Изменения содержания витамина С в овощных культурах, произрастающих на территории Оренбургской области, под влиянием различных факторов

УДК

 

ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНА С В ОВОЩНЫХ КУЛЬТУРАХ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИИ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ, ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ

 

Барышева Е.С. 1, Шакина Н. С. 1

 

1ФГБОУ ВПО ОГУ «Оренбургский государственный университет»,  Оренбург, Россия.

 

Изучены особенности влияния длительности хранения, экологических и физико-химических факторов на изменение содержания витамина С в овощных культурах вида Brassica oleracea var capitata, Solanum tuberosm, Állium cépa, и Daúcus, произрастающих на территории Оренбургской области. Наибольший показатель содержания витамина С был выявлен в клубнеплодных овощных культурах, произрастающих на территории Бугурусланского района (картофель - 28 мг/100г )  и в листовых культурах Оренбургского района (капуста белокочанная - 45 мг/100г). В результате зимнего хранения овощных культур потеря витамина С составляет от 50 % до 60%, при этом минимальные потери наблюдаются у моркови.  Снижение уровня аскорбиновой кислоты в исследуемых овощных культурах обусловлено воздействием физико-химических факторов, таких как термическая обработка, заморозка, рН - среды и присутствием окислителей. Наибольшая потеря витамина при термической обработке происходит в присутствии окислителей (О2) и ионов металла в нейтральной среде. Каротиноиды оказывает протективный эффект в снижении уровня витамина С под влиянием физико-химических факторов.

 

CHANGES IN THE CONTENT OF VITAMIN C IN VEGETABLE CROPS, GROWING IN THE ORENBURG REGION, INFLUENCED BY VARIOUS FACTORS

 

Baryshevа E. S.1, Shakinа N. S. 1

 

1 OSU "Orenburg State University", Orenburg, Russia.

 

The peculiarities of the effect of the duration of storage, environmental, chemical and physical factors on the change in the content of vitamin C in vegetable crops species Brassica oleracea var capitata, Solanum tuberosm, Állium cépa, and Daúcus, growing in the Orenburg region. The highest rate of vitamin C has been detected in tuber vegetable crops growing in the Buguruslan district (potato - 28 mg / 100 g) and leaf crops Orenburg region (cabbage - 45 mg / 100g). As a result, winter storage vegetable loss of vitamin C is from 50% to 60%, with minimal loss observed in carrots. Reduced levels of ascorbic acid in vegetable crops studied due to the effects of physical and chemical factors such as heat treatment, freezing, pH, - medium and the presence of oxidizing agents. Most vitamin loss during the heat treatment occurs in the presence of oxidizing agents (O2), and metal ions in a neutral environment. Carotenoids provide a protective effect in reducing the level of vitamin C under the influence of physical and chemical factors.

 

Введение

Витамин С (аскорбиновая кислота) не синтезируется в организме человека и может поступать только с пищей. Он является одним из важнейших природных антиоксидантов, который участвует в ряде биохимических процессов, например, активирует пищеварительные ферменты, играет роль кофактора гидроксилирования пролина и лизина при синтезе белка коллагена и многое другое. Овощи являются одним из важнейших поставщиков витамина С в России. В Оренбургской области потребление овощей резко колеблется и зависит от времени года. Кроме сроков хранения на изменение количества витамина С в овощных культурах влияют условия хранения, физико-химические и экологические факторы.

Влияние экологических факторов на содержание витаминов в овощных культурах

Исследования показали, что количественное содержание витамина С в овощных культурах, собранных в разных районах одной области, отличалось. Следовательно, различные экологические факторы влияют на накопление витаминов в органах растений. На уровень накопления витамина С в растениях значительное влияние оказывают агротехнические мероприятия. Фосфорно-калийные удобрения повышают его количество в растениях, а азотные понижают. Соответственно избыток азота в почве обуславливает уменьшение витамина С в растении. И, наоборот, если почва обогащена калием, то его количество увеличивается. Кроме того, растения, произрастающие на тяжелых, глинистых почвах содержат меньше витаминов, чем произрастающие на легких почвах, так как питательные вещества плохо просачиваются сквозь глинистые слои.

Можно отметить, что основным фактором, влияющим на накопления витамина С в овощных культурах, является состояние атмосферы, то есть наличие благоприятных метеорологических условий в период вегетативного развития и роста растения. Так, в дождливую погоду аскорбиновой кислоты в растении накапливается меньше, чем в ясную.

Накопление витаминов зависит от химического состава почвы. Считают, что марганец участвует в синтезе витамина С в растениях. Кобальт увеличивает его содержание. Молибден, при поступлении в корни растения, оказывает влияние на накопление витамина С в листьях. Поступая через корни, он вызывает определенные изменения в процессах обмена и способствует образованию промежуточных продуктов, которые служат основой для синтеза аскорбиновой кислоты. В условиях нефтезагрязнения почв у растений наблюдается усиление синтеза аскорбиновой кислоты и продуктов ее окисления. Ее накопление происходит в связи с тем, что витамин С является компонентом защитных механизмов антиоксидантной системы.

Оренбургская область расположена в пределах лесостепной и степной природной зоны. Эта зона является зоной континентального климата, что проявляется в общем удлинении зимы, сокращении переходных периодов, увеличении морозоопасности в начале и конце лета. Средние величины характеризующие летний температурный режим – от плюс 20 °С до плюс 30 °С. Изменчивость температуры в летнее время велика. По количеству выпадающих осадков Оренбургская область относится к зоне недостаточного увлажнения. Количество минеральных веществ, выпадающих осадков, выше среднего по Приволжскому региону. Основные из них – сульфаты – 47 %, соли кальция – 15 % и гидрокарбонаты – 13 %. В 2014 году в Оренбургской области отмечались весьма существенные негативные метеорологические условия. Продолжительные периоды засухи в летний период сменялись проливными дождями. Это обусловило достаточно низкий уровень накопления каротина в исследуемых овощных культурах.

Описывая почвы Оренбургской области, ее нужно отнести к зоне черноземных почв. Отдельные зоны области различаются разным содержанием глины в почве. В Бузулуке можно отметить самую максимальную глинистость.

Известно, что напряженная санитарно-гигиеническая ситуация в городе Оренбурге и Оренбургской области, определяется неудовлетворительным состоянием почвы. Опасность загрязнения почвы определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды.

Данные, указанные в работах В.М. Боева, Н.Н. Верещагина, М.В. Скачкова, свидетельствуют, что величина валового содержания в почве Западной и Центральной зонах Оренбургской области поллютантов разнообразна. В таблице 1 представлен элементный состав почвы Оренбургской области. Отражены элементы оказывающие влияние на содержание исследуемых витаминов [2].

 

Таблица 1 Уровни валового содержания веществ в почве на территории Оренбургской области, мг/100кг

 

Элемент, мг/кг	Западная зона (n=8)	Центральная зона (n=8)
Марганец	825,9±38,7	846,3±18,2***
Кобальт	26,66±3,71	21,31±0,99***
Молибден	2,582±0,187	2,871±0,345
Бор	65,74±3,36*	68,49±2,63***
Примечание - валовое содержание веществ в почве, р< 0,05*; р <0,001*** по В.М. Боеву [9].

 

Из данных показателей видно, что на территории Оренбургской области вещества, содержащиеся в почве, не превышают норм предельно допустимой концентрации химических веществ, которые равны: для марганца – 1500 мг/кг, для кобальта – 31 мг/кг, для молибдена – 4 мг/кг и для бора – 6 мг/кг.

Нормы установлены, опираясь на гигиенические нормативы «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве» разработаны в соответствии с Федеральным законом от 30.03.1999 № 52 – ФЗ «О санитарно - эпидемиологическом благополучии населения» и Положением о государственном санитарно – эпидемиологическом нормировании, утвержденным постановлением Правительства РФ от 24.07.2000 № 554.

Вследствие сравнительного анализа содержания аскорбиновой кислоты в овощных культурах, собранных в разных районах Оренбургской области были отмечены погодные условия, глинистость почв, а также химические вещества, накопившиеся в ней и учтены добавления фосфорно-калийных удобрений в почвы на территории Бугурусланского района. В таблице 1 можно пронаблюдать, что марганца, молибдена и бора, больше содержится в почве центральной зоны, а кобальта в почве западной зоны. И так как молибден, при поступлении в корни растения, оказывает влияние на накопление витамина С в листьях, то это оказало влияние на его накопление в листьях капусты в Оренбургском районе.

 

 

Рисунок 1 – Сравнительная оценка содержания витамина С в овощных культурах разных районов Оренбургской области

 

Наблюдения показали, что в осенний период у всех исследуемых нами овощных культурах, произрастающих в разных районах на территории Оренбургской области, накопление аскорбиновой кислоты варьировало в пределах группы семейства. Из графика видно, что в Бугурусланском районе отмечено максимальное накопление витамина С у корнеплодных и клубнеплодных овощей. Этому способствовало содержание кобальта в почве, которое превысило его содержание в почве центральной зоны на 5 мг/кг, а также использование фосфорно-калийных удобрений. У капустных овощных культур, наибольшее количество витамина накапливается в Оренбургском районе.  Минимальное накопление витамина С наблюдается у всех овощных культур, произрастающих в городе Бузулуке. Этому свидетельствует большое содержание глины в почве.

Несмотря на то, что овощи были собранны в зонах, расположенных в одной области, наблюдалось расхождение в количестве витамина С. Таким образом, проведенные наблюдения позволяют сделать вывод о том, что причиной неодинакового количественного содержания аскорбиновой кислоты в овощных культурах напрямую является различное влияние как антропогенных, так и природных экологических факторов.

Влияние длительности хранения на содержание витаминов в овощных культурах

Еще одним фактором, влияющим на изменение количественного содержания витаминов, является зимнее хранение овощных культур, которые поделены на две группы: первая – осенние овощи, вторая – весенние овощи.

 

Таблица 2 - Норма содержания витамина С в овощных культурах, мг/100г продукта

 

Название продукта	Норма содержания витамина С
Картофель молодой	20-30
Картофель при хранении	7-10
Капуста белокочанная	30-50
Репчатый лук	5-15
Морковь	5-10

 

Нормы установлены в соответствии с данными работ по химическому составу пищевых продуктов, под редакцией профессора И.М. Скурыхина и академика РАМН, профессора В.А. Тутельяна [8], а также в соответствии с общими стандартами установленными Росстандартом  по техническому регламенту на выращивание и продажу овощей и фруктов, г. Москва, от 31 января 2014г [7].

Проведение сравнительной характеристики содержания аскорбиновой кислоты и вычисление статистически достоверной разницы между показателями осеннего и весеннего урожая показали достоверное снижение в овощных культурах уровня витамина С.

Исследования осеннего урожая и урожая после зимнего хранения семейства крестоцветные, или капустные (вид Brassica oleracea var capitata L.), представленные в таблице 3 показали, что у молодых овощей количество витамина С варьировало в пределах нормы. Минимальная концентрация аскорбиновой кислоты была зарегистрирована у капусты, произрастающей на территории города Бузулука. Максимальная концентрация аскорбиновой кислоты отмечена у овощных культур, произрастающих на территории Оренбургского района. В группе овощей после зимнего хранения содержание аскорбиновой кислоты в среднем снизилось более чем на 50 % и значительно отклонилось от нормы.

 

Таблица 3 - Изменение концентрации витамина С в капусте белокочанной в процессе хранения, M±m

 

№	Район	Время закладки	Количество витамина С, мг/100г		% изменения
			Осень	Весна
1	Оренбург	18.10	41,5±0,7**	18,5±0,6*	55,5
2	Оренбургский р-н	18.10	45±0,65	20±0,4	55,5
3	Бузулук	28.10	41±4,77**	19,5±1,14*	52,5
4	Бузулукский р-н	28.10	42,5±5,7**	21±1,24**	50,5
5	Бугуруслан	24.10	43±5,7**	22±1,13*	49
Примечание - р – отражает статистическую достоверность различий между показателями осенней и весенней групп - p<0,05*; р<0,01**

Исследование данной овощной культуры проводились 5.03.2015 года. То есть раньше, чем у корнеплодных и клубнеплодных овощей на два с половиной месяца, так как данный вид овощной культуры подвержен меньшему сроку хранения. Остальные овощные культуры были исследованы после зимнего хранения 25.05.2015 года.