(1)DARBAS ATLIKTAS FARMAKOGNOZIJOS KATEDROJE PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Agrotechnikos veiksnių įtaka obuolių fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimui“

(1)

DARBAS ATLIKTAS FARMAKOGNOZIJOS KATEDROJE PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ

Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Agrotechnikos veiksnių įtaka obuolių fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimui“.

1. Yra atliktas mano paties (pačios).

2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.

3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą naudotos literatūros sąrašą.

Elektroniniu laišku patvirtinu, o darbas bus pasirašytas pasibaigus karantino ir ekstremaliosios situacijos dėl COVID-19 pandemijos Lietuvos Respublikoje laikotarpiui.

2020-05-06 Monika Tallat-Kelpšaitė

(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)

PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE

Patvirtinu lietuviu kalbos taisyklingumą atliktame darbe.

2020-05-06 Monika Tallat-Kelpšaitė

MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADA DĖL DARBO GYNIMO

2020-05-21 Valdimaras Janulis

(2)

MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS FARMAKOGNOZIJOS KATEDROJE

2020-05-21 Sonata Trumbeckaitė

(aprobacijos data ) (katedros (klinikos, instituto) vedėjo (-os) (vadovo (-ės)) (parašas) vardas, pavardė)

Baigiamojo darbo recenzentas

(vardas, pavardė) (parašas)

Baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:

(data) (gynimo komisijos sekretoriaus (-ės) vardas, pavardė) (parašas)

(3)

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS FARMACIJOS FAKULTETAS

FARMAKOGNOZIJOS KATEDRA

MONIKA TALLAT-KELPŠAITĖ

AGROTECHNIKOS VEIKSNIŲ ĮTAKA OBUOLIŲ FENOLINIŲ JUNGINIŲ KOKYBINĖS IR KIEKINĖS SUDĖTIES ĮVAIRAVIMUI

Magistro baigiamasis darbas

Darbo vadovas Prof., habil. dr. Valdimaras Janulis

KAUNAS, 2020

(4)

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS FARMACIJOS FAKULTETAS

FARMAKOGNOZIJOS KATEDRA

TVIRTINU:

Farmacijos fakulteto dekanė prof. dr. Ramunė Morkūnienė Data

AGROTECHNIKOS VEIKSNIŲ ĮTAKA OBUOLIŲ FENOLINIŲ JUNGINIŲ KOKYBINĖS IR KIEKINĖS SUDĖTIES ĮVAIRAVIMUI

Magistro baigiamasis darbas

Recenzentas Data

Darbo vadovas

Prof., habil. dr. Valdimaras Janulis Data

Darbą atliko Magistrantė

Monika Tallat-Kelpšaitė Data

KAUNAS, 2020

(5)

TURINYS

SANTRAUKA ... 5

SUMMARY ... 6

SANTRUMPOS ... 7

ĮVADAS ... 8

DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ... 10

1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 11

1.1. Obels (Malus Mill.) genties augalų apibūdinimas, paplitimas ir morfologiniai požymiai ... 11

1.2. Obels (Malus Mill.) genties cheminės sudėties tyrimai ... 12

1.3. Vaismedžių konkurencinės įtampos reguliavimo įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui ... 14

1.4. Vaismedžių geografinės augimo vietos įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui15 1.5. Vaismedžių augumo reguliavimo įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui ... 17

1.6. Vaismedžių mechanizuoto genėjimo įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui .. 19

1.7. Vaisiaus augimo vietos vaismedyje įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui .... 20

1.8. Literatūros apžvalgos apibendrinimas ... 21

2. TYRIMO METODIKA ... 22

2.1. Tyrimo objektas ... 22

2.2. Tiriamųjų obuolių augimo sąlygos ... 22

2.3. Tyrimo metu naudoti reagentai ... 24

2.4. Tyrimo metu naudota aparatūra ... 24

2.5. Obuolių ėminių ekstraktų paruošimas ... 25

2.6. Tyrimo metodai ... 26

2.6.1.Antioksidacinio aktyvumo in vitro nustatymas ... 26

2.6.2.Efektyviosios skysčių chromatografijos metodika ... 27

2.7. Tyrimo duomenų analizė ... 28

(6)

3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 29

3.1. Obelų, augintų skirtingomis konkurencinės įtampos sąlygomis, vaisių ėminių fenolinių junginių kiekinės sudėties ir jų ekstraktų antioksidacinio aktyvumo in vitro tyrimai ... 29

3.2. Obelų, augusių skirtingose šalyse, vaisių ėminių fenolinių junginių kiekinės sudėties ir jų ekstraktų antioksidacinio aktyvumo in vitro tyrimai ... 32

3.3. Obelų, kurioms taikytas skirtingas vaismedžių augumo reguliavimas, vaisių ėminių fenolinių junginių kiekinės sudėties ir jų ekstraktų antioksidacinio aktyvumo in vitro tyrimai ... 34

3.4. Obelų, kurioms taikyti skirtingi genėjimo metodai, vaisių ėminių fenolinių junginių kiekinės sudėties ir jų ekstraktų antioksidacinio aktyvumo in vitro tyrimai ... 37

3.5. Obuolių, skintų nuo skirtingų vaismedžio vainiko vietų, ėminių fenolinių junginių kiekinės sudėties ir jų ekstraktų antioksidacinio aktyvumo in vitro tyrimai ... 41

3.6. Rezultatų apibendrinimas ... 43

4. IŠVADOS ... 45

5. PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS ... 47

6. LITERATŪROS ŠALTINIAI ... 48

7. PRIEDAI ... 54

(7)

SANTRAUKA

M. Tallat-Kelpšaitės magistro baigiamasis darbas / mokslinis vadovas prof., habil. dr.

Valdimaras Janulis; Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Farmacijos fakulteto Farmakognozijos katedra. Kaunas, 2020.

Pavadinimas: Agrotechnikos veiksnių įtaka obuolių fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimui.

Darbo tikslas – nustatyti skirtingų agrotechnikos veiksnių įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimui, įvertinti obuolių ekstraktų antioksidacinį aktyvumą in vitro.

Darbo uždaviniai: 1. Įvertinti vaismedžių konkurencinės įtampos poveikį obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro. 2. Nustatyti vaismedžių geografinės augimo vietos įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro. 3. Įvertinti vaismedžių augumo reguliavimo įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro. 4. Nustatyti obelų mechanizuoto genėjimo įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro. 5. Įvertinti vaisiaus augimo vietos vaismedyje įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro.

Tyrimo objektas ir metodai. Tyrimams naudoti 'Auksis', 'Ligol', 'Rubin' veislių obuolių, užaugintų taikant įvairias agrotechnikos priemones, ėminiai. Fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties analizė atlikta ESC metodu. Antioksidacinis aktyvumas nustatytas spektrofotometriniu metodu, naudojant DPPH ir FRAP reagentus.

Rezultatai ir išvados. Didžiausias bendras fenolinių junginių kiekis (6,044±0,233 mg/g) nustatytas 3 × 1,00 m tankumu augusių obelų vaisiuose. Rečiausiai augusių obelų vaisiai sukaupė didžiausią flavan-3-olių kiekį. Didžiausias bendras fenolinių junginių kiekis (4,862±0,056 mg/g) nustatytas Estijoje paruoštų obuolių ėminiuose, mažiausias kiekis (1,701±0,075 mg/g) – Lenkijoje paruoštų obuolių ėminiuose. Nustatytas dėsningas fenolinių junginių didėjimas šiaurės rytų kryptimi.

Tiriant vaismedžių augumo reguliavimo įtaką, mažiausias bendras fenolinių junginių kiekis (2,210±0,063 mg/g) nustatytas kalcio proheksadionu per vieną kartą nupurkštų obelų vaisių ėminiuose.

Mechanizuotai iš abiejų pusių genėtų vaismedžių vaisiuose nustatytas didžiausias bendras fenolinių junginių kiekis (3,368±0,104 mg/g) ir reikšmingai didesni flavan-3-olių kiekiai. Didžiausias fenolinių junginių kiekis (2,580±0,132 mg/g) nustatytas obuolių, skintų nuo rytinės vainiko pusės, ėminiuose, mažiausias kiekis (1,914±0,311 mg/g) – nuo viršutinės vainiko dalies skintų obuolių ėminiuose.

Raktiniai žodžiai: Malus, obuoliai, fenoliniai junginiai, efektyvioji skysčių chromatografija, antioksidacinis aktyvumas.

(8)

SUMMARY

The title of the master thesis. Influence of agrotechnical factors on variance of qualitative and quantitative composition of phenolic compounds in apples.

The aim of the research: to determine the influence of different agrotechnical factors on variance of qualitative and quantitative composition of the phenolic compounds in apple samples and to assess the antioxidant activity of their extracts in vitro.

The objectives of the research: 1. To evaluate the effect of competitive tension of fruit trees on the qualitative and quantitative composition of phenolic compounds in apple samples and to assess the antioxidant activity of their extracts in vitro. 2. To evaluate the effect of geographical apple-tree location on the qualitative and quantitative composition of phenolic compounds in apple samples and to assess antioxidant activity of their extracts in vitro. 3. To evaluate the effect of apple-tree growth regulation on the qualitative and quantitative composition of phenolic compounds in apple samples and to assess antioxidant activity of their extracts in vitro. 4. To evaluate the effect of mechanized pruning of apple-tree on the qualitative and quantitative composition of phenolic compounds in apple samples and to assess antioxidant activity of their extracts in vitro. 5. To evaluate the effect of fruit location in the canopy on the qualitative and quantitative composition of phenolic compounds in apple samples and to assess antioxidant activity of their extracts in vitro.

The results and conclusions of the research. The highest total amount of phenolic compounds (6,044±0,233 mg/g) was detected in apple fruits grown at a density of 3 × 1,00 m. In the lowest density grown apple-tree fruits accumulated the highest amount of flavan-3-ols. The highest total amount of phenolic compounds (4,862±0,056 mg/g) was detected in apples grown in Estonia, the lowest amount (1,701±0,075 mg/g) was detected in apples grown in Poland. There was detected a tendentious increase of phenolic compounds to the north-east direction. In the study of the effect of fruit tree growth regulation, the lowest total amount of phenolic compounds (2,210±0,063 mg/g) was detected in the fruit of apples sprayed with prohexadione-calcium once. The highest total amount of phenolic compounds (3,368±0,104 mg/g) and significantly higher levels of flavan-3-ols were detected in the fruits of mechanically on both sides pruned apple-trees. The highest total amount of phenolic compounds (2,580±0,132 mg/g) was detected in apples picked from the eastern side of the crown, the lowest amount (1,914±0,311 mg/g) was detected in apples picked from the upper part of the crown.

Key words: Malus, apple, phenolic compounds, high performance liquid chromatography, antioxidant activity.

(9)

SANTRUMPOS

DPPH – 2,2-difenil-1-pikrilhidrazilo radikalas;

ESC – efektyvioji skysčių chromatografija;

FRAP – geležies redukcijos antioksidacinė galia (angl. Ferric reducing antioxidant power);

Pro-Ca – kalcio proheksadionas;

TE – trolokso ekvivalentas;

TPTZ – 2,4,6-tri-(2-piridil)-1,3,5-triazinas;

VK – variacijos keoficientas;

v/v – tūrių santykis.

(10)

ĮVADAS

Pasaulyje asmens sveikatos priežiūros sistema skiria vis didesnį dėmesį ligų prevencijai, sveikai gyvensenai ir gyvenimo kokybės gerinimui, tai lemia didėjantį žmonių susidomėjimą natūralios kilmės produktais, maisto papildais ir augaliniais vaistiniais preparatais [1]. Tradicinės medicinos integravimas į sveikatos priežiūros sistemą, natūralios kilmės produktų ir augalinių vaistinių preparatų naudojimo skatinimas yra numatomas Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) patvirtintoje 2014–2023 m. tradicinės medicinos strategijoje, kurios pagrindiniai tikslai yra užtikrinti saugių, veiksmingų ir kokybiškų augalinių vaistinių preparatų tiekimą į rinką, didinti jų prieinamumą ir racionalų vartojimą [2]. Yra apskaičiuota, kad pasaulyje yra apie 420000 augalų rūšių, tačiau dėl ribotų žinių sveikatinimo tikslams yra naudojama tik apie 35000 rūšių, daugumos jų pritaikymas pagrįstas tradicine medicina [3]. Tobulėjantis mokslas ir technologijos leidžia mokslininkams ieškoti perspektyvių augalinių žaliavų, tirti jų cheminę sudėtį, biologiškai aktyvių junginių kiekybinį įvairavimą ir poveikį žmogaus organizmui bei atrasti naujas panaudojimo galimybes [4].

Žmonės kartu su augalinės kilmės maistu gauna biologiškai aktyvių junginių, kurie siejami su gera sveikata ir padeda išvengti daugelio ligų [5]. Norint pasiekti prevencinį poveikį, žmogus su maistu turi gauti reikiamą kiekį biologiškai aktyvių medžiagų, todėl itin svarbu tirti augalinės kilmės produktų cheminę ir kiekinę sudėtį bei užtikrinti jų kokybę [6]. Lietuvoje ir pasaulyje obuoliai yra vieni iš daugiausiai suvartojamų vaisių [7]. 2017 m. duomenimis pasaulyje buvo užauginta virš 83 mln. tonų obuolių. Daugiausia obuolių užauginta Kinijoje (apie 41 mln. tonų), JAV (apie 5 mln.

tonų) ir Turkijoje (apie 3 mln. tonų). Lietuvoje 2017 m. buvo užauginta 87 367 tonų obuolių [8].

Visame pasaulyje dėl biologiškai aktyvių junginių gausos obuoliuose yra atliekami obuolių ir jų ekstraktų poveikio žmogaus sveikatai tyrimai. Obuoliuose nustatyti vitaminai, mikro- ir makroelementai, pektinai, organinės rūgštys ir fenoliniai junginiai [9, 10]. Fenoliniai junginiai yra vieni iš labiausiai mokslininkų tyrinėjamų biologiškai aktyvių junginių dėl jų poveikio sveikatai [11].

Fenoliniai junginiai pasižymi antioksidaciniu, priešuždegiminiu, antialerginiu, antikancerogeniniu, antihipertenziniu, kardioprotekciniu ir antimikrobiniu poveikiu [12, 13, 14]. Dėl antioksidacinio poveikio fenoliniai junginiai yra geresnė alternatyva nei sintetiniai antioksidantai, kurių naudojimas dėl sukeliamų šalutinių poveikių yra ribojamas [15]. Pramoniniuose obelų soduose yra naudojamos įvairios intensyvaus auginimo technologinės priemonės, kurios suteikia galimybę užauginti didesnį vaisių derlių ir reguliuoti išorinę vaisių kokybę [16]. Technologinių priemonių panaudojimas turi įtakos obuolių kokybiniams ir kiekiniams sudėties kitimams, todėl aktualu ištirti agrotechnikos veiksnių daromą įtaką obuolių fenolinių junginių sudėties pokyčių dėsningumams ir jų antioksidacinėms savybėms.

(11)

Mokslinio darbo naujumas. Mokslinėje literatūroje pateikta nedaug mokslinių publikacijų apie agrotechnikos veiksnių įtaką obuolių fenolinių junginių kokybiniam ir kiekiniam sudėties įvairavimui. Tikslinga ištirti ir nustatyti įvairių agrotechnikos veiksnių, tokių kaip vaismedžių augumo reguliavimo, jų konkurencinės įtampos, geografinės augimo vietos, mechanizuoto genėjimo, vaisiaus augimo vietos vaismedyje, įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai bei antioksidaciniam aktyvumui in vitro. Tyrimo metu gauti rezultatai pateiks naujų žinių apie skirtingų agrotechnikos veiksnių įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties kitimams, suteiks galimybę pateikti vartotojui aukštos kokybės, žinomos fenolinių junginių sudėties obuolius ir iš jų pagamintus produktus. Darbo tikslas – nustatyti skirtingų agrotechnikos veiksnių įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimui ir įvertinti obuolių ekstraktų antioksidacinį aktyvumą in vitro.

(12)

DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

Darbo tikslas – nustatyti skirtingų agrotechnikos veiksnių įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimui ir įvertinti obuolių ekstraktų antioksidacinį aktyvumą in vitro.

Uždaviniai:

1. Įvertinti vaismedžių konkurencinės įtampos poveikį obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro.

2. Nustatyti vaismedžių geografinės augimo vietos įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro.

3. Įvertinti vaismedžių augumo reguliavimo įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro.

4. Nustatyti obelų mechanizuoto genėjimo įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro.

5. Įvertinti vaisiaus augimo vietos vaismedyje įtaką obuolių fenolinių junginių kokybinei ir kiekinei sudėčiai ir jų ekstraktų antioksidaciniam aktyvumui in vitro.

(13)

1. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1. Obels (Malus Mill.) genties augalų apibūdinimas, paplitimas ir morfologiniai požymiai

Obels gentis (Malus Mill.) priklauso erškėtinių (Rosaceae Juss.) šeimai. Priklausomai nuo klasifikacijos šiai genčiai priskaičiuojamos 8–78 obelų rūšys. Malus gentis yra kilusi iš Kinijos, apie 80% visų šios genties rūšių yra vietinės [17, 18]. Yra daug skirtingų teorijų, aiškinančių naminės obels (M. domestica Borkh.) kilmę. Pirmasis ją aprašė Borkhausenas 1803 m., teigdamas, kad M. domestica Borkh. yra miškinės obels (M. sylvestris Mill.) ir rojaus obuolių (M. pumila Mill.) hibridas [18].

Vėlesni tyrimai parodė, kad naminė obelis galėjo kilti iš Centrinėje Azijoje augančios raudonosios obels (M. sieversii (Ledeb.) M. Roem.) [19, 20].

Malus genties obelys paplitusios Pietų, Vidurio ir Rytų Europoje, Centrinėje Azijoje ir Šiaurės Amerikoje [21, 22]. Lietuvoje natūralioje gamtoje auga miškinė obelis (M. sylvestris Mill.), o Malus genties veislės yra kultivuojamos [23]. Pasaulyje žinoma daugiau nei 7500 obelų veislių, kurios skiriasi atsparumu ligoms ir šalnoms, derlingumu, vaisių derėjimo laiku, vaisių dydžiu, forma, spalva ir skoniu.

Naminės obels (M. domestica Borkh.) tiksli kilmė nėra žinoma, mokslininkai vis dar diskutuoja šiuo klausimu. Taksonomiškai jai artimos rūšys yra uoginė obelis (M. baccata (L.) Borkh.), azijinė obelis (M. asiatica Nakai), slyvalapė obelis (M. prunifolia (Willd.) Borkh.), vyšniavaisė obelis (M. micromalus Makino), miškinė obelis (M. sylvestris Mill.) ir raudonoji obelis (M. sieversii (Ledeb.) M. Roem.) [20]. Seniau buvo teigiama, kad naminė obelis išsivystė iš miškinės obels, tačiau naujausi genomo tyrimai parodė, kad naminė obelis yra kilusi iš raudonosios obels, natūraliai augančios Centrinėje Azijoje [19]. Kultūrinės obelys taksonomiškai artimos miškinei obeliai, tačiau yra manoma, kad jos įtaka naminės obels evoliucijai nėra didelė. Obelų genomo panašumai aiškinami kaip vėlesnio kryžminimo ir tarprūšinės hibridizacijos rezultatai [24].

Sistematika:

Karalystė – augalai (Plantae);

Skyrius – magnolijūnai (Magnoliophyta);

Klasė – magnolijainiai (Magnoliopsida);

Poklasis – erškėčiažiedžiai (Rosidae Takht.);

Eilė – erškėtiečiai (Rosales Bercht., J. Presl);

Šeima – erškėtiniai (Rosaceae Juss.);

Pošeimis – obeliniai (Maloideae C. Weber);

(14)

Gentis – obelis (Malus Mill.);

Rūšis – naminė obelis (Malus domestica Borkh.) [25].

Visos Malus genties rūšys yra 3–12 m aukščio medžiai ar dideli krūmai, turintys platų, šakotą vainiką. Lapai pražanginiai, paprasti, kotuoti, skiautėti arba ištisiniai, su nukrintančiais prielapiais, dažniausiai kiaušiniški arba elipsiški, smailia viršūne, dantytais kraštais, lygiakraščiai arba smulkiai pjūkliški, 5–10 cm ilgio ir 2–5 cm pločio. Daugelio obelų lapų apačios yra padengtos pilkai sidabriškais plaukeliais. Augalas žydi balandžio–gegužės mėnesiais. Žiedai dvilyčiai, sudaryti iš penkių taurėlapių ir penkių vainiklapių, kvapnūs, po 4–6 susitelkę į skėtiškus žiedynus, vainiklapiai balti arba rausvi, 3–5 cm skersmens. Vaisius – obuolys, sudarytas iš 3–5 lizdų su 2–3 rudomis sėklomis kiekviename lizde. Obuoliai prinoksta liepos–spalio mėnesiais. Vaisiaus dydis priklauso nuo veislės, luobelė plona, prinokusių obuolių spalva paprastai yra raudona, geltona, žalia, rožinė arba raudona, dydis – įvairus. Minkštimas sultingas, gelsvos ar baltos spalvos, neturintis sukietėjusių ląstelių [26, 25, 18].

1.2. Obels (Malus Mill.) genties cheminės sudėties tyrimai

Obuoliuose nustatytos įvairių biologiškai aktyvių junginių grupės, iš kurių svarbiausią poveikį sveikatinimui turi fenoliniai junginiai [9]. Šie junginiai yra antriniai metabolitai, sintetinami iš fenilalanino, arba jo pirmtako – šikimo rūgšties ((3R,4S,5R)-3,4,5-trihidroksi-1-cikloheksen-1- karboksirūgšties) [27]. Obuoliuose nustatytos hidroksicinamono rūgštys, flavan-3-oliai, antocianinai, flavonoliai ir dihidrochalkonai, kurie gali būti esterių arba glikozidų pavidale, dažniausiai susijungę su galaktoze, gliukoze, ramnoze, arabinoze ar ksiloze [28]. Mokslininkų atliktuose tyrimuose nustatyta, kad bendras efektyviosios skysčių chromatografijos (ESC) metodu identifikuotų fenolinių junginių kiekis obuoliuose įvairuoja nuo 5,23 mg/g iki 27,24 mg/g absoliučiai sausos žaliavos [29].

Naudojant skysčių chromatografijos arba dujų chromatografijos kartu su masių spektometrija metodus, obuoliuose nustatyti šie fenolinių junginiai ir jų kiekiai: flavan-3-oliai (19,6–55,8 mg), flavonoliai (17,7–33,1 mg), fenolinės rūgštys (10,6–80,3 mg), dihidrochalkonai (1,0–9,3 mg) ir antocianinai (0,1–6,5 mg) [30]. Obuoliuose nustatyti flavan-3-olių monomerai – (-)-epikatechinas ir (+)-katechinas); flavan-3-olių dimerai – proantocianidinai (procianidinas B1 ir B2); flavan-3-olių oligomeras procianidinas C1; flavonoliai – kvercetinas ir jo glikozidai (kvercetino-3-O-rutinozidas (rutinas), kvercetino-3-O-galaktozidas (hiperozidas), kvercetino-3-O-gliukozidas (izokvercitrinas), kvercetino-3-O-ksilozidas (reinotrinas), kvercetino-3-O-ramnozidas (kvercitrinas), kvercetino-3-O-arabinozidas (avikuliarinas)); fenolinės rūgštys – hidroksicinamono rūgščių dariniai

(15)

(chlorogeno, sinapo, p-kumaro, ferulo, kavos rūgštys) ir hidroksibenzoinių rūgščių dariniai (galo rūgštis); dihidrochalkonai – floridzinas ir floretino-2-O-ksilogliukozidas; antocianinai – cianidino glikozidai (daugiausia nustatyta cianidino-3-galaktozido) [31, 30]. Fenolinių junginių koncentracijos tyrimo rezultatams įtakos turi ekstrakcijai naudoti tirpikliai ir ekstraktų analizės metodai, todėl vertinant skirtingų šaltinių duomenis būtina į tai atsižvelgti [18].

Flavonolių ir antocianinų daugiausiai nustatyta obuolių luobelėse, nors chlorogeno rūgštis daugiausiai kaupiasi vaisių minkštimuose, o floridzino didžiausias kiekis nustatytas vaisių sėklose.

Procianidinų, katechinų, hidroksicinamono rūgščių ir dihidrochalkonų daugiausia sukaupiama obuolių minkštimuose [32, 33]. Genetinė variacija, augimo laikotarpis, auginimo sezonas ir geografinė padėtis gali turėti įtakos obuolių fenolinių junginių kiekinei sudėčiai [34, 35]. Chlorogeno rūgšties ir floridzino kiekinė sudėtis įvairuoja tarp skirtingų metų derliaus obuolių ėminių, o katechinų ir procianidinų kiekinė sudėtis skirtingų metų derlių obuolių ėminiuose nekito [36]. Tiriant senovinių veislių obuolių ėminius, nustatyta, kad juose sukaupti didesni polifenolinių junginių kiekiai nei naujų komercinių veislių obuolių ėminiuose [14].

Obuoliuose identifikuoti įvairūs cukrūs, pektinai, skaidulinės medžiagos, mikro- ir makroelementai bei obuolių, vyno, citrinų, maleino, gintaro, chino, fumaro organinės rūgštys [37, 38].

Obuoliuose vyrauja obuolių rūgštis (919,06 mg/100 g absoliučios masės) ir citrinų rūgštis (24,43 mg/100 g absoliučios masės) [39]. Obuolių sėklose dominuojančios riebiosios rūgštys – palmitino rūgštis (C16:0), stearino rūgštis (C18:0), oleino rūgštis (C18:1), linoleno rūgštis (C18:2) ir α-linoleno rūgštis (C18:3). C18 klasei priklausančios riebiosios rūgštys sudaro daugiau nei 70% visų identifikuotų riebiųjų rūgščių. Obuolių ėminiuose identifikuotos aminorūgštys: alaninas, aspartatas, serinas ir glutaminas [38, 40]. Obuoliuose nustatytos mineralinės medžiagos – natris, kalis, kalcis, fosforas, magnis, varis ir cinkas – druskų pavidale. Obuoliai kaupia vitaminus – askorbo rūgštį, B grupės vitaminus, filochinoną (vitaminą K1), mažesnius kiekius tokoferolio (vitamino E) ir retinolio (vitamino A) [40].

Obuolių fitocheminė sudėtis yra nehomogeniška, nustatyti reikšmingi fenolinių rūgščių ir flavonoidų kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimai obuolių minkštimų ir luobelių ėminiuose [41].

Atliktų mokslinių tyrimų rezultatai suteikia galimybę tikslingai panaudoti obuolių minkštimus ir luobeles, išskiriant individualius biologiškai aktyvius junginius, ir juos panaudoti maisto papildų kūrimui ir kitų produktų gamybai. Skirtingų veislių obuolių luobelių ėminiuose nustatytas 2–6 kartus didesnis bendras fenolinių junginių kiekis nei obuolių minkštimų ėminiuose [14]. Nustatyta, kad kvercetino glikozidai yra kaupiami tik obuolių luobelėse [42].

(16)

1.3. Vaismedžių konkurencinės įtampos reguliavimo įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui

Vaismedžių konkurencinė įtampa tirta siekiant nustatyti optimalų obelų sodinimo tankumą, kuris užtikrintų efektyviausią derlių ir suteiktų galimybę užauginti geriausios prekinės išvaizdos obuolius [16]. Vaismedžių sodinimo tankumas daro įtaką fiziologiniams procesams vaismedžiuose, o tai lemia derliaus dydį, vaisių kokybę ir gautą pelną [43]. Vaismedžio derlingumas ir kokybė tiesiogiai priklauso nuo jo apšvietimo. Tinkamas atstumo tarp vaismedžių parinkimas užtikrina gerą vainiko apšvietimą, o į vaismedžio vainiką patekusios šviesos kiekis ir jos įsisavinimas daro poveikį kvėpavimo ir fotosintezės santykiui vaismedyje [44].

Nustatyta, kad vaismedžių konkurencinė įtampa gali lemti mažesnę vaisių masę, prastesnį nusispalvinimą ir mažesnį tirpių sausųjų medžiagų kiekį obuoliuose [45]. Atstumas tarp vaismedžių parenkamas atsižvelgiant į veislės ir poskiepio derinio augumą, vainiko formą bei regioną, kuriuose auginami vaismedžiai. Šaltesniuose regionuose vaismedžių konkurencija dėl saulės yra didesnė nei šiltesniuose regionuose, todėl atstumas tarp vaismedžių turės didesnę įtaką ir tinkamas vaismedžių apsodinimo tankis bus mažesnis. Optimalus vaismedžių tankis Šiaurės Europoje yra 3000-6000 medžių/ha [16, 46]. Šabajevienės ir kt. atlikto vaismedžių žydėjimo ir derlingumo tyrimo metu nustatyta, kad daugiausia žiedų suformavo ir derlingiausi buvo rečiausiai (3 × 1,00 m) pasodinti vaismedžiai, nors bendras derlingumas iš ploto vieneto buvo didžiausias tankiausiai (3 × 0,50) vaismedžiais apsodintuose plotuose [44]. Tyrimų metu nustatyta, kad rečiau pasodintų vaismedžių obuoliai pasižymėjo didesne mase. Kas 1,50 m augintose obelyse užaugo apie 18 proc. didesnės masės vaisiai lyginant su obelų, augintų kas 0,50 m, vaisiais. Tankiau susodintos obelys labiau konkuruoja tarpusavyje dėl maistinių medžiagų, vandens ir saulės šviesos, todėl užauga mažesnės masės vaisiai [16]. Nustatyta, kad vaismedžių sodinimo atstumas daro didelę įtaką sacharidų (gliukozės, fruktozės, maltozės) pokyčiams pirmamečių ūglių žievėje. Mokslininkų atlikto tyrimo metu nustatyta, kad 3 × 0,75 m tankumu pasodintų obelų ūglių žievėje buvo sukauptas didžiausias sacharidų kiekis [44].

Lietuvos mokslininkų atlikto tyrimo metu nustatyta, kad vaismedžių sodinimo atstumas nedaro įtakos bendro fenolinių junginių kiekio įvairavimui obuolių ėminiuose, tačiau pastebėta nežymi tendencija, kad fenolinių junginių kiekis didėja, kai atstumas tarp vaismedžių yra mažesnis ir pasireiškia didesnė konkurencinė įtampa. Tyrimo rezultatai parodė, kad kvercetino glikozidų ir floridzino kiekis obuolių ėminiuose didėja mažėjant atstumams tarp vaismedžių. Chlorogeno rūgšties kiekinės sudėties skirtumai tarp skirtingu atstumu augusių vaismedžių nebuvo reikšmingi.

Procianidino B1 mažiausias kiekis nustatytas obuolių, skintų nuo tankiausiai augančių vaismedžių, ėminiuose, o procianidino C1 šiuose obuolių ėminiuose nustatytas didžiausias kiekis. Obuolių, skintų

(17)

nuo skirtingais tankiais augusių vaismedžių, ėminių ekstraktų antiradikalinio aktyvumo skirtumai nebuvo statistiškai reikšmingi [16].

1.4. Vaismedžių geografinės augimo vietos įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui

Lietuvos mokslininkų atliktame tyrime nustatyta, kad vaismedžių augimo geografinė vieta turėjo įtakos 'Auksis' veislės obuolių cheminės sudėties įvairavimui. Didžiausias kiekis cukrų ir tirpių sausųjų medžiagų nustatytas Lietuvoje paruoštuose obuolių ėminiuose, mažiausias kiekis – Estijoje paruoštuose obuolių ėminiuose. Lietuvoje paruoštuose obuolių ėminiuose nustatytas apie 50 proc. didesnis sacharozės kiekis ir apie 11 proc. mažesnis gliukozės kiekis nei Estijoje paruoštuose obuolių ėminiuose. Lenkijos Respublikos sode užaugintų obuolių ėminiuose nustatytas iki 21 proc.

didesnis sorbitolio kiekis nei Baltijos šalių soduose užaugintų obuolių ėminiuose. Geografinė vaismedžių augimo vieta neturėjo įtakos 'Ligol' veislės obuolių bendro cukrų kiekio, tirpių sausųjų ir sausųjų medžiagų kiekio ir askorbo rūgšties kiekio įvairavimui. Reikšminga vaismedžių augimo geografinės vietos įtaka nustatyta obuolių fenolinių junginių kiekiniam įvairavimui. Flavan-3-olių, kvercetino glikozidų, chlorogeno rūgšties ir floridzino kiekis dėsningai didėjo vaisiams augant soduose, išsidėsčiusiuose šiaurės rytų kryptimi. Estijos Respublikos sode išaugintų obuolių ėminiuose kvercetino glikozidų nustatyta apie 56 proc. daugiau nei Lenkijos Respublikos sode išaugintų obuolių ėminiuose. Bendras fenolinių junginių kiekis taip pat dėsningai didėjo šiaurės rytų kryptimi. Estijos Respublikos sode išaugintų 'Auksis' veislės obuolių ėminiuose nustatytas apie 2,5 karto didesnis fenolinių junginių kiekis negu Lenkijos Respublikos sode išaugintų obuolių ėminiuose. Iš Estijos Respublikos obelų sodo skintų 'Ligol' veislės obuolių ėminiuose nustatytas 2 kartus didesnis fenolinių junginių kiekis nei iš Lenkijos Respublikos ir Lietuvos Respublikos sodų skintų obuolių ėminiuose.

Estijoje paruoštuose 'Auksis' ir 'Ligol' veislės obuolių ėminiuose nustatytas didesnis antiradikalinis ir redukcinis aktyvumas lyginant su Lietuvoje ir Lenkijoje paruoštais obuolių ėminiais. Nevienoda vaismedžių geografinės augimo vietos veiksnio įtaka fenolinių junginių kiekiniam įvairavimui 'Auksis' ir 'Ligol' veislės obuoliuose paaiškinama skirtinga šių obelų veislių genetine kilme, nevienodu gaunamos šviesos kiekiu ir skirtingu vegetacijos periodu [16].

Naujosios Zelandijos mokslininkai ištyrė įvairių obelų veislių, augusių skirtinguose Naujosios Zelandijos geografiniuose regionuose, fenolinių junginių įvairavimą obuolių luobelių ir minkštimų ėminiuose. 'Pacific Queen' veislės obuolių, augintų Naujosios Zelandijos pietinės salos centriniame Otago regione, luobelių ėminiuose nustatytas 2,5 karto didesnis bendras fenolinių junginių kiekis nei tos pačios veislės obuolių, augintų Naujosios Zelandijos šiaurinės salos rytiniame Hauko

(18)

įlankos regione, luobelių ėminiuose [47]. Mokslinių tyrimų duomenimis, žema nakties temperatūra ir intensyvus saulės apšvietimas obuolių nokimo metu lemia didesnį sukauptų antocianinų kiekį luobelėse. Kiti veiksniai, lemiantys fenolinių junginių įvairavimą tarp skirtinguose geografiniuose regionuose augusių obuolių luobelių, nėra ištirti [48]. 'Granny Smith' veislės obuolių, augintų Naujosios Zelandijos pietinės salos centriniame Otago regione, minkštimų ėminiuose nustatytas atitinkamai 2,1 ir 1,9 karto didesnis bendras fenolinių junginių kiekis nei tos pačios veislės obuolių, augintų Naujosios Zelandijos šiaurinės salos rytiniame Hauko įlankos ir Pietų salos šiaurinėje dalyje, minkštimų ėminiuose. Naujojoje Zelandijoje atlikto tyrimo metu pastebėta tendencija, kad skirtingų geografinių regionų aplinkos veiksniai daro nevienodą įtaką fenolinių junginių įvairavimui skirtingos veislės obuoliams. Priežastys ir aplinkos veiksniai, lemiantys geografinės augimo vietos įtaką tik kai kurioms obuolių veislėms, nėra ištirti [47].

Mokslininkai tyrinėdami medų nustatė, kad fenoliniai junginiai gali būti naudojami kaip žymenys maisto geografinei kilmei nustatyti [49]. Guo ir kt. nustatė, kad kafeilchinino rūgštis, p-kumaroilchininė rūgštis, (+)-katechinas, (-)-epikatechinas, procianidinas B1, floridzinas ir hidroksifloretin-2-gliukozidas yra svarbiausi junginiai klasifikuojant obuolių sultis pagal geografinę kilmę [50]. Slovėnijos mokslininkų atliktame tyrime, kuriame tirtos trijų rūšių obuolių sulčių ('Golden Delicious', 'Idared' ir 'Topaz') iš skirtingų Slovėnijos geografinių vietovių (Dinarų kalnų regiono, Panonijos regiono, Alpių kalnų regiono ir Viduržemio jūros regiono) pirminių ir antrinių metabolitų sudėties skirtumai. Nustatyta, kad fruktozės kiekis obuolių sultyse priklauso nuo geografinio regiono.

Didžiausias vidutinis fruktozės kiekis (80,9±25,6 g/l) nustatytas Viduržemio jūros regione. Didžiausias bendras hidroksicinamono rūgščių – chlorogeno rūgšties, kriptochlorogeno rūgšties, neochlorogeno rūgšties – kiekis nustatytas obuolių sultyse iš Viduržemio jūros ir Dinarų kalnų regionų. Didžiausias chlorogeno rūgšties kiekis (218 mg/l) nustatytas 'Idared' veislės obuolių sultyse iš Panonijos regiono, o mažiausias kiekis (66,5 mg/l) nustatytas 'Golden Delicious' veislės obuolių sultyse iš Alpių kalnų regiono. Floridzino kiekis įvairavo nuo 4,95 mg/l iki 44,7 mg/l, didžiausias kiekis nustatytas 'Idared' veislės obuolių sultyse iš Dinarų kalnų regiono. Bendras flavan-3-olių kiekis įvairavo nuo 85,7 mg/l (nustatyta 'Golden Delicious' veislės sultyse iš Alpių regiono) iki 285 mg/l (nustatyta 'Topaz' veislės sultyse iš Viduržemio jūros regiono) [51]. Ne visi obuolių cheminės sudėties komponentai patenka į obuolių sultis, pavyzdžiui, obuolių sultyse nėra antocianidinų, o kvercetino glikozidų ir dihidrochalkonų patenka tik nedideli kiekiai. Obuolių sulčių fenolinių junginių kokybinė ir kiekinė sudėtis gali pakisti sulčių apdorojimo ir laikymo metu, todėl tyrimai su obuolių sultimis ne visiškai tiksliai parodo fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimą obuolių vaisiuose [52].

(19)

1.5. Vaismedžių augumo reguliavimo įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui

Apie 5–10 proc. obelų žiedų užmezga vaisius, todėl intensyvaus žydėjimo metais obelis maistines medžiagas ir energiją panaudoja neproduktyviai, nes daugiausia jų sunaudoja žiedinių pumpurų formavimui, žydėjimui ir jaunų užsimezgusių obuolių sėklų auginimui [53]. Vaismedžių subrandinamų vaisių kiekį galima reguliuoti retinant žiedus arba vaisių užuomazgas. Tokios agrotechnikos priemonės užtikrina geresnės kokybės ir prekinės išvaizdos vaisių išauginimą. Žiedų retinimas turi teigiamą poveikį vaisių dydžiui, nusispalvinimui, tvirtumui, sukauptų organinių rūgščių kiekiui ir organoleptinėms savybėms [54]. Žiedų arba užuomazgų kiekį galima reguliuoti rankiniu, mechaniniu arba cheminiu būdu, pavyzdžiui, pritaikant vaismedžių kamieno įpjovimo, šaknų genėjimo, kalcio proheksadiono panaudojimo ir vasarinio genėjimo priemones [16].

Šiuolaikiniuose intensyvias auginimo technologines priemones taikančiuose obelų soduose auginami maži vaismedžiai, kurie užpildo visą jiems skirtą plotą. Didelio tankio vaismedžių sodai yra ekonomiškai naudingi, nes po 3–4 metų augimo vaismedžiai pasiekia maksimalų produktyvumą. Ilgai trunkantis vegetatyvinis vaismedžio augimas yra dažna problema daugelyje šiuolaikinių pramoninių obelų sodų. Vegetatyvinio vystymosi metu didėja augalo vegetatyvinių organų – lapų, šaknų, stiebų – masė ir skaičius [55]. Šaknų genėjimas skatina žiedinių pumpurų formavimąsi ir slopina vegetatyvinį vaismedžių augimą [56]. Tinkamai parinktas šaknų genėjimas sumažina skeletinių šaknų kiekį ir skatina naujų šaknų augimą [57]. Mokslinių tyrimų metu nustatyta, kad šaknims padaryta žala iš pradžių stimuliuoja vandens ir maisto medžiagų naudojimą bei fotosintezę, vėliau šaknys atsigauna, fotosintezės greitis dar labiau padidėja ir kartais netgi viršija augalų, kuriems šaknų genėjimas netaikytas, fotosintezės greitį [58]. Šaknų genėjimui atlikti yra sukurtos nebrangios ir patogios mechanizuotos technologijos, o proceso metu nėra naudojami cheminiai augumo reguliatoriai. Dėl šių priežasčių Europos soduose yra dažnai taikomas šaknų genėjimas, kuris padeda sumažinti vaismedžių dydį ir skatinti žiedinių pumpurių ir vaisių formavimąsi [55].

Įvairių augalinių aminorūgščių ir cukrų kokybinę ir kiekinę sudėtį, vaisių skonį ir aromatą galima reguliuoti pritaikant atitinkamas technologines priemones [59]. Antrinio metabolizmo procesų metu yra sintetinami obuoliams aromatą suteikiantys junginiai. Siekiant reguliuoti šiuos procesus, soduose yra pritaikomi vaismedžių kamienų įpjovimai arba reguliuojamos vaisių laikymo sąlygos.

Vaismedžio kamienų įpjovimas gali padidinti vaisių užuomazgų ir derliaus dydį, taip pat pagerinti obuolių fizikinius ir cheminės sudėties rodiklius [60]. Kamieno įpjovimas užblokuoja fotosintezės metu susintetintų produktų ir metabolitų tekėjimą žemyn per vaismedžio floemą ir skatina šių asimiliatų kaupimąsi virš įpjovimo vietos. Dėl šios priežasties vaismedžių žydėjimas yra gausesnis ir

(20)

pagerėja vaisių kokybės rodikliai, tokie kaip vaisių skersmuo, jų masė, cukrų ir vitamino C kiekiai.

Teigiami vaisių kokybės pokyčiai atsiranda dėl geresnio angliavandenių patekimo į obelų vaisius [59].

Augalo augimo kūgelio ląstelių dalijimąsi, stiebo, lapkočio tįstamąjį augimą, sėklų dygimą ir augalo vystymąsi skatina augalo augimo hormonas giberelinas. Kalcio proheksadionas slopina giberelino rūgšties biosintezę vėlyvojoje stadijoje, dėl to sumažėja ūglių augimas. Kalcio proheksadionas taip pat slopina aminociklopropano karboksirūgšties sintezę [61]. Tai mažina etileno kiekį augale, tokiu būdu sumažėja vaisių užuomazgų iškritimas [62]. Kalcio proheksadionas pasižymi greitu metaboliniu katabolizmu, mažu toksiškumu ir ribotu patvarumu, todėl jis nėra pavojingas vartotojui ir aplinkai [61]. Tiriant kalcio proheksadiono poveikį vaismedžiui nustatyta, kad dėl augimo slopinimo sumažėja ūglių ilgis ir ūglių skaičius medyje [63]. Mokslininkų tyrimų duomenys dėl kalcio proheksadiono įtakos obels vaisių derlingumui yra prieštaringi. Kai kurie mokslininkai tyrimų metu nustatė, kad kalcio proheksadiono naudojimas padidina vaisių užuomazgų kiekį vaismedyje. Kuomet vaisių kiekis vaismedžiuose yra didelis, atitinkamai sumažėja pačių vaisių dydis [64]. Kituose tyrimuose nustatyta, kad šio preparato naudojimas neturi įtakos vaisių užuomazgų kiekiui [65].

Panaudojus didelius kalcio proheksadiono kiekius gali sumažėti vidutinė vaisių masė. Šiai problemai išspręsti kai kurie mokslininkai siūlo naudoti mažesnį kalcio proheksadiono kiekį arba jį išskaidyti per keletą kartų [63]. Suomijos mokslininkai, tyrinėdami kalcio proheksadiono panaudojimo įtaką obuolių vaisių ir lapų cheminės sudėties įvairavimui, nustatė, kad kalcio proheksadiono naudojimas padidino chlorogeno rūgšties sintezę obelų vaisiuose, o kvercetino glikozidų, flavan-3-olių ir floridzino sintezę sumažino. Statistiškai reikšmingai didesnis redukcinis aktyvumas nustatytas ištyrus obuolių, skintų nuo kalcio proheksadionu nupurkštų vaismedžių, ekstraktus [66].

Obelų genėjimas atliekamas siekiant suformuoti norimą vainiko formą ir lapų tankį bei pašalinti neproduktyvias vaismedžių šakas. Pavasarinis genėjimas skatina lapų bei medienos augimą, o vasarinis – pagerina saulės šviesos patekimą į vainiką ir gerina vaisių kokybę. Genėjimas atliekamas norint apriboti per didelį vegetatyvinį augalo augimą ir išlaikyti pusiausvyrą tarp vaisių ir lapų santykio [67]. Vaismedžių vasarinis genėjimas padidina fotosintezės produktų pernašą į šaknis ir vaisius, slopina ūglių augimą, jie užauga trumpesni. Vasarinis genėjimas gerina vaismedžių apšviestumą ir šviesos pasiskirstymą vainiko viduje [68]. Genėjimas gali nulemti įvairiapusį poveikį, priklausomai nuo genėjimo intensyvumo, aplinkos sąlygų ir augalo vystymosi tarpsnio. Tyrimų metu nustatyta, kad vasarinis genėjimas pagreitina obuolių nokimą augimo metu, o tai nulemia mažesnį rūgštingumą ir didesnį tirpių sausųjų medžiagų kiekį obuoliuose [69]. Nuo vaismedžio pašalinant dalį lapų galima sumažinti bendrą vainiko vandens transpiraciją ir taip pagerinti vaismedžio aprūpinimą vandeniu. Mokslinėje literatūroje yra duomenų, kad vasarinis vaismedžių genėjimas padidino kriaušių ir persikų vaismedžių atsparumą sausroms [70].

(21)

1.6. Vaismedžių mechanizuoto genėjimo įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui

Pramoniniuose soduose kai kurie vaismedžių genėjimo darbai yra visiškai arba dalinai mechanizuojami, taip siekiant padidinti darbo našumą ir sumažinti rankinio genėjimo poreikį.

Vaismedžių mechanizuoto genėjimo pritaikymas sumažina vaisių savikainą, padeda išlaikyti vaisių kokybę ir suteikia galimybę pramoniniams vaismedžių sodams būti konkurencingiems rinkoje [71].

Visiškai mechanizuotas vaismedžių genėjimas sutankina vaismedžio vainiką, kuriame užauga mažesni, blogiau nusispalvinę, prasto skonio ir nebūdingi veislei obuoliai. Kartu su mechanizuotu vaismedžio genėjimu yra derinamas rankinis genėjimas. Rankinio genėjimo dažnumas priklauso nuo obelų veislės.

'Rubin' veislės obels rankinis genėjimas kas trejus metus padidina vaisių derlių 20–30 proc., o vaisių kokybė nesuprastėja [72].

Pastaraisiais metais Lietuvos pramoniniuose soduose, priklausomai nuo veislės ir poskiepio, dažniausiai vaismedžiai formuojami įvairių modifikacijų verpstės formos vainikais [73]. Verpstė formuojama genint rankiniu būdu, medžio viršutinėje dalyje yra paliekamos jaunos, 2–3 metų šakos, o apatinėje medžio dalyje paliekamos augti senesnės šakos, ant kurių išauga jaunų šakų. Jaunos šakos garantuoja pastovų ir kokybišką vaisių derlių. Mechanizuotas vaismedžių genėjimas atliekamas traktoriumi – diskiniai pjūklai kontūriškai nugeni vaismedžių eiles iš šonų ir viršaus. Toks genėjimas atliekamas 2–3 metus iš eilės, po to vieną kartą išgenima rankomis, kad nesusidarytų gyvatvorė [72].

Augalo viršutinėje dalyje vyksta intensyvesnis augimas ir derėjimas nei augalo apatinėje dalyje, todėl apatinė vainiko dalis gauna mažiau saulės šviesos ir obuoliai iš apatinės vainiko dalies yra prasčiau nusispalvinę ir mažesni. Kartu taikant genėjimą rankomis yra nupjaunama daug storų šakų augalo viršutinėje dalyje, taip pagerinamas apatinės vainiko dalies apšvietimas. Kai genima tik mechanizuotai, vaismedžio vainike išauga daug nusvirusių šakų, kurių derėjimas pirmaisiais metais yra geras, o vėliau ant jų auga maži ir prastesnės kokybės obuoliai. Dėl nusvirusių šakų padidėja vaismedžio derlingumas, bet prastėja vaisių kokybė. Mokslinių tyrimų metu pastebėta tendencija, kad plotuose, kur vaismedžiai genimi tik mechanizuotai, derlingumas yra maždaug 25–30 proc. didesnis, bet vaisių kokybė šiek tiek prastesnė [74]. Tačiau tyrimų, kurie įvertintų mechanizuoto vaismedžių genėjimo įtaką vaisių vidinei kokybei ir fitocheminei sudėčiai Lietuvoje ir pasaulyje dar nėra atlikta.

(22)

1.7. Vaisiaus augimo vietos vaismedyje įtaka vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui

Vaisiaus augimo ir nokimo vieta vaismedyje turi įtakos mikroklimatui aplink atskirus vaisius, o tai gali lemti išorinių savybių (dydžio ir spalvos) ir cheminės sudėties skirtumus. Mokslininkų atlikti tyrimai įrodė, kad vidutinis fotosintezei reikalingos saulės spinduliuotės lygis yra mažiausias vaismedžio vidinėje ir apatinėje dalyje [75]. Tyrimų metu pastebėta tendencija, kad vaisiai skinti nuo vainiko viršaus buvo raudonesni ir ryškiau nusispalvinę nei vaisiai, skinti iš apačios. Obuolių, skintų nuo vainiko rytų ir vakarų pusių, nusispalvinimas buvo panašus į obuolių, skintų nuo vainiko viršaus [16, 75, 76]. Vaisiaus augimo ir nokimo vieta vainike turi įtakos vaisių spalvai, nes dėl saulės poveikio vaisių luobelėje yra susintetinamas didesnis pigmentų kiekis. Obuoliai, augantys gerai apšviestose vainiko vietose, sukaupia daugiau antocianinų lyginant su obuoliais, kurie saulės šviesos gauna mažiau [16]. Mokslininkų atlikto tyrimo metu nustatyta, kad 'McIntosh' veislės obuolių, skintų nuo išorinės vaismedžio dalies, luobelėje buvo sukaupta 10 kartų daugiau cianidin-3-glikozidų nei obuolių, skintų iš vidinės vaismedžio dalies, luobelėje [77]. Mokslinės literatūros duomenimis ryškesnių spalvų vaisiai turi didesnį kiekį antioksidaciniu veikimu pasižyminčių junginių, todėl manoma, kad jie gali būti atsparesni stresinėms sąlygoms (aplinkos temperatūros pokyčiams, santykinės oro drėgmės / vandens garų slėgio deficito pokyčiams) [78].

Vaisių augimo vieta vaismedžio vainike turi reikšmingą poveikį vidutinei vaisių masei ir luobelės tvirtumui. Obuoliai, skinti nuo viršutinės vainiko dalies, turi tvirtesnę luobelę ir apie 35 proc.

didesnę masę lyginant su obuoliais, skintais iš vainiko vidaus [77, 79]. Vaisių masės didėjimą gali nulemti didesnis saulės šviesos kiekis, dėl kurio organinės medžiagos yra sintetinamos intensyviau, o kietesnė luobelė susiformuoti kaip apsauginė priemonė nuo nepalankių aplinkos veiksnių. Obuolių, skintų nuo vainiko rytinės ir vakarinės dalies, fizikiniai rodikliai (luobelės kietumas, minkštimo kietumas, vidutinė vaisių masė) buvo panašūs į obuolių, skintų nuo vainiko viršūnės [16].

Tyrimų metu obuolių, skintų nuo vainiko išorinės dalies (viršaus, rytų bei vakarų pusių), ėminiuose nustatytas apie 6 proc. didesnis cukrų kiekis, taip pat nustatyti didesni tirpių sausųjų (cukrų ir rūgščių) ir netirpių sausųjų medžiagų kiekiai nei obuolių, skintų nuo obels vainiko apačios, ėminiuose. Įvairių mokslininkų tyrimuose nustatyta, kad lapai išorinėje vainiko dalyje yra geriau apšviesti ir juose vyksta intensyvesnė fotosintezė, todėl šalia esantys obuoliai yra geriau aprūpinami organinėmis medžiagomis [16, 75, 77]. Slovėnijos mokslininkų atlikto tyrimo metu nustatyta, kad išorinėje vainiko dalyje augusių vaisių minkštimuose ir luobelėse buvo sukauptas didesnis tirpių cukrų, bet mažesnis krakmolo kiekis lyginant su vidinėje vainiko dalyje augusiais vaisiais. Daugumos obuoliuose esančių aminorūgščių, išskyrus histidiną, liziną, treoniną ir gliciną, nustatyti kiekiai buvo didžiausi obuolių, augusių vidinėje vainiko dalyje, ėminiuose [75].

(23)

Fenolinių junginių kiekis vaisiaus luobelėje tiesiogiai priklauso nuo šviesos prieinamumo, o kitų medžiagų kiekio pokyčiai gali atsirasti kaip netiesioginis atsakas į angliavandenių tiekimą vaisiui ir jų metabolizmą [77]. Mokslinių tyrimų rezultatai rodo, kad didžiausias bendras fenolinių junginių kiekis sukaupiamas obuoliuose, skintuose nuo vainiko viršūnės [16, 75, 79]. Nustatyta, kad bendras fenolinių junginių kiekis vaisiuose, augusiuose viršutinėje obels vainiko dalyje, buvo apie 24 proc.

didesnis nei vaisiuose, augusiuose kitose vainiko dalyse [16]. Obuoliai, skinti nuo vainiko viršūnės, sukaupė didesnius kvercetino glikozidų ir kai kurių flavan-3-olių kiekius. Įvairių tyrimų rezultatai parodė, kad vaisiaus augimo ir nokimo vietos vaismedyje įtaka floridzino ir chlorogeno rūgšties įvairavimui priklausė nuo tirtos obuolių veislės [16, 75, 77]. Tyrimų metu nustatyta, kad obuolių, užaugusių gerai apšviestose išorinėse vainiko vietose (vakarų pusėje ir viršūnėje), ekstraktai pasižymėjo didesniu redukciniu ir antiradikaliniu aktyvumu [16]. Kito tyrimo metu gauti panašūs rezultatai – didžiausias antioksidacinis poveikis nustatytas ištyrus obuolių, skintų nuo viršūnės ir rytinės vaismedžio pusės, ekstraktus [79]. Tyrimų metu pasaulio kryptys (šiaurė, pietūs, rytai, vakarai) yra parenkami atsižvelgiant į vaismedžių eilės išdėstymą [16, 79].

1.8. Literatūros apžvalgos apibendrinimas

Prieš pradedant eksperimentinius tyrimus, buvo išanalizuoti anksčiau paskelbti Lietuvos ir užsienio šalių mokslininkų straipsniai. Literatūroje yra duomenų apie kai kurių praktikoje taikomų agrotechnikos veiksnių įtaką obuolių fizikiniams ir cheminės sudėties rodikliams. Plačiausiai išnagrinėta vaisiaus augimo vietos vaismedyje įtaka obuolių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimui.

Įvairių tyrimų rezultatai atskleidžia bendrą tendenciją, kad didžiausi rodiklių skirtumai yra nustatomi tarp išorinėje vainiko dalyje augusių vaisių ir vidinėje vainiko dalyje augusių vaisių. Tyrimų, nagrinėjančių sodinimo tankumo įtaką obuolių kokybei, atlikta daug, tačiau tyrimai labiau orientuoti į komercinės kokybės reikalavimus (vaisių dydį, nusispalvinimą, tvirtumą, išsilaikymą ir kt.).

Vaismedžių geografinės augimo vietos įtaka obuolių cheminei sudėčiai nėra ištyrinėta plačiai, tačiau mokslinėje literatūroje randama duomenų apie Baltijos šalių regione užaugintų obuolių cheminės sudėties įvairavimą. Vaismedžių augumo reguliatorių naudojimo įtaką obuolių kokybei nagrinėjančių tyrimų nėra daug, o tyrimų rezultatai kartais gana prieštaringi, ypač vertinant cheminių augumo reguliatorių naudojimo įtaką vaisių kokybei. Tyrimų, kurie įvertintų mechanizuoto vaismedžių genėjimo įtaką vaisių kokybei ir fitocheminei sudėčiai Lietuvoje ir pasaulyje dar nėra atlikta.

Agrotechnikos veiksnių įtaką obuolių cheminei sudėčiai nagrinėjančių tyrimų stoka paskatino ištirti fenolinių junginių kokybinės ir kiekinės sudėties įvairavimą skirtingais agrotechnikos veiksniais veikiamų obelų vaisiuose.

(24)

2. TYRIMO METODIKA 2.1. Tyrimo objektas

Tyrimams panaudoti 'Auksis' (rudeniniai, Lietuva), 'Ligol' (žieminiai, Lenkija), 'Rubin' (žieminiai, Čekijos Respublika) veislių obuolių ėminiai, užauginti Lietuvoje, Babtuose, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialo Sodininkystės ir daržininkystės instituto eksperimentiniame sode. Obuolių ėminiai, skirti vaismedžių geografinės augimo vietos įtakos vaisių kokybei ir cheminės sudėties įvairavimo tyrimui atlikti, užauginti Skernevicėje, Lenkijos sodininkystės institute, Polli, Estijos sodininkystės tyrimų centre ir Pure, Latvijos Agrokultūros universitete. Obuolių ėminiai surinkti 2016–2018 m. Tyrimui naudoti sunokę vaisiai.

2.2. Tiriamųjų obuolių augimo sąlygos

Vaismedžių sodinimo atstumai (vaismedžių konkurencinė įtampa). Tyrimui naudoti 'Auksis' veislės obelų vaisiai.

Tyrimo variantai:

1. Sodinimo schema – 3 × 1,00 m, 3333 medžių/ha;

4. Sodinimo schema – 3 × 0,25 m, 13333 medžių/ha.

Vaisiaus augimo ir nokimo vieta vaismedžio vainike. Tyrimui naudoti 'Ligol' veislės obelų vaisiai. Vaismedžiai sodinti eilėmis šiaurės pietų kryptimi.

Tyrimo variantai:

1. Vidus – vaisiai skinti iš apatinės ir vidinės vainiko dalies (iki 1,2 m nuo žemės);

2. Viršus – vaisiai skinti nuo vaismedžio viršutinės dalies (aukščiau nei 2,3 m nuo žemės);

3. Rytai – vaismedžiai skinti nuo rytinės vainiko pusės (1,2–1,8 m nuo žemės);

4. Vakarai – vaisiai skinti nuo vakarinės vainiko pusės (1,2–1,8 m nuo žemės);

Vaismedžių geografinė augimo vieta. Tyrimui naudoti 'Ligol' veislės obelų vaisiai.

Tiriamieji sodai išsidėstę šiaurės rytų kryptimi.

Tyrimo variantai:

1. Obuoliai, užauginti Lenkijos sodininkystės instituto eksperimentiniame sode;

2. Obuoliai, užauginti Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialo Sodininkystės ir daržininkystės instituto eksperimentiniame sode;

(25)

3. Obuoliai, užauginti Latvijos Agrokultūros universiteto sode;

4. Obuoliai, užauginti Estijos sodininkystės tyrimų centro eksperimentiniame sode;

Vaismedžių augumo reguliavimas. Tyrimui naudoti 'Rubin' veislės obelų vaisiai.

Tyrimo variantai:

1. Kontrolė – obelų augumą reguliuojančios priemonės nenaudotos;

2. Kamienų įpjovimai – obelų kamienai prieš žydėjimą įpjauti iki pusės 20 cm aukštyje virš žemės paviršiaus iš vienos pusės ir 60 cm aukštyje iš kitos pusės;

3. Šaknų genėjimas iš vienos pusės – obelų šaknys prieš žydėjimą 20 cm atstumu nuo kamieno ir iki 40 cm gyliu nupjautos iš vienos pusės;

4. Šaknų genėjimas iš abiejų pusių – obelų šaknys prieš žydėjimą 20 cm atstumu nuo kamieno ir iki 40 cm gyliu nupjautos iš abiejų pusių;

5. Purškimas kalcio proheksadionu – obelys purkštos augimo reguliatoriumi Regalis™ (veiklioji medžiaga – kalcio proheksadionas) 2,5 kg/ha vieną kartą;

6. Purškimas kalcio proheksadionu – obelys purkštos augimo reguliatoriumi Regalis™ (veiklioji medžiaga – kalcio proheksadionas) po 1,25 kg/ha du kartus;

7. Purškimas kalcio proheksadionu – tik viršutinės obelų pusės purkštos augimo reguliatoriumi Regalis™ (veiklioji medžiaga – kalcio proheksadionas) po 1,25 kg/ha du kartus;

8. Vasarinis genėjimas – obelų ūgliai genėti vasarą.

Vaismedžių mechanizuotas genėjimas. Tyrimui naudoti 'Ligol' veislės obuolių vaisiai.

Tyrimo variantai:

1. Suformuota vaismedžio vainiko forma – laiboji verpstė, obuoliai skinti iš pirmo aukšto (iki 1,5 m aukščio nuo žemės);

2. Suformuota vaismedžio vainiko forma – laiboji verpstė, obuoliai skinti iš antro aukšto (virš 1,5 m aukščio nuo žemės);

3. Suformuota vaismedžio vainiko forma – laiboji verpstė su ilgais stuobreliais, obuoliai skinti iš pirmo aukšto (iki 1,5 m aukščio nuo žemės);

4. Suformuota vaismedžio vainiko forma – laiboji verpstė su ilgais stuobreliais, obuoliai skinti iš antro aukšto (virš 1,5 m aukščio nuo žemės);

5. Vaismedis negenėtas, obuoliai skinti iš pirmo aukšto (iki 1,5 m aukščio nuo žemės);

6. Vaismedis negenėtas, obuoliai skinti iš antro aukšto (virš 1,5 m aukščio nuo žemės);

7. Pritaikytas mechanizuotas vaismedžių genėjimas iš vienos pusės, obuoliai skinti iš pirmo aukšto (iki 1,5 m aukščio nuo žemės);

8. Pritaikytas mechanizuotas vaismedžių genėjimas iš vienos pusės, obuoliai skinti iš antro aukšto (virš 1,5 m aukščio nuo žemės);

(26)

9. Pritaikytas mechanizuotas vaismedžių genėjimas iš abiejų pusių, obuoliai skinti iš pirmo aukšto (iki 1,5 m aukščio nuo žemės);

10. Pritaikytas mechanizuotas vaismedžių genėjimas iš abiejų pusių, obuoliai skinti iš antro aukšto (virš 1,5 m aukščio nuo žemės);

11. Pritaikytas mechanizuotas vaismedžių genėjimas iš abiejų pusių ir vasarinis genėjimas, obuoliai skinti iš pirmo aukšto (iki 1,5 m aukščio nuo žemės);

12. Pritaikytas mechanizuotas vaismedžių genėjimas iš abiejų pusių ir vasarinis genėjimas, obuoliai skinti iš antro aukšto (virš 1,5 m aukščio nuo žemės);

13. Pritaikytas mechanizuotas vaismedžių genėjimas iš abiejų pusių ir sutvarkytas viršus, obuoliai skinti iš pirmo aukšto (iki 1,5 m aukščio nuo žemės);

14. Pritaikytas mechanizuotas vaismedžių genėjimas iš abiejų pusių ir sutvarkytas viršus, obuoliai skinti iš antro aukšto (virš 1,5 m aukščio nuo žemės);

2.3. Tyrimo metu naudoti reagentai

Tyrimo metu naudoti analitinio švarumo tirpikliai, reagentai ir standartai, atitinkantys visus kokybės reikalavimus: 96 proc. (v/v) etanolis (AB „Vilniaus degtinė“, Vilnius, Lietuva), DPPH (2,2-difenil-1-pikrilhidrazilas), troloksas (6-hidroksi-2,5,7,8-tetrametilchroman-2-karboksilinė rūgštis), natrio acetatas („Scharlau“, Ispanija), TPTZ (2,4,6-tripiridil-s-triazinas) („Carl Roth“, Vokietija), acto rūgštis („Lachner“, Čekijos Respublika), geležies (III) chloridas heksahidratas („Vaseline-Fabrik Rhenania“, Vokietija), druskos rūgštis („Sigma-Aldrich“, Vokietija). Hiperozido, rutino, kvercitrino, floridzino, procianidino B1, procianidino B2 ir chlorogeno rūgšties etaloniniai junginiai įsigyti iš

„Extrasynthese“ (Prancūzija), (+)-katechino ir (-)-epikatechino etaloniniai junginiai įsigyti iš „Fluka“

(Šveicarija), avikuliarino ir izokvercitrino etaloniniai junginiai – iš „Chromadex“ (JAV). Tyrimų metu naudotas išgrynintas dejonizuotas vanduo, ruoštas Milli-Q® („Millipore“, JAV) vandens valymo sistema.

2.4. Tyrimo metu naudota aparatūra

Susmulkinti obuoliai džiovinti liofilizatoriuje „Zirbus“ („Zirnus technology GmbH“, Vokietija). Liofilizuoti obuoliai susmulkinti į miltelius naudojant elektrinį malūną „Retsch 200“

(„Retsch GmbH“, Vokietija). Nuodžiūvis liofilizuotuose milteliuose nustatytas drėgnio analizatoriumi PMB 53 (Adam Equipment Inc., JAV).