Изучение антоцианов в кожуре и мякоти клубней гибридов картофеля (Solanum tuberosum L.)

   Актуальность. Антоцианы в картофеле привлекают особое внимание в качестве компонентов функционального питания. В настоящее время все больший интерес вызывают исследования об использовании антоцианов для животных и человека, помимо их важной роли в жизни растений.

   Цель исследования – идентифицировать количественный и качественный состав антоцианов в клубнях ценных гибридов картофеля приморской селекции.

   Объектом исследований служили пять перспективных гибридов картофеля (Solanum tuberosum L.) различных групп спелости из
конкурсного сортоиспытания ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки».

   Исследования проводили в 2018-2023 годах в условиях полевого и лабораторного экспериментов Приморского края РФ. Антоцианы разделяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Компоненты идентифицировали методами масс-спектрометрии второго порядка.

   Результаты. Дана оценка гибридов по содержанию антоцианов тканей клубня – кожуры и мякоти. Отмечены сортообразцы с содержанием антоцианов в обеих частях клубня: При-15-12-14 (петунидин-3-арабинозид: 310,0 и 91,1 мг/кг; цианидин-3-глюкозид: 149,8 и 39,8 мг/кг), При-14-52-2 (петунидин-3-арабинозид: 360,0 и 143,0 мг/кг; цианидин-3-глюкозид: 80,4 и 81,2 мг/кг). Выделившиеся образцы имеют окрашенную кожуру: фиолетовую и сине-фиолетовую. Мякоть с фиолетовым пигментом была свойственна генотипам –При-14-52-2 и При-15-12-14. Гибриды При-15-12-14 и При-14-52-2 отличились наибольшим содержанием суммарного количества антоцианов в мякоти – 130,9 и 224,2 мг/кг соответственно. В результате исследований в клубнях исследуемых образцов выявлено восемь различных антоцианов: дельфинидин-3-глюкозид, дельфинидин-3-рамнозил-5-глюкозид, петунидин-3-глюкозид, мальвидин-3-глюкозид, цианидин-3-глюкозид, цианидин-3-рамнозил-5-глюкозид, пеларгонидин-3-глюкозид, петунидин-3-арабинозид. Установлено, что для клубней с розовой и красной кожурой характерно наличие пеларгонидин-3-глюкозида. Петунидин-3-глюкозид и цианидин-3-глюкозид обеспечивают фиолетовую окраску кожуры. Выделенная группа сортообразцов рекомендуется для использования в диетическом питании и целенаправленных скрещиваниях селекции.

1. Quina F.H., Moreira J.P.F., Vautier-Giongo C., Rettori D., Rodrigues R., A. Freitas et al. Photochemistry of anthocyanins and their biological role in plant tissues. Pure Appl. Chem. 2009;81(9):1687-1694. doi: 10.1351/PAC-CON-08-09-28.

2. Onslow M.W. The anthocyanin pigments of plants. Second ed. Cambrige: University Press; 2014.

3. Mierziak J., Kostyn K., Kulma A. Flavonoids as important molecules of plant interactions with the environment. Molecules. 2014;19(10):16240-16265. doi: 10.3390/molecules191016240.

4. Kalita D., Jayanty S.S. Comparison of polyphenol content and antioxidant capacity of colored potato tubers, pomegranate and blueberries. J. Food Proc. Technol. 2014;(5):358. doi: 10.4172/2157-7110.1000358.

5. Schieber A., Saldana M.A. Potato peels: a source of nutritionally and pharmacologically interesting compounds – a review. Food. 2009;3(2):23-29. https://doi.org/10.7939/R33T9DM0H.

6. Zhang Y., Jung C.S., De Jong W.S. Genetic analysis of pigmented tuber flesh in potato. Theor. Appl. Genet. 2009;119(1):143-150. doi: 10.1007/s00122-009-1024-3.

7. Поливанова О.Б., Гинс Е.М. Антиоксидантная активность пигментированного картофеля (Solanum tuberosum L.), содержание антоцианов, их биосинтез и физиологическая роль. Овощи России. 2019;(6):84-90. doi: 10.18619/2072-9146-2019-6-84-90. EDN ITVJJO.

8. Eichhorn S., Winterhalter P. Anthocyanins from pigmented potato (Solanum tuberosum L.) varieties. Food Res. Int. 2005;38(8/9):943-948. doi: 10.1016/j.foodres.2005.03.011.

9. Козлова Л.Н., Пискун Г.И., Корзан А.А., Незаконова О.Б., Рядинская Е.А. Взаимосвязь между суммарной антиоксидантной способностью и морфологическими характеристиками клубней картофеля. Картофелеводство. 2020;27(2):37-41. EDN: LNBJEK.

10. Choi M.K., Park S.J., Eom S.H., Kang M.H. Anti-diabetic and hypolipidemic effects of purple-fleshed potato in streptozotocin-induced diabetic rats. Food Sci. Biotechnol. 2013; 22: 1-6. doi: 10.1007/s10068-013-0231-5.

11. Kaspar K.L., Park J.S., Brown C.R., Mathison B.D., Navarre D.A., Chew B.P. Pigmented potato consumption alters oxidative stress and inflammatory damage in men. J. Nutr. 2011;141:108-111. doi: 10.3945/jn.110.128074.

12. Lemos M.A., Aliyu M.M., Hungerford G. Influence of cooking on the levels of bioactive compounds in Purple Majesty potato observed via chemical and spectroscopic means. Food Chem. 2015;173:462-467. doi: 10.1016/j.foodchem.2014.10.064.

13. Bellumori M., Innocenti M., Michelozzi M., Cerretani L., Mulinacci N. Coloured-fleshed potatoes after boiling: Promising sources of known antioxidant compounds. J. Food Composit. Anal.2017;59:1-7. doi: 10.1016/j.jfca.2017.02.004.

14. Bellumori M., Nancy A., Silva Ch., Vilca L., Andrenelli L., Cecchi L. et al. A Study on the Biodiversity of Pigmented Andean Potatoes: Nutritional Profile and Phenolic Composition. Molecules. 2020;25(3169):1-17. doi: 10.3390/molecules25143169.

15. Ezekiel R., Singh N., Sharma S., Kaur A. Beneficial phytochemicals in potato – a review. Food Res. Int. 2013;50:487-496. doi: 10.1016/j.foodres.2011.04.025.

16. Мелешина О.В., Мелешин А.А. Создание картофеля с повышенной антиоксидантной активностью – перспективное направление в селекции современных сортов. В кн.: Материалы научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства картофеля». М. 2018. С. 129-139. EDN: XSIMQP.

17. Гинс Е.М., Москалев Е.А., Поливанова О.Б., Митюшкин А.В., Симаков Е.А. Оценка содержания веществ с антиоксидантной активностью в образцах картофеля коллекции исходных родительских форм Федерального исследовательского центра картофеля имени А.Г. Лорха. Вестник РУДН. Серия: Агрономия и животноводство. 2020;15(3):242-252. doi: 10.22363/2312-797X-2020-15-3-242-252. EDN: IHYMLA.

18. Tian J., Chen J., Ye X., Chen S. Health benefits of the potato affected by domestic cooking : a review. Food Chem. 2016;202:165-175. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.01.120.

19. Стрыгина К.В., Хлесткина Е.К. Синтез антоцианов у картофеля (Solanum tuberosum L.): генетические маркеры для направленного отбора. Сельскохозяйственная биология. 2017;52(1):37-49. doi: 10.15389/agrobiology.2017.1.37rus. EDN: YFQFCR.

20. Feller A., Machemer K., Braun E.L., Grotewold E. Evolutionary and comparative analysis of MYB and bHLH plant transcription factors. Plant J. 2011;66(1) 94-116. doi: 10.1111/j.1365-313X.2010.04459.x.

21. Andre C.M., Ourfir M., Guignard C., Hoffman L., Hausman J.F., Evers D. et al. Antioxidant profiling of native Andean potato tubers (Solanum tuberosum L.) reveals cultivars with high levels of beta-carotene, alpha-tocopherol, chlorogenic acid, and petanin. J. Agric. Food Chem. 2007;55(26):10839-10849. doi: 10.1021/jf0726583.

22. Симаков Е.А., Митюшкин А.В., Журавлев А.А., Митюшкин Ал-др В., Гайзатулин А.С. Сравнительная оценка исходного материала картофеля в селекции на повышение питательной ценности клубней. Картофелеводство. 2020;27(2):30-36.

23. Ким И.В., Клыков А.Г. Перспективы развития картофелеводства на Дальнем Востоке. Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2018;3(199):12-15. EDN: VPWXQW.

24. Lewis C.E., Walker J.R.L., Lancaster J.E., Sutton K.H. Determination of anthocyanins, flavonoids and phenolic acids in coloured potatoes. I: Coloured cultivars of Solanum tuberosum L. J. Sci. Food Agric. 1998;77(1):45-57. doi: 10.1002/(SICI)1097-0010(199805)77:1<45::AID-JSFA1>3.0.CO;2-S