Столовая свекла является важным источником натурального красного пищевого красителя беталаина (E162), обладающего противовоспалительными, антимикробными и антиканцерогенными свойствами.
Благодаря этим и другим полезным качествам краситель используют, в том числе, при производстве продуктов функционального питания. Например, для придания цвета сухим зерновым завтракам, йогуртам, суфле и пастам из творога, а также мороженому и различным десертам.
Как выяснили ученые ВИР им. Вавилова для более эффективного извлечения красного пигмента выбор сроков уборки урожая следует ориентировать на абиотические факторы среды, а не на величину корнеплода. Их исследование показало, что со временем накопительного эффекта пигментов не происходит. Поэтому, ждать, когда вырастет большой корнеплод, где большую часть будет занимать мякоть не стоит. К тому же, согласно данным, гораздо больше пигментов накапливается в кожуре, а не в мякоти.
Ученые также выделили морфологические признаки листовой поверхности и формы корнеплода, которые имеют сильную корреляцию с повышенным содержанием пигмента. Таким образом, при выборе сорта для извлечения красителя предпочтение следует отдавать среднеспелым сортам с округлыми и некрупными корнеплодами, большим количеством узких листовых пластинок, короткими и тонкими черешками.
Чтобы определить оптимальные сроки уборки, ученые ВИР исследовали динамику изменения содержания красных (бетацианинов) и желтых (бетаксантинов) пигментов у образцов столовой свеклы из коллекции ВИР в связке с изменениями температуры среды. Испытания проходили в течение вегетационного периода 2021 года на полях ВИР.
«Как показали исследования к перепадам температуры была более чувствительна кожура свеклы. В свою очередь пигментный состав мякоти отрицательно реагировал на осадки. В обоих случаях количество пигментов резко снижалось на вторые-третьи сутки. Из-за чего собирать урожай через три дня после дождя или во время жаркой погоды может быть бессмысленно», – рассказывает Диана Соколова, старший научный сотрудник, куратор коллекций свеклы, шпината и амаранта ВИР.
Работа проходит в рамках проекта РНФ (№ 21-66-00012), цель которого создать линии зерновых, зернобобовых, овощных, бахчевых, плодовых и других культур с именным в нужную сторону биохимическим составом семян, плодов или корнеплодов, которые будут отвечать требованиям рынка диетического и функционального питания.
Применяемые методы позволят быстрее создавать генетическое разнообразие, которое может быть со временем представлено в севообороте производственных полей. Конечным итогом данного направления станет предселекционный материал столовой свеклы с более высоким содержанием красного пигмента в корнеплодах.
Как пояснила директор крупнейшего в России производителя натуральных красителей – Компании АО «ЭКО РЕСУРС» Нина Деменок, в производстве действительно наиболее целесообразны сорта, имеющие повышенное содержание красящих веществ: «Ведь чем выше концентрация красящего пигмента в овощах, тем большую насыщенность цвета мы имеем в нашем красителе и соответственно производителю потребуется меньшие дозировки, чтобы получить желаемый результат в конечном продукте». В настоящий момент сырьем для производства красителей Компании АО «ЭКО РЕСУРС» являются, в том числе, черная морковь и красная кукуруза. Эти культуры закупаются за границей и для выделения из них красителей требуются большие объемы.
В этой связи, по словам Нины Деменок, возможность выращивать на территории России и конкретно Северо-Запада отечественные сорта свеклы с повышенным содержанием пигмента и подобранным сроком уборки может значительно сократить транспортные издержки и стать альтернативным источником натуральных пищевых красителей тем культурам, которые в России не выращиваются.
В настоящее время учеными лаборатории постгеномных исследований ВИР, в том числе, уже сформированы выборки образцов столовой свеклы, контрастных по окраске корнеплодов, из них выделены ДНК и определен перечень ключевых генов биосинтеза беталаинов.
Информация о статье: Diana V. Sokolova, Natalia A. Shvachko, Aleksandra S. Mikhailova and Vitaliy S. Popov, «Betalain Content and Morphological Characteristics of Table Beet Accessions: Their Interplay with Abiotic Factors», Agronomy (2022)
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № № 21-66-00012 «Создание с использованием генетических технологий и изучение новых линий растений, адаптированных к меняющимся условиям окружающей среды, обладающих повышенной продуктивностью и диетической ценностью»
Фото: Диана Соколова
