AGRIS - 

2023

Cherepanov, I.S.

There are presented the results of researching the mechanisms and dynamics of color formation in caramelization processes in 40% ethanol medium. The study subjects were L-ascorbic acid (Asc) and its equimolar mixture with D-glucose (Glc). The formation of colored substances in both systems was identified by molecular spectroscopy upon termination of thermostatting the solutions (50 deg.С, 1.5 h) and their subsequent holding (25 deg. С) for 30 days. The calculation of the coloration indexes of the aqueous-ethanol systems Asc and Asc + Glc showed an increase in the chromacity intensity during caramelization of L-ascorbic acid in the presence of D-glucose, indicating the formation of a longer and more stable chromophore system in the double system, which was confirmed by the nature of the electronic spectra. A comparative analysis of the vibrational spectra of the test solutions showed the presence of bands characteristic of conjugated C=O + C=C-combinations, the second derivatives of bands in the region of multiple bond stretching vibrations identify in the spectrum of the double system an intense signal of 1654 1/cm related to O=C–C(OH)=C-fragments. The latter indicates greater stability of the chromophore components of the structure formed by the co-caramelization of the double system components. The condensation of Asc and Glc transformation products leads probably to a number of colored products, one of which is substituted delta-lactone, which includes hydroxy-alpha, beta-enone fragments. It is assumed that the latter are stabilized by R-substitution, providing a greater length and stability of the color forming chromophore system in comparison with the products of caramelization of ascorbic acid. Further study of the properties of caramel compositions based on ascorbic acid (light resistance, toxicity, antioxidant properties) will allow developing accessible and environmentally friendly polyfunctional pigments for industrial applications. | Представлены результаты исследований по изучению механизмов и динамики формирования цветности в процессах карамелизации в среде 40%-ного этанола. Объектами изучения являлись L-аскорбиновая кислота (Asc) и ее эквимолярная смесь с D-глюкозой (Glc). Образование окрашенных веществ в обеих системах идентифицировалось методами молекулярной спектроскопии по окончании термостатирования растворов (50 град. С, 1,5 ч) и их последующего выдерживания (25 град. С) в течение 30 суток. Расчет индексов окрашивания водно-этанольных систем Asc и Asc + Glc показал усиление интенсивности цветности при карамелизации L-аскорбиновой кислоты в присутствии D-глюкозы, указывая на формирование более протяженной и стабильной хромофорной системы в двойной системе, что подтверждается характером электронных спектров. Сравнительный анализ колебательных спектров исследуемых растворов показывает наличие полос, характерных для сопряженных С=О+ С=С-сочетаний, вторые производные полос в области валентных колебаний кратных связей идентифицируют в спектре двойной системы интенсивный сигнал 1654 1/см, относимый к О=С–С(OH)=С-фрагментам. Последнее свидетельствует о большей устойчивости хромофорных составляющих структуры, формирующейся в результате совместной карамелизации компонентов двойной системы. Конденсация продуктов трансформации Asc и Glc приводит, вероятно, к ряду окрашенных продуктов, одним из которых является замещенный дельта-лактон, включающий гидрокси-альфа,бета-еноновые фрагменты. Предполагается, что последние стабилизируются R-замещением, обеспечивая большую в сравнении с продуктами карамелизации аскорбиновой кислоты протяжённость и устойчивость формирующей цветность хромофорной системы. Дальнейшее изучение свойств карамельных составов на основе аскорбиновой кислоты (светостойкости, токсичности, антиокислительных свойств) позволит разработать доступные и экологичные полифункциональные пигменты для промышленного применения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Zagirov, N.G. | Akhmedov, M.Eh. | Demirova, A.F.

The production technology of canned apple compote intended for child nutrition has been improved. The studies were carried out in 2021-2022 at the Dagestan State Technical University. The compote was prepared from 'Renet Simirenko' apples. A comprehensive assessment of the biochemical composition of apples shows that by-products obtained from cutting and peeling them (skin, seed cells, etc.), along with carbohydrates, contain many biologically active components that it is desirable to preserve. It is also necessary to intensify blanching and sterilization processes. As a result of the study, new technological solutions were proposed. They are the use of an effective microwave blanching of fruits directly in glass jars; the use of an infusion from secondary products obtained by extracting them in water at a temperature of +60 deg C for 10-15 minutes after treatment in an electromagnetic field of ultrahigh frequency for 1.5 minutes and an accelerated mode of thermal sterilization based on a preliminary increase in the temperature of the product before sealing cans up to +80 deg C followed by sterilization using two-stage cooling. The proposed technology contributes to saving more than 10 kg of sugar per a thousand of standard jars while ensuring high nutritional value of the finished product. The content of vitamin C in the compote made by improved technology is 2 times higher than by in the traditional-made compote. To implement the method of microwave blanching, the design of an apparatus for microwave processing of fruits in glass jars was also developed. | Совершенствовали технологию производства консервированного яблочного компота для детского питания. Исследования были выполнены в 2021-2022 гг. в Дагестанском государственном техническом университете. Компот готовили из яблок сорта Ренет Симиренко. Комплексная оценка биохимического состава яблок показывает, что во вторичных продуктах, получаемых при их резке и очистке (кожица, семенное гнездо и т. д.), наряду с углеводами, содержится большое количество биологически активных компонентов, которые желательно сохранить. Необходимо также интенсифицировать процессы бланширования и стерилизации. В результате исследования предложены новые технологические решения. Это использование эффективного способа СВЧ-бланширования плодов непосредственно в стеклобанках; использование настоя из вторичных продуктов, получаемого путем экстрагирования их в воде с температурой +60 град. С в течение 10-15 мин после обработки в электромагнитном поле сверхвысокой частоты в течение 1,5 мин и ускоренного режима тепловой стерилизации, основанного на предварительном повышении температуры продукта перед герметизацией банок до уровня +80 град. С с последующей стерилизацией с использованием двухступенчатого охлаждения. Предложенная технология способствует экономии более 10 кг сахара на 1 туб (тысяча условных банок) продукции с одновременным обеспечением высокой пищевой ценности готовой продукции; содержание витамина С в компоте, изготовленном по усовершенствованной технологии, в 2 раза выше, чем по традиционной технологии. Для реализации способа СВЧ-бланшировки разработана также конструкция аппарата для СВЧ-обработки плодов в стеклобанках.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Nekrasov, R.V. | Bogolyubova, N.V. | Ostrenko, K.S. | Chabaev, M.G. | Kut'in, I.V. | Lakhonin, P.D. | Semenova, A.A. | Pchelkina, V.A. | Nasonova, V.V. | Loskutov, S.I. | Rykov, R.A. | Prytkov, Yu.A.

The use of an adaptogen complex (AC) containing dihydroquercetin, vitamins C and E in animal nutrition can reduce the negative effects of stress. The effect of the AC feeding on the biochemical status and productive qualities of pigs under stress modeling was evaluated. There were selected 34 F2 hogs [(Large White x Landrace) x Duroc] for the experiment during the fattening period of 90 days. Each stall sized 2.4х2.25 m (in area of 5.4 m2) with a feeding front of 1.05 m. When placing 4 pigs per stall (groups Е- and E+) instead of 3 heads per stall (groups С- and C+), the stall area per head reduced from 1.8 to 1.35 m2, and the feeding front - from 0.35 to 0.26 m. Animals from groups C+ and E+ received AC in an amount of 0.025% by weight of mixed fodder) throughout the experiment. The dosage of dihydroquercetin, vitamins C and E was 32, 10 and 35 mg/kg of feed, respectively. Under increased competition for feed table, feeding AC led to a significant decrease in cortisol and adrenaline in piglets during the final fattening period (FFP). Due to competition for feed, the melatonin concentration decreased. Stress had a negative effect on some metabolic processes indicators of which are biochemical blood parameters (blood concentration of triglycerides, cholesterol, bilirubin, AsAT). At FFP, there were significant shifts in the animal hormonal status. With increasing the body weight of animals to 70 kg and more), the effect of limitation of stall area and feeding front was stronger, which was manifested in the decrease of average daily weight gain in the Е- group in the FFP. Under the influence of AC at FFP, there was a tendency to increase the amount of insulin-like growth factor-1 (IGF-1) in groups C+ and E+ compared to groups С- and Е-. It has been concluded that AC due to antioxidant ability can improve pig growth parameters and, apparently, exhibit tissue-specific regulation of IGF-IR mRNA. | Использование в питании комплекса адаптогенов (КА), содержащего дигидрокверцетин, витамины С и Е, может снизить негативное влияние стресса. Оценивали влияние скармливания указанного КА на биохимический статус и продуктивные качества свиней при моделировании стресса. В эксперимент отобрали 34 боровка F2 [(крупная белая х ландрас) х дюрок] в период откорма длительностью 90 сут. Размер каждого станка составлял 2,40х2,25 м (площадь 5,4 м2), фронт кормления - 1,05 м. При размещении свиней в станках по 4 гол. (группы Е- и Е+) вместо 3 гол. (группы С- и С+) площадь станка в расчете на 1 гол. уменьшалась с 1,80 до 1,35 м2, а фронт кормления - с 0,35 м до 0,26 м. Животные из групп С+ и Е+ получали КА в количестве 0,025% по массе комбикорма на протяжении всего опыта. Дозировка дигдрокверцетина, витаминов С и Е составляла 32, 10 и 35 мг/кг корма соответственно. На фоне усиления конкуренции за кормовой стол скармливание КА вело к существенному снижению содержания кортизола и адреналина у поросят в заключительный период откорма (ЗПО). Вследствие конкуренции за корм снижалась концентрация мелатонина. Стресс негативно сказывался на метаболических процессах, индикаторами которых служат биохимические показатели крови (концентрация в сыворотке крови триглицеридов, холестерина, билирубина). В ЗПО произошли существенные сдвиги в гормональном статусе животных. С увеличением живой массы животных до 70 кг и более сильнее проявлялось влияние ограничения площади станка и фронта кормления, которое проявлялось в снижении среднесуточного прироста в группе Е- в ЗПО. Под влиянием КА в ЗПО отмечена тенденция к повышению количества инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) в группах С+ и Е+ по сравнению с группами С- и Е-. Сделан вывод, что добавка КА, обладая антиоксидантной способностью, может улучшать параметры роста и, по-видимому, проявлять тканеспецифическую регуляцию количества мРНК IGF-IR.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Shkol'nikova, M.N. | Aver'yanova, E.V. | Rozhnov, E.D.

Some diet micronutrients can inhibit expression cyclooxygenases COX-1 and COX-2 and inducible NO synthase genes. The anti-inflammatory potential of several micronutrients is shown; the effect of flavonoids, ascorbic acid (AA), glycyrrhizic acid (GA) and zinc on different targets has been proven. There have been developed 2-, 3- and 4-component compositions of the listed micronutrients. All samples contained the flavonoid fraction of sea buckthorn meal and GA. The following compounds were added: zinc citrate into sample II, AA into samples III, AA and zinc citrate into samples III. The use of non-micronized meal in some variants was denoted by the number 2. For preclinical studies of anti-inflammatory activity, 6 samples of the composition having maximum antioxidant activity were selected by regression analysis. The biological activity of the samples was determined: in vitro, using specific enzyme biotest systems based on inducible NO synthase and appropriate software, as well as in vivo, on a model of acute aseptic and chronic inflammation in 220 outbred male Wistar rats. In vitro experiment has found that the anti-inflammatory activity in experimental samples of the micronutrient composition decreases in the following series: III-2 - III-1 - VI-2 - VI-1 - I. When analyzing the blood plasma of rats in vivo, it has been proved that with prolonged course use, samples of the micronutrient compositions III-1, III-2, VI-1, and VI-2 exhibit a pronounced antiexudative effect and lead to a significant decrease COX-2. It has been found that the course administration of a composition of micronutrients at a dose of 25 mg/kg leads to a significant decrease in the COX-2 concentration in all the studied animal groups. The three-component composition III-1, containing a micronized purified flavonoid fraction of sea buckthorn meal, GA and AA in a ratio of 30:10:100 can be used as a biologically active food additive in the diet of personalized nutrition for COVID and post-COVID syndromes. | Некоторые микронутриенты пищевого рациона способны ингибировать экспрессию генов циклооксигеназ ЦОГ-1 и ЦОГ-2 и индуцибельной NO-синтазы. Показан противовоспалительный потенциал ряда микронутриентов; доказано воздействие флавоноидов, аскорбиновой кислоты (АК), глицирризиновой кислоты (ГК) и цинка на разные мишени. Разработаны 2-, 3- и 4-компонентные составы композиций перечисленных микронутриентов. Все образцы содержали флавоноидную фракцию облепихового шрота и ГК. В образец II дополнительно вводили цитрат цинка, в образцы III - АК, в образцы III – АК и цинк. Отсутствие микронизации шрота в ряде вариантов обозначали цифрой 2. Для доклинических исследований противовоспалительной активности методом регрессионного анализа отобрали 6 образцов композиции с максимальной антиоксидантной активностью. Биологическую активность образцов определяли in vitro, с помощью специфических ферментных биотест-систем на основе индуцибельной NO-синтазы и соответствующего программного обеспечения, а также in vivo, на модели острого асептического и хронического воспаления на 220 аутбредных крысах-самцах линии Вистар. В эксперименте in vitro установлено, что противовоспалительная активность экспериментальных образцов композиции микронутриентов уменьшается в ряду: III-2 - III-1 - VI-2 - VI-1 - I. При анализе плазмы крови крыс in vivo доказано, что при длительном курсовом применении образцы композиции микронутриентов III-1, III-2, VI-1 и VI-2 проявляют выраженный антиэкссудативный эффект и приводят к достоверному снижению ЦОГ-2. Установлено, что курсовое введение композиции микронутриентов в дозе 25 мг/кг приводит к достоверному снижению концентрации ЦОГ-2 во всех исследуемых группах животных. Трехкомпонентная композиция III-1, содержащая микронизированную очищенную флавоноидную фракцию облепихового шрота, ГК и АК в соотношении 30:10:100, может применяться в качестве биологически активной добавки к пище в рационе персонифицированного питания при ковидном и постковидном синдромах.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Kurina, A.B. | Zheleznova, K.O. | Solov'eva, A.E. | Sinyavina, N.G. | Panova, G.G. | Artem'eva, A.M.

The technology of intensive light culture is actively developing which allows fresh vatable products to be available throughout the year. The search for accessions of various crops that maximize their productive potential under these conditions is of great importance for improving the quality of plant products and breeding work. The work purpose was to study phenological, morphological, biochemical and economic characteristics in 72 accessions of garden cress Lepidium sativum of three varieties, var. latifolium DC., var. sativum Alef. and var. crispum (Medik.) DC. under conditions of intense light culture, and to identify accessions with valuable traits. Morphological description and biochemical analysis were carried out at the stage of technical ripeness. Biochemical analysis included the determination of the content of dry matter, ascorbic acid, anthocyanins, chlorophylls and carotenoids. It was noted that the greatest variability was observed in the average plant weight (Cv = 40.3%), yield (Cv = 38.3%) and anthocyanin content (Cv = 42.5%), other parameters were characterized by a middle degree of variability. Late-ripening accessions are characterized by late or slow bolting, larger plant weight (mean 3.6 g) and high dry matter content (mean 9.0%), while early-ripening forms allow for more vegetations per year and accumulate more ascorbic acid (mean 32.8±5.7 mg/100 g). On average, among the studied accessions, the late-ripening accessions of var. latifolium from Iran (k-91) and Azerbaijan (k-112, k-125, k-131), as well as the accession of var. sativum from Iran (k-92) and the accession of var. crispum from Denmark (k-185), turned out to be productive. Statistically significant differences were found between the accessions and varieties in terms of the content of chlorophylls and carotenoids. The accessions of var. latifolium were generally characterized by a high content of the total chlorophylls, carotenoids, carotenes, and beta-carotene. | Производство свежей овощной продукции высокого качества для населения России остается важной задачей. Получать урожай в течение всего года позволяет технология интенсивной светокультуры (сити-фермы, вертикальные фермы, фабрики растений). Цели работы - фенологическое, морфологическое, биохимическое изучение 72 образцов Lepidium sativum трех разновидностей - кресс-салата цельнолистного (var. latifolium), посевого (var. sativum) и кудрявого (var. crispum) из мировой коллекции ВИР в условиях интенсивной светокультуры и выявление источников ценных признаков. Морфометрическое описание, определение весовых (масса) показателей роста растений, товарной продуктивности, содержания сухого вещества, аскорбиновой кислоты, пигментного комплекса проводили в фазу технической спелости. В изученной выборке наибольшую изменчивость выявили по содержанию антоцианов (Cv = 42,5%), средней массе растения (Cv = 40,3%), урожайности товарной части продукции (Cv = 38,3%). Остальные признаки характеризовались средней степенью изменчивости. Отмечены особенности позднеспелых образцов: позднее стеблевание, бОльшая масса растения (в среднем 3,6 г) и высокое содержание сухого вещества (в среднем 9,0%), тогда как скороспелые и ультраскороспелые формы накапливают большее количество аскорбиновой кислоты (в среднем 32,8±5,7 мг/100 г) и позволяют получать большее число урожаев за год. В среднем наиболее урожайными оказались позднеспелые образцы var. latifolium из Ирана (к-91) и Азербайджана (к-112, к-125, к-131), образец var. sativum из Ирана (к-92) и образец var. crispum из Дании (к-185). Выявлены статистически значимые различия между ботаническими разновидностями по содержанию пигментов. Образцы var. latifolium в целом характеризовались большим содержанием суммы хлорофиллов (124,2±14,0 мг/100 г), каротиноидов (37,3±4,4 мг/100 г), каротинов (6,1±0,6 мг/100 г) и бета-каротина (5,0±0,6 мг/100 г).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Blinov, A.V. | Maglakelidze, D.G. | Gvozdenko, A.A. | Golik, A.B. | Kolodkin, M.A. | Rekhman, Z.A.

Foods enriched in colloidal forms of iron, vitamins and amino acids can serve an additional source of nutrients vital to maintain the biochemical and elemental composition constancy of organisms. The research aims is the development of a functional milk drink enriched in iron (II) ascorbate–isoleucinate. A triple chelate complex – iron (II) ascorbate isoleucinate – is studied. Its optical properties were explored by spectrophotometry. There was a 557 nm band in the absorption spectrum of the sample, which is characteristic of iron complex, ascorbic acid and L-isoleucine. The chelation mechanism of iron ions by vitamin C and amino acid has been studied. The most energetically advantageous configuration is the interaction through hydroxyl groups of ascorbic acid attached to carbon atoms C2 and C3. The infrared spectroscopy results confirm the data obtained. The iron ions interaction with ascorbic acid and L-isoleucine is accompanied by the formation of Fe–O and Fe–N bonds. The aggregative stability of the triple complex samples has been studied; the data of the experiment are processed using neural networks and machine learning. Ternary surfaces describing the mutual factors impact on the output parameter – the change in optical density are obtained. At the maximum mixing time, there is the triple complex is destroyed, which is accompanied by a significant increase in optical density. In an alkaline medium at room temperature and minimal mixing time, there is a moderate change in the optical density characterized by the stability of iron (II) ascorbate isoleucinate. At the final stage, milk samples enriched in a triple iron complex are obtained. Their antioxidant activity has been studied. It has been found that the addition of the complex enables increasing the total milk antioxidant activity expressed in Trolox equivalents by 40%. | Пищевые продукты, обогащенные коллоидными формами железа, витаминов и аминокислот, могут служить дополнительным источником нутриентов, жизненно необходимых для поддержания постоянства биохимического и элементного состава организмов. Цель работы – разработка функционального молочного напитка, обогащенного аскорбатоизолейцинатом железа (II). Исследован тройной хелатный комплекс – аскорбатоизолейцинат железа (II). Его оптические свойства изучали методом спектрофотометрии. В спектре поглощения образца наблюдается полоса на 557 нм, характерная для комплекса железа, аскорбиновой кислоты и L-изолейцина. Изучен механизм хелатирования ионов железа витамином С и аминокислотой. Установлено, что наиболее энергетически выгодной конфигурацией является взаимодействие через гидроксильные группы аскорбиновой кислоты, присоединенные к атомам углерода С2 и С3. Полученные данные подтверждаются результатами инфракрасной спектроскопии. Также установлено, что взаимодействие ионов железа с аскорбиновой кислотой и L-изолейцином сопровождается образованием связей Fe–O и Fe–N. Изучена агрегативная устойчивость образцов тройного комплекса, данные опыта обработаны с использованием нейронных сетей и машинного обучения. Получены тернарные поверхности, описывающие взаимное влияние факторов на выходной параметр – изменение оптической плотности. Установлено, что при максимальном времени перемешивания тройной комплекс разрушается, что сопровождается значительным увеличением оптической плотности. В щелочной среде при комнатной температуре и минимальном времени перемешивания наблюдается умеренное изменение величины оптической плотности, что характеризуется стабильностью аскорбатоизолейцината железа (II). На заключительном этапе получили образцы молока, обогащенные тройным комплексом железа, и исследовали их антиоксидантную активность. Установлено, что добавление комплекса увеличивает общую антиоксидантную активность молока, выраженную в эквивалентах Trolox, на 40%.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Cherepanov, I.S. | Tret'yakova, V.A.

The formation of L-ascorbic acid molecular complexes containing various biologically active substances opens the way to produce new drug type promising for the use in pharmaceutical, food and cosmetic industries. The research focused on obtaining of L-ascorbic acid and isomaltite conjugate in an aqueous ethanol (40%) medium. The method of the target product isolation involves thermostating at 50 deg. C for 1 h of the solution containing equimolar amounts (0.001 mmol) of components, followed by slow solvent removal at 25 deg. C for 24 h. The processes dynamics were examined by molecular spectroscopy through sequential sampling. The optical density values at 350 Nm in the electronic spectra and band positions of 1,674 and 1,754 1/cm in the IR-Fourier spectra of the solutions indicate no component destruction during thermostating. Due to treatment with carbon tetrachloride or diethyl ether, the syrupy matter obtained after removing the solvent crystallizes yellowish powder (0.32 g, melting point at 146.6 deg. C). The structure of this powder was studied by the IR-Fourier spectroscopy. The spectra were recorded in the transmission mode (in the KBr tablets) and using the diffusion reflection method enabling to record changes in the absorption bands characteristic positions of the molecular complex formation. The transmission spectra of the high-frequency area indicate the involvement of 1-O-glycosylated isomaltite component in the conjugation with ascorbic acid. Displacements of the oscillation bands of the C=C, C−O and C−O−H bonds in the diffusion reflection spectrum of the isolated product relative to their position in the spectra of the initial components in the low-frequency region indicate the interaction of the indole fragment of ascorbic acid with the secondary OH groups of the acyclic component of isomaltite. Structural analogues of the studied molecular conjugate are promising antioxidant preparations. This determines the further study relevance of its properties. | Образование молекулярных комплексов L-аскорбиновой кислоты с различными биологически активными веществами открывает пути к получению препаратов нового типа, перспективных к применению в фармацевтической, пищевой и косметической индустрии. В настоящей работе изучена возможность получения конъюгата L-аскорбиновой кислоты с изомальтитом в водно-этанольной (40%) среде. Методика выделения целевого продукта предполагает термостатирование раствора, содержащего эквимолярные количества (0,001 моль) компонентов (при 50 град. С, 1 ч), с последующим медленным удалением растворителя в течение 24 ч (при 25 град. С). Значения оптической плотности при 350 нм в электронных спектрах и положение полос 1 674 и 1 754 1/см в ИК-Фурье спектрах растворов свидетельствуют об отсутствии деструкции компонентов в ходе термостатирования. Полученная после удаления растворителя сиропообразная масса при обработке четыреххлористым углеродом или диэтиловым эфиром выкристаллизовывает порошок желтоватого цвета (0,32 г, Тпл 146,6 град.), строение которого исследовалось методом ИК-Фурье спектроскопии. Спектры регистрировались в режиме пропускания (в таблетках KBr) и с применением метода диффузионного отражения, что позволило фиксировать характерные для образования молекулярных комплексов изменения в положениях полос поглощения. Спектры пропускания высокочастотной области свидетельствуют об участии в конъюгации с аскорбиновой кислотой 1-О-гликозилированного компонента изомальтита. Смещения полос колебаний связей С=С, С−О и С−О−Н в спектре диффузионного отражения выделенного продукта относительно их положения в спектрах исходных компонентов в низкочастотную область указывают на взаимодействие ендиольного фрагмента аскорбиновой кислоты с вторичными ОН-группами ациклической составляющей изомальтита. Структурные аналоги изученного молекулярного конъюгата являются перспективными антиокислительными препаратами, что обусловливает актуальность дальнейшего изучения их свойств.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Zhbanova, E.V. | Luk'yanchuk, I.V.

Strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) is one of the most popular and economically important berry crops widely cultivated in the world. In recent years, there has been a significant increase in interest in breeding strawberry varieties rich in beneficial phytochemicals. The aim of the research was twofold: comprehensive assessment of fruit chemical composition in promising strawberry varieties and selected forms under the Central Chernozem Region conditions; selection sources for dietary (therapeutic and prophylactic) nutrition and technological processing. The research materials were 26 strawberry samples: varieties and selected forms created at the I.V. Michurin Federal Scientific Center using introgressive and intervarietal hybridization, as well as foreign varieties. Chemical composition of fruits was studied in 2018–2022 at the instrumental and analytical facilities using standard analysis methods. The following parameters of fruit chemical composition were determined: soluble solids – 11.0% Brix, total sugars – 7.9%, organic acids – 0.84%, ascorbic acid – 60.3 mg/100 g, anthocyanins – 59.3 mg/100 g. The highest sugar content (more than 9.0% according to long-term average data) was in strawberry varieties 'Lastochka', 'Flora' and in selected form 35-16 (922-67 x 'Maryshka'). Optimal acidity was noted in all investigated strawberry samples. High sugar-acid index was registered in the varieties 'Lastochka' (15.2), 'Yarkaya' (11.6), 'VimaZanta' (12.2), as well as in selected forms 26-5 ('Rubinovy kulon' x 298-19-9-43 – 11.5) and 928-12 (298-19-9-43 x 'Privlekatelnaya' – 11.4). Selected form 56-7 ('Gigantella Maxim' x 'Privlekatelnaya') had high vitamin C content (90.8 mg/100 g according to long-term average data); maximum value of this trait – 110.4 mg/100g. In selected form 25-1 ('Rubinovy kulon' x 'Maryshka'), we also registered high vitamin C content – 79.1 mg/100 g according to long-term average data; 84.9 mg/100 g maximum value of this trait. Varieties 'Flora' and 'Privlekatelnaya' were distinguished by darker colouring and higher anthocyanin accumulation (long term average data – 66.8 and 76.5 mg/100 g, respectively). According to long-term average data, accumulation of more than 100 mg/100 g of anthocyanins was observed in selected forms 21-14 ('Urozhainaya' CGL x 'Rubinovy kulon'), 25-1 ('Rubinovy kulon' x 'Maryshka'), 35-1 (922-67 x 'Maryshka'). In the research course, we identified genotypes with high fruit quality parameters; they can be recommended for use in dietary nutrition, food processing and freezing, as well as for further breeding work. | Цель исследования - оценка химического состава плодов перспективных сортов и отборных форм (ОФ) земляники в условиях Центрально-Черноземного района и выделение источников для диетического питания и технологической переработки. Объекты: сорта земляники, созданные методами интрогрессивной и межсортовой гибридизации в Федеральном научном центре им. И. В. Мичурина, и зарубежные сорта (всего 26 образцов). Химический состав плодов изучали в 2018–2022 гг. стандартными методами. Определены следующие параметры: содержание растворимых сухих веществ – 11,0% Brix, суммы сахаров – 7,9%, органических кислот – 0,84%, аскорбиновой кислоты – 60,3 мг/100 г, антоцианов – 59,3 мг/100 г. Наибольшим содержанием сахаров (более 9,0% по средним многолетним данным) отличались сорта Ласточка, Флора, ОФ 35-16 (922-67 x Maryshka). Все исследованные образцы характеризовались оптимальной для культуры земляники кислотностью. Высокий сахаро-кислотный индекс отмечен у сортов Ласточка (15,2), Яркая (11,6), VimaZanta (12,2), ОФ 26-5 (Рубиновый кулон x 298-19-9-43 – 11,5), 928-12 (298-19-9-43 x Привлекательная – 11,4). Высоким содержанием витамина С (90,8 мг/100 г по средним многолетним данным) характеризовалась ОФ 56-7 (Gigantella Maxim x Привлекательная). Максимальное значение признака у нее достигало 110,4 мг/100 г. Значительным накоплением витамина С отличалась ОФ 25-1 (Рубиновый кулон x Maryshka) – среднее многолетнее – 79,1 мг/100 г, максимальное – 84,9 мг/100 г. Темной окраской плодов и повышенным накоплением антоцианов характеризовались сорта Флора и Привлекательная (среднее многолетнее значение – 66,8 и 76,5 мг/100 г соответственно). Более 100 мг/100 г антоцианов по средним многолетним данным отмечено у ОФ 21-14 (Урожайная ЦГЛ x Рубиновый кулон), 25-1 (Рубиновый кулон x Maryshka), 35-1(922-67 x Maryshka). Выделенные генотипы, обладающие высокими показателями качества плодов, рекомендованы для использования в диетическом питании, технологической переработке и замораживании.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kulishova, K.E. | Rudometova, N.V.

To prevent further degradation of partially oxidized beta-carotene, inclusion complexes based on beta-cyclodextrin and antioxidants (alpha-tocopherol (vitamin E), ascorbic acid, and vanillin) have been developed. The complexes were obtained by the solid-phase method with intensive stirring for four hours with periodic moistening to the state of a paste, then dried in a desiccator at a temperature of 2…5 degree C, and ground to a powder. The content of beta-carotene in the complexes was determined on a Varian-LC 920 high-performance liquid chromatograph with a Hypersil 5 AA-ODS 200 x 2.1 mm column using a diode array detector with automatic control and data processing based on Galaxie software. The influence of antioxidants and beta-cyclodextrin on the stability of beta-carotene in conditions of ultraviolet irradiation and storage at a temperature of 2…5 degree C is considered. It is noted that the best results are observed in complexes with the inclusion of alpha-tocopherol (mass ratio of beta-cyclodextrin: beta-carotene: alpha-tocopherol – 2:1:1) and vanillin (mass ratio of beta-cyclodextrin: beta-carotene: vanillin – 6:3:1). Under the influence of ultraviolet irradiation, the degradation of beta-carotene in the composition of the complex slows down by 4 (alpha-tocopherol) and 3 (vanillin) times. During long-term storage, the oxidation of beta-carotene in complexes with the addition of alpha-tocopherol and vanillin slows down by 60%. The stability of beta-carotene in the composition of the complex is almost not influenced by ascorbic acid, but the processes of complexation between beta-cyclodextrin and antioxidants, as well as other factors, can affect it significantly. | Для предотвращения дальнейшей деградации частично окисленного бета-каротина разработаны комплексы включения на основе бета-циклодекстрина и антиокислителей: альфа-токоферола (витамин Е), аскорбиновой кислоты и ванилина. Комплексы получали твердофазным способом при интенсивном перемешивании в течение четырех часов при периодическом увлажнении до состояния пасты, далее высушивали в эксикаторе при температуре 2…5 град. C и измельчали до однородного порошка. Массовую долю бета-каротина в составе комплексов определяли на высокоэффективном жидкостном хроматографе Varian-LC 920 с колонкой Hypersil 5 AA-ODS 200 x 2,1 мм с использованием диодно-матричного детектора с автоматическим управлением и обработкой данных на базе программного обеспечения Galaxie. Рассмотрено влияние антиокислителей и бета-циклодекстрина на стабильность бета-каротина при воздействии ультрафиолетового облучения и при хранении при температуре 2…5 град. C. Отмечено, что наилучшие результаты наблюдаются у комплексов с включением альфа-токоферола (массовое соотношение бета-циклодекстрин: бета-каротин: альфа-токоферол 2:1:1) и ванилина (массовое соотношение бета-циклодекстрин: бета-каротин: ванилин 6:3:1). Под действием ультрафиолетового облучения деградация бета-каротина в составе комплекса замедляется в 4 (альфа-токоферол) и 3 (ванилин) раза. При длительном хранении окисление бета-каротина в комплексах с добавлением альфа-токоферола и ванилина замедляется на 60%. На стабильность бета-каротина в составе комплекса практически не оказывает влияния аскорбиновая кислота, но могут влиять как процессы комплексообразования между бета-циклодекстрином и антиокислителями, так и другие факторы.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Tyapkina , D.Yu. | Slugina, M.A. | Kochieva, E.Z.

Аскорбиновая кислота (аскорбат, витамин С) играет важную роль в различных метаболических процессах и у растений, и у человека, поэтому увеличение содержания аскорбата в клетках растений при помощи селекционных подходов важно для повышения как пищевой ценности плодов, так и устойчивости растений к стрессу. В данной работе амплифицированы, клонированы и секвенированы гомологи гена GME1, играющего ключевую роль в биосинтезе аскорбата, у томата овощного и 11 дикорастущих видов томата. Структурный анализ показал низкую степень вариабельности гена GME1 у изученных образцов. В кодирующих последовательностях GME1 выявлено 28 однонуклеотидных замен (single nucleotide polymorphisms, SNPs), из которых только две (G2E и E281D) приводили к несинонимичным заменам у видов S. neorickii и S. peruvianum var. dentatum. Анализ мотивов и доменов белка GME1 томатов не выявил каких-либо специфических мотивов ни на межвидовом уровне, ни на более отдаленных таксономических уровнях. Наблюдаемый высокий консерватизм GME1 у достаточно эволюционно отдаленных видов томата, по всей видимости, служит свидетельством функциональной значимости этого фермента для синтеза аскорбата и, опосредованно, для защиты от стрессовых факторов, прежде всего фотостресса. Корреляцию между аминокислотными (нуклеотидными) заменами и содержанием аскорбата в плодах не обнаружили. При сравнительном межвидовом органоспецифическом анализе и анализе зависимости количества аскорбата в зрелых плодах у сортов и дикорастущих образцов от уровня экспрессии GME1 также не выявили связи между транскрипционной активностью GME1 и концентрацией аскорбата. Можно также предположить, что определяющее влияние на конечное содержание аскорбата в созревшем плоде томата, вероятно, оказывает не интенсивность экспрессии GME1 на завершающей стадии созревания плода, а то, насколько ген GME1 был активен на более ранних стадиях созревания. | Ascorbic acid (ascorbate, vitamin C) plays an important role in various metabolic processes in both plants and humans, therefore, increasing the content of ascorbate in plant cells using breeding approaches is important for increasing both the nutritional value of fruits and plant resistance to stress. In this study, there are amplified, cloned and sequenced novel GME1 gene homologues, thereby playing a key role in ascorbate biosynthesis in cultivated tomato and 11 wild tomato species. Structural analysis showed a low GME1variability level of in tomato species. In the GME1 coding sequences, 28 SNPs were identified, of which only two led to nonsynonymous aminoacid substitutions (G2E and E281D) in S. neorickii and S. peruvianum var. dentatum. Analysis of GME1 motifs and domains did not reveal any specific motifs either at the interspecific level or at more distant taxonomic levels. The high GME1 conservatism observed in quite evolutionarily distant tomato species is most likely due to the functional significance of this enzyme for the ascorbate synthesis and, indirectly, for protection from stress factors, primarily photostress. No correlation was found between amino acid or nucleotide substitutions and ascorbate levels in fruits. Expression analysis, including comparative interspecies organ-specific analysis and analysis of the dependence of the ascorbate content in mature fruits in tomato cultivars and wild species accessions and the GME1 expression level, also did not reveal a relationship between transcriptional levels and ascorbate concentration. It can also be assumed that the final ascorbate content in the ripe tomato fruit may be influenced not by the intensity of GME1 expression at the last stage of fruit ripening, but by how this gene was active at earlier stages of ripening.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation