Влияние дозаривания на биохимические показатели плодов томата (Solanum lycopersicum L.) оранжевой окраски

Актуальность. При создании сортов и гибридов томата уделяется большое внимание не только коммерческой составляющей (урожайности, внешнему виду и равномерному созреванию), но и вкусовым качествам продукции, относящиеся к органолептическим показателям. Все больше востребованы салатные сорта томата с жёлтыми, оранжевыми и розовыми плодами. Как правило, такие плоды долго не хранятся, в связи с чем необходимо увеличить их лёжкость и транспортабельность. Плоды данной группы томата имеют высокую антиоксидантную активность, которая обусловлена не только значительным содержанием водорастворимых антиоксидантов (например, аскорбиновой кислоты), но и каротиноидами. Сохранность плодов во многом зависит от содержания сухого вещества.

Цель исследования – изучение биохимических показателей оранжевоокрашенных плодов томата при разных условиях дозаривания.

Материалы и методы. Растения выращивали в поликарбонатных теплицах лаборатории селекции и семеноводства паслёновых культур ФГБНУ ФНЦО. В лабораторно-аналитическом отделе был изучен биохимический состав плодов томата при уборке с поля и после закладки на хранение в фазе молочной спелости по следующим показателям: сухое вещество, аскорбиновая кислота, суммарное содержания водорастворимых антиоксидантов, титруемая кислотность, моносахаров, полифенолы и каротиноиды.

Результаты. Процент сухого вещества в оранжевоокрашенных плодах томата не изменяется при хранении, даже несколько повышается. Содержание сухого вещества в плодах из открытого грунта несколько выше, чем в плодах из теплицы. Содержание аскорбиновой кислоты в плодах с желто-оранжевой окраской плодов после закладки на дозаривание уменьшается в 1,2-1,4 раза, а сахаров в 1,4 раза. Однако в зрелых плодах, сразу после сбора, содержание данных соединений несколько выше, чем в плодах после дозаривания. Отмечена тенденция по снижению суммарного содержания водорастворимых антиоксидантов при дозаривании (в 1,1-1,7 раза). 

1. Surikhina T.N., Meshcheryakova R.A., Telegina G.A. Features of vegetable production in the context of the COVID-19 pandemic. Potatoes and vegetables. 2021;(9):22-26. doi.org/10/25630/PAV/2021/83/31/003 (in Russ.)

2. GOST 8756.1-2017 Processed fruits, vegetables and mushrooms. Methods for determining organoleptic indicators, mass fraction of constituents, net weight or volume. M. Standartinform. 2019. 12 p. (in Russ.)

3. The Tomato Genome Consortium. The tomato genome sequences provides insights into fleshy fruit evolution. Nature. 2012;(485):635-641. https://doi.org/10.1038/nature11119

4. Powell A.L.T., Nguyen C.V., Hill T., Cheng K.L.L., Figueroa-Balderas R., Aktas H., Ashrafi H., Pons C., Fernández-Muñoz R., Vicente A., LopezBaltazar J., Barry C.S., Liu Y., Chetelat R., Granell A., Van Deynze A., Giovannoni J.J., Bennett A.B. Uniform ripening Encodes a Golden 2-like Transcription Factor Regulating Tomato Fruit Chloroplast Development. Science. 2012;(336):1711–1715.

5. Tieman D., Zhu G., Resende M.F.R. Jr., Lin T., Nguyen C., Bies D., Rambla J.L., Beltran K., Taylor M., Zhang B., Ikeda H., Liu Z., Fisher J., Zemach I., Monforte A., Zamir D., Granell A., Kirst M., Huang S., Klee H. A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor. Science. 2017;(355):391–394. https://doi.org/10.1126/science.aal1556.

6. Gulin A.V., Donskaya V.I., Katakaev N.H. Criterion for assessing the quality of tomato fruits by the content of sugars and acids. News of FSVC. 2019;(2):79-82. (in Russ.)

7. Rodriguez-Amaya D.B. Update on natural food pigments – A mini-review on carotenoids, anthocyanins, and betalains. Food Research International. 2019;(124):200-205. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.05.028

8. Hee Ju Yoo, Woo Jung Park, Gyu-Myung Lee, Chang-Sik Oh, Inhwa Yeam, Dong-Chan Won, Chang Kil Kim, Je Min Lee. Inferring the genetic determinates of fruit colors in tomato by carotenoid profiling. Molecules. 2017;(22):764. https://doi.org/10.3390/molecules22050764

9. Deineka V.I., Burzhinskaya T.G., Deineka L.A., Blinova I.P. Determination of carotenoids in tomato fruits of various colors. Journal of Analytical Chemistry. 2021;76(2):135-142. https://doi.org/10.31857/S0044450220120063 (in Russ.)

10. DiMascio P., Raiser S., Sies H. Lycopene as the most effective biological capotenoid singlet oxygen. Arch Biochem Biophys. 1989;(274):532-538.

11. Nisar N., Li L., Lu S., Khin N.C., Pogson B.J. Carotenoid metabolism in plants. Mol. Plant. 2015; 8(1):68-82. https://doi.org/10.1016/j.molp.2014.12.007

12. Goderska K., Dombhare K., Radziejewska-Kubzdela E. Evaluation of probiotics in vegetable juices: tomato (Solanum lycopersicum), carrot (Daucus carota subsp. sativus) and beetroot juice (Beta vulgaris). Archives of Microbiology. 2022;204(6):300. https://doi.org/10.1007/s00203-022-02820-1

13. Jurić S., Vlahoviček-Kahlina K., Jurić O., Uher S.F., Jalšenjak N., Vinceković, M. Increasing the lycopene content and bioactive potential of tomato fruits by application of encapsulated biological and chemical agents. Food Chemistry. 2022;(393):133341. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133341

14. Shen Nan, Wang Tongfei, Gan Quan, Liu Sian, Wang Li, Jin Biao. Plant flavonoids: Classification, distribution, biosynthesis, and antioxidant activity. Food Chemistry. 38330. 132531 July 2022. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132531

15. Smith C.J.S., Watson C.F., Ray J., Bird C.R., Morris P.C., Schuch W., Grierson D. Antisense RNA inhibition of polygalacturonase gene expression in transgenic tomatoes. Nature. 1988;(334):724–726.

16. Kondratyeva I.Yu. Private selection of tomato. Moscow. 2010. P. 266. (in Russ.)

17. Kondratyeva I.Yu., Golubkina N.A. Tomato lycopene and β-carotene. Vegetable crops of Russia. 2016;(4):80-83. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2016-4-80-83 (in Russ.)

18. Guidelines for the selection of varieties and hybrids of tomato for open and protected ground. Moscow. 1986. (in Russ.)

19. Maximova T.V., Nikulina I.N., Pakhomov V.P., Shkarina E.I., Chumakova Z.V., Arzamastsev A.P. Method for determination of antioxidant activity. Description of the invention for the patent of the Russian Federation. М. 2001. RU2170930 С1. (in Russ.)

20. Sapozhnikova E.V., Dorofeeva L.S. Determination of ascorbic acid content in stained plant extracts by iodometric method. Canning and dry industry. 1966;(5):29-31. (in Russ.)

21. Ermakov A.I., Arasimovich V.V., Yarosch N.P., Peruansky U.A., Lukovnikova G.A., Ikonnikova M.I. Methods of biochemical research. L., Agropromizdat. 1987. 430 р. (in Russ.)

22. Andryushchenko V.K. Methods of optimization of biochemical selection of vegetable crops. Kishinev, "Stiinza", 1981. Р.30-34. (in Russ.)

23. Determination of sugars in vegetables, berries and fruits. Cyanide method of determination of sugars in plants. Practicum on agrochemistry, ed. by V.V. Kidin. Moscow, publishing house "Kolos". 2008. Р.236-240. (in Russ.)

24. Navez B., Letard M., Graselly D., Jost J. Tomatoes: criteria for quality. Infos CTIFL. 1999;(155):41–47.

25. Golubkina N.A., Kekina E.G., Molchanova A.V., Antoshkina M.S., Nadezhkin S.M., Soldatenko A.V. Plants Antioxidants and methods for their determination. 2020. 181 р. (in Russ.)

26. Misin V.M., Klimenko I.V., Zhuravleva T.S. On the suitability of gallic acid as a standard for an antioxidant formulation. Competence. 2014;7(118):46- 51(in Russ.)

27. Rodriguez-Amaya D.B. A guide to carotenoid analysis in foods. 2001. Washington. OMNI Research. 65 p.

28. Golubkina N.A., Molchanova A.V., Tareeva M.M., Babak O.G., Nekrashevich N.A., Kondratieva I.Y. Quantitative thin-layer chromatography in the assessment of carotenoid composition of tomato Solanum lycopersicum. Vegetable crops of Russia. 2017;(5):96-99. DOI:10.18619/2072-9146-2017-5-96-99 (in Russ.)

29. Dospekhov B.A. Method of field experiment. M., Agropromizdat. 1985. (in Russ.)

30. Kondratieva I.Yu. Early-ripening cold-resistant tomato varieties for open field. Sowing, planting, care, harvesting, storage, processing. M., VNIISSOK. 2016. 112 р. (in Russ.)

31. Apak R., Gorinstein S., Böhm V., Schaich K. M., Özyürek M., Güçlü K. Methods of measurement and evaluation of natural antioxidant capacity / activity (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. 2013;85(5):957-998.

32. Kołton A., Długosz-Grochowska O., Wojciechowska R., Czaja M. Biosynthesis regulation of folates and phenols in plants. Scientia Horticulturae. 2022;(291):110561. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110561

33. Croft R.D. The chemistry and biological effects of flavonoids and phenolic acids. Annual NY Academic Science. 1998;(854):435-442.

34. Helmja K., Vaher M., Gorbatšova J., Kaljurand M. Characterization of bioactive compounds contained in vegetables of the Solanaceae family by capillary electrophoresis. Proc. Estonian Acad. Sci. Chem. 2007;56(4):172- 186.

35. Khandaker L., Ali Md.B., Oba S. Total polyphenol and antioxidant activity of red amaranth (Amaranthus tricolor L.) as affected by different sunlight level. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 2008;7(4):395-401.

36. Mondal K., Sharma N.S., Malhotra S.P., Dhawan K., Singh R. Antioxidant systems in ripening tomato fruits. Biologia Plantarum. 2004;48(1):49-53. DOI:10.1023/B:BIOP.0000024274.43874.5b

37. Zhu F., Wen W., Cheng J., Fernie A.R. The metabolic changes that effect fruit quality during tomato fruit ripening. Molecular Horticulture. 2002;(2):2. DOI:10.1186/s43897-022-00024-1

38. Brashlyanova B., Pevicharova G. Effects of cold storage and ripening on antioxidant components in tomatoes. Book in Acta Horticulturae. 2009;(830):349-353. DOI:10.17660/ActaHortic.2009.830.49

39. Wrzodak A., Gajewski M. Effect of 1-MCP treatment on storage potential of tomato fruit. Journal of Horticultural Research. 2015;23(2):121-126. DOI10.2478/johr-2015-0023

40. Wrzodak A., Adamicki F., Gajewski M. Effect of 1-methylcyclopropene on postharvest quality of Tomato fruit (Lycopersicon esculentum Mill.) during storage. Acta Hortic. 2015;(1071):211-218 DOI: 10.17660/ActaHortic.2015.1071.23