RUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesRUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство2312-797X2312-7988Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba1950910.22363/2312-797X-2019-14-3-225-238Crop productionРастениеводствоResearch ArticleNutritional value of vegetable Amaranthus tricolor L. seedlings grown in Moscow regionПищевая ценность сеянцев овощного вида Amaranthus tricolor L., выращенных на зелень рассадным способом в условиях Московской областиSergievIskren GeorgievСергиевИскрен Георгиев

Associate professor, PhD, Institute of Plant Physiology and Genetics

доцент, доктор наук, Институт физиологии и генетики растений

iskren@bio21.bas.bgTodorovaDesislava AleksandrovaТодороваДесислава Александрова

Associate professor, PhD, Institute of Plant Physiology and Genetics

доцент, доктор наук, руководитель (регуляторы роста и развития растений), Институт физиологии и генетики растений

dessita@bio21.bas.bgGinsValentina KarlovnaГинсВалентина Карловна

Doctor of Biological Sciences, professor, chief researcher at Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry and Introduction

доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории физиологии и биохимии растений и интродукции

anirr@bk.ruMotylevaSvetlana MikhailovnaМотылеваСветлана Михайловна

Candidate of Agricultural Science, Associate Professor, Head of Laboratory of Physiology and Biochemistry

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий лаборатории физиологии и биохимии

iskren@bio21.bas.bgGinsEkaterina MuratovnaГинсЕкатерина Муратовна

Junior Researcher

младший научный сотрудник

iskren@bio21.bas.bgMoskalevEvgeny AleksandrovichМоскалевЕвгений Александрович

Junior Researcher

младший научный сотрудник

iskren@bio21.bas.bgInstitute of Plant Physiology and Genetics, Bulgarian Academy of SciencesИнститут физиологии и генетики Болгарской академии наукFederal Scientific Vegetable CenterФедеральный научный центр овощеводстваAll-Russian Horticultural Institute for Breeding, Agrotechnology and NurseryВсероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководстваLorch Potato Research InstituteВсероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха15122019143VOL 14, NO3 (2019)ТОМ 14, №3 (2019)22523803102019Copyright ©; 2019, Sergiev I.G., Todorova D.A., Gins V.K., Motyleva S.M., Gins E.M., Moskalev E.A.Copyright ©; 2019, Сергиев И.Г., Тодорова Д.А., Гинс В.К., Мотылева С.М., Гинс Е.М., Москалев Е.А.2019Sergiev I.G., Todorova D.A., Gins V.K., Motyleva S.M., Gins E.M., Moskalev E.A.Сергиев И.Г., Тодорова Д.А., Гинс В.К., Мотылева С.М., Гинс Е.М., Москалев Е.А.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/19509

The use of amperometric express method made it possible to measure quickly and evaluate content of waterand alcohol-soluble antioxidants in extracts from Amaranthus tricolor L. plants. Accumulation of low molecular weight antioxidants: ascorbic acid, beta-cyanine (amaranthine) and the total content of antioxidants in various organs of Valentina amaranth seedlings were studied. The maximum amount of low molecular weight antioxidants accumulates in leaves, compared with roots and stems of seedlings grown in open and protected ground. In open ground conditions, amaranth leaves and stems have 1.5-fold and 2-fold increased level of ascorbic acid than seedlings grown in protected ground. But the total content of water-soluble antioxidants in leaves and roots of seedlings is lower compared to seedlings of protected ground. Minimum amount of antioxidants was found in alcohol extracts of stems and roots in open ground, while the total content of antioxidants in stems and roots was 1.6 fold higher in seedlings grown in protected soil. The content of amaranthine is comparable in the studied organs of amaranth seedlings of both cultivation variants. The data obtained allow to recommend use of leaves and stems of amaranth seedlings grown in open and protected ground (early spring and autumn), as a preventive antioxidant dietary product.

Использование амперометрического экспресс-метода позволило оперативно измерить и оценить содержание водои спирторастворимых антиоксидантов в экстрактах из растений Amaranthus tricolor L. Исследовали накопление низкомолекулярных антиоксидантов: аскорбиновой кислоты, бетацианина - амарантина и суммарное содержание антиоксидантов в различных органах сеянцев амаранта сорта Валентина. Максимальное количество низкомолекулярных антиоксидантов накапливается в листьях, по сравнению с корнями и стеблями сеянцев, выращенных в открытом и защищенном грунте. В условиях открытого грунта уровень аскорбиновой кислоты в листьях в 1,5 и в стеблях амаранта в 2 раза выше, чем в сеянцах в защищенном грунте. В то время как суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов в листьях и корнях сеянцев меньше по сравнению с сеянцами защищенного грунта. В спиртовых экстрактах стеблей и корней обнаружено минимальное количество антиоксидантов в открытом грунте, при этом суммарное содержание антиоксидантов в стеблях и корнях в 1,6 раза выше у сеянцев защищенного грунта. Содержание амарантина сравнимо в исследованных органах сеянцев амаранта обоих вариантов выращивания. Полученные данные позволяют рекомендовать использование листьев и стеблей сеянцев амаранта, выращенных в открытом и защищенном грунте (ранней весной и осенью), в качестве профилактического антиоксидантного продукта диетического назначения.

Amaranthus tricolor L. seedlingswater and alcohol extractslow molecular weight antioxidantsamaranthineascorbic acidopen groundprotected groundсеянцы Amaranthus tricolor Lводные и спиртовые экстрактынизкомолекулярные антиоксидантыамарантинаскорбиновая кислотаоткрытый грунтзащищенный грунтRastogi A, Shukla S. Amaranth: A new millennium crop of nutraceutical values. Critical reviews in food science and nutrition. 2013; 53(2):109—125. doi: 10.1080/10408398.2010.517876Rastogi A., Shukla S. Amaranthus: A new millennium crop of nutraceutical values // Critical reviews in food science and nutrition. 2013. Vol. 53. P. 109—125. doi:10.1080/ 10408398.2010.517876Bhattacharyya B, Johri BM. Amaranthaceae. In: Bhattacharyya B, Johri BM. (eds.) Flowering plants: Taxonomy and phylogeny. Delphi: Narosa Publishing House; 1998. p. 113.Bhattacharyya B., Johri B.M. Amaranthaceae // Bhattacharyya B. Johri B.M (Eds.), Flowering plants: Taxonomy and phylogeny. Delphi : Narosa Publishing House, 1998. P. 113—113.Das S. Systematics and taxonomic delimitation of vegetable, grain and weed Amaranthus: a morphological and biochemical approach. Genet Resour Crop Evol. 2012; 59(2):289-303. doi: 10.1007/s10722-011-9684-7Das S. Systematic and taxonomic delimitation of vegetable, grain and weed Amaranthus: a morphological and biochemical approach // Genet Resour crop Evol. 2012. № 59. P. 289—303.Peter K, Gandhi P. Rediscovering the therapeutic potential of amaranthus species: A review. Egyptian Journal of Basic and applied Sciences. 2017; 4(3):196-205. Available from: doi: 10.1016/ j.ejbas. 2017.05.001Kavita Peter, Puneet Gandhi. Rediscovering the therapeutic potential of amaranthus species: A review // Egyptian Journal of Basic and applied Sciences. 2017. http: dx.doi.org/10.1016/ j.ejbas.2017.05.001Rahmatullah M, Hosain M, Rahman S, Akter M. Antyhyperglycaemic and antinociceptive activity evaluation of methanolic extract of whole plant of Amaranthus tricolor L. (Amaranthaceae). Afr. J. Trad. Complement Altern Med. 2013; 10(5):408-411. doi: 10.4314/ajtcam.v10i5.31Rahmatullah M., Hosain M., Rahman S. et all. Antyhyperglycaemic and antinociceptive activity evaluation of methanolic extract of whole plant of Amaranthus tricolor L. (Amaranthaceae) // Afr. J. Trad. Complement Altern Med. 2013. № 10. P. 408—411.Aneja S, Vats M, Aggarwal S, Sardana S. Phytochemistry and hepatoprotective activity of aqueous extract of Amaranthus tricolor Linn. roots. J. Ayurveda Integr. Med. 2013; 4(4):211-215. doi: 10.4103/0975-9476.123693Aneja S., Vats M., Aggarwal S., Sardana S. Phytochemistry and hepatoprotective activity of aqueous extract of Amaranthus tricolor Linn. Roots // J. Ayurveda Integr. Med. 2013. 4. P. 211—215.Clemente AC, Desai PV. Evaluation of the hematological, hypoglycemic, hypolipidemic and antioxidant properties of Amaranthus tricolor leaf extract in rat. Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 2011; 10(5):595-602. doi: doi.org/10.4314/tjpr.v10i5.Clemente A.C., Desai P.V. Evaluation of the hematological, hypoglycemic, hypolipidemic and antioxidant properties of Amaranthus tricolor leaf extract in Rat // Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 2011. № 10. P. 595—602.Sarker U, Islam MT, Rabbani MG, Oba S. Variability, heritability and genetic association in vegetable amaranth (Amaranthus tricolor). Spanish Journal of Agricultural Research. 2015; 13(2):1–8. doi: 10.5424/sjar/2015132-6843Sarker U., Islam M.T., Rabbani M.G., Oba S. Variability, heritability and genetic association in vegetable amaranth (Amaranthus tricolor) // Spanish Journal of Agricultural Research. 2015. Vol. 13. № 2. P. 1—8. doi: 10.5424/sjar/2015132-6843Sarker U, Islam MT, Rabbani MG, Oba S. Genotype variability in composition of antiox- idant vitamins and minerals in vegetable amaranth. Genetika. 2015; 47(1):85–96. doi: 10.2298/GENSR1501085SSarker U., Islam M.T., Rabbani M.G., Oba S. Genotype variability in composition of antioxidant vitamins and minerals in vegetable amaranth // Genetika. 2015. Vol. 47. P. 1. P. 85–96. doi: 10.2298/GENSR1501085SRobbins RJ. Phenolic acids in foods: an overview of analytical methodology. J. Agric Food Chem. 2003; 51(10):2866-2887. doi: 10.1021/jf026182tRobbins R.J. Phenolic acids in foods: an overview of analytical methodology // J. Agric Food Chem. 2003. Vol. 51. P. 2866—2887.Berberich S. History of amaranth. Agric. Res. 1980; 29(4):14.Berberich S. History of amaranth // Agric. Res. US. 1980. Vol. 29. № 4. P. 14.Gins MS, Gins VK, Kononkov PF. Introduktsiya amaranta v Rossii [Amaranth introduction in Russia]. Мoscow. 2019. (In Russ).Гинс М.С., Гинс В.К. Кононков П.Ф. Интродукция амаранта в России. М., 2019.Gins MS, Gins VK, Kononkov PF, Pivovarov VF, Romanova EV, Osokin IE, Gins EM. Tekhnologiya vyrashchivaniya ovoshchnogo (listovogo) amaranta [Technology for growing vegetable (leaf) amaranth]. Moscow: RUDN Publ.; 2017. (In Russ).Гинс М.С., Гинс В.К., Кононков П.Ф., Пивоваров В.Ф., Романова Е.В., Осокин И.Е., Гинс Е.М. Технология выращивания овощного (листового) амаранта. М., 2017.Baiwas M, Dey S, Sen R. Betalains from Amaranthus tricolor L. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2013; 1(5):87-95.Mousumi Baiwas, Satyahari Dey, Ramkrishna Sen. Betalains from Amaranthus tricolor L. // Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2013. Vol. 1 № 5. P. 87—95.Sapozhnikova EV, Dorofeeva LS. Determination of ascorbic acid content in colored plant extracts by iodometric method. Food industry. 1966; (5):29—31. (In Russ).Сапожникова Е.В., Дорофеева Л.С. Определение содержания аскорбиновой кислоты в окрашенных растительных экстрактах йодометрическим методом // Консервная и овощесушильная промышленность. 1966. № 5. C. 29—31.Gins M.S., Gins V.K., Baykov A.A., Romanova E.V., Kononkov P.F., Torres M.K., Lapo O.A. Metodika analiza summarnogo soderzhaniya antioksidantov v listovykh i listostebel'nykh ovoshchnykh kul'turakh [Methodology for the analysis of the total content of antioxidants in leafy and leafy vegetable crops]. Moscow: RUDN Publ.; 2013. (In Russ).Гинс М.С., Гинс В.К., Байков А.А., Романова Е.В., Кононков П.Ф., Торрес М.К., Лапо О.А. Методика анализа суммарного содержания антиоксидантов в листовых и листостебельных овощных культурах. М., 2013.Gins MS, Gins VK. Fiziko-biokhimicheskie osnovy introduktsii i selektsii ovoshchnykh kul'tur [Physico-biochemical fundamentals of the introduction and selection of vegetable crops]. Moscow: RUDN Publ.; 2011. (In Russ).Гинс М.С., Гинс В.К. Физико-биохимические основы интродукции и селекции овощных культур. М. : РУДН, 2011, 128 с.Sarker U, Oba S. Drought stress effects on growth, ROS markers, compatible solutes, phenolics, flavonoids, and antioxidant activity in Amaranthus tricolor. Appl Biochem Biotechnol. 2018; 186(4):999-1016. doi.org/10.1007/s12010-018-2784-5Sarker U., Oba S. Drought stress effects on growth, ROS markers, compatible solutes, phenolics, flavonoids, and antioxidant activity in Amaranthus tricolor. Appl Biochem Biotechnol. 2018. Vol. 186. № 4. P. 999—1016. doi.org/10.1007/s12010-018-2784-5Piattelli M. Betalains. In: Goodwin TW. (ed.) Chemistry and biochemystry of plant pigments. N.Y.: Acad. Press; 1976. p.560-596.Piattelli M. Betalains // Chemistry and bioche-mystry of plant pigments / Goodwin TW., ed. N.Y. : Acad. Press, 1976. P. 560—596.Blokhina O, Fagerstedt KV. Oxidative metabolism, ROS and NO under oxygen deprivation. Plant Physiology and Biochemistry. 2010; 48(5):359–373. doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.01.007Blokhina O., Fagerstedt K.V. Oxidative metabolism, ROS and NO under oxygen deprivation // Plant Physiology and Biochemistry. 2010. Vol. 48. № 5. Р. 359–373. doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.01.007Vladimirov YA, Proskurnina EV, Demin EM, Matveeva NS, Lyubitsky OB, Novikov AA. et al. Dihydroquercetin (taxifolin) and other flavonoids as inhibitors of the formation of free radicals at key stages of apoptosis. Biochemistry. 2009; 74(3):372-379.Владимиров Ю.А., Проскурина Е.В., Демин Е.М., Матвеева Н.С., Любицкий О.Б., Новиков А.А., Измайлов Д.Ю., Осипов А.Н., Тихонов В.П., Каган В.Е. Дигидрокверцетин (таксифолин) и другие флавоноиды как ингибиторы образования свободных радикалов на ключевых стадиях апоптоза // Биохимия. 2009. Т. 74. № 3. С. 372—379.