержания в почве, или 56,40±3,10 мг/кг. В Намском и Усть-Алданском районах содержание цинка в почве практически одинаковое - 110,70±34,4 и 110,70±8,90 мг/кг, а в плодах 38,90±4,90 и 85,20±0,23 соответственно со степенью выноса 35,16 и 76,95 %. Вероятно, содержание цинка в ягодах зависит от физиологической потребности растения и находится в пределах от 38,90±4,90 до 85,20±0,23 мг/кг, а в среднем 59,18±11,00 мг/кг [10].

Таблица 4 Содержание тяжелых металлов в ягодах дикорастущей чёрной смородины в районах Центральной Якутии (на сухое вещество)