Food Science and Technology

ISSN-print: 2073-8684
ISSN-online: 2409-7004
ISO: 26324:2012
Архiви

ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ОВОЧІВ ТА ФРУКТІВ ЗА ДОПОМОГОЮ СТРАТЕГІЙ БІОФОРТИФІКАЦІЇ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

A. Dubinina
https://orcid.org/0000-0002-1241-4345
V. Zaitseva
https://orcid.org/0000-0003-1526-2292
M. Mardar
https://orcid.org/0000-0003-0831-500X
T. Kuklina
https://orcid.org/0000-0003-1637-3509
O. Cherevko
https://orcid.org/0000-0002-3424-8659
S. Lehnert
https://orcid.org/0000-0003-0510-6034
T. Letuta
http://orcid.org/0000-0002-0110-2047
L. Tatar
http://orcid.org/0000-0002-3432-2142

Анотація

Аналіз стану харчування людей в Україні свідчить, що населення харчується не якісно, що значно погіршує стан його здоров’я та працездатності. Розв’язання проблеми можливе шляхом змін у структурі харчування, і перш за все, шляхом збільшення в раціоні овочів і фруктів високої якості, сорти яких створені за допомогою стратегій біофортифікації. Біофортифікація є інноваційним та багатообіцяючим підходом у вирішенні глобальних проблем, пов’язаних із харчуванням. Метою біофортифікації є створення рослин з підвищеними рівнями вмісту у них необхідних функціональних інгредієнтів, що поглинаються з ґрунту, а також і тих, що синтезуються в рослині. Стратегії біофортифікації полягають у розробці оптимальних шляхів мінерального живлення рослин, створенні нових їх видів за допомогою молекулярногенетичних підходів та у використанні прийомів традиційної селекції. Метою роботи є аналіз сучасного досвіду створення за допомогою стратегій біофортифікації сортів різноманітних фруктових та овочевих культур, які мають підвищений вміст функціональних інгредієнтів. На основі літературного огляду встановлено, що багато років розвивається нетрадиційний напрямок селекції – створення сортів і гібридів фруктів та овочів із рекомендованим хімічним складом. Створені сорти овочів і фруктів з підвищеним умістом білка (горіхоплідні та бобові); крохмалю (картопля); каротиноїдів, сухих речовин, дисахаридів (морква, гарбузові); вітаміну С, бетаніну, цукрів (буряк столовий); селену (томати); біофлавоноїдів, вітаміну С (капустяні овочі); макро- та мікроелементів (цибулинні овочі) і т. ін. Таку сировину можливо використовувати для створення продуктів спеціального призначення, що значно покращить якість раціону харчування населення та його здоров’я. Показано, що розвиток нетрадиційного направлення в селекції залишається перспективним, а вивчення зразків вітчизняної колекції сільськогосподарських культур і виділення із них найкращих сортів для різноманітних напрямків використання, а особливо для виробництва продуктів спеціального призначення є важливим народногосподарським і науковим завданням інноваційного характеру, який треба розвивати, тому що проблема оздоровлення нації повинна стояти на першому місці.

Ключові слова:
біофортифікація, сорти овочів і фруктів, біохімічний склад, харчування

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Dubinina, A., Zaitseva, V., Mardar, M., Kuklina, T., Cherevko, O., Lehnert, S., Letuta, T., & Tatar, L. (2023). ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ОВОЧІВ ТА ФРУКТІВ ЗА ДОПОМОГОЮ СТРАТЕГІЙ БІОФОРТИФІКАЦІЇ. Food Science and Technology, 17(3). https://doi.org/10.15673/fst.v17i3.2650
Розділ
Нутриціологія, дієтологія, проблеми харчування

Посилання

1. Koretskyi VL, Orlova NM. To the problem of food security and monitoring the quality of life of the population of Ukraine. Nutritional problems. 2006;1:42-44 (in Ukrainian).
2. World Health Organization. Office of World Health Reporting. The World health report 2002: reducing risks, promoting healthy life: overview. Geneva: WHO; 2002.
3. World Health Organization. Global prevalence of vitamin A deficiency in populations at risk 1995-2005. World Health Organization Global Database on Vitamin A Deficiency. Geneva: WHO; 2009.
4. Benoist B, McLean E, Egli I, et al. Worldwide prevalence of anaemia 1993-2005. WHO global database on anaemia. Geneva: WHO; 2008.
5. Benoist B, Andersson M, Egli I, et al. Iodine status worldwide. WHO Global Database on Iodine Deficiency. Geneva: WHO; 2004.
6. Pivina L, Semenova Yu, Dosa MD, et al. Iron deficiency, cognitive functions, and neurobehavioral disorders in children. Journal of Molecular Neuroscience. 2019;68(1):1-10. https://doi.org/10.1007/s12031-019-01276-1
7. Christine Hotz, Kenneth HBrown. International Zinc Nutrition Consultative Group, Assessment risk of zinc deficiency in populations and options for its control. Overview of Zinc Nutrition. Food and Nutrition Bulletin. 2004;25(1):99-129. https://doi.org/10.1177/15648265040251S205
8. McLean Erin, Bruno de Benoist, Linday H.Allen. Review of the magnitude of folate and vitamin B12 deficiencies worldwide. Food and Nutrition Bulletin. 2008;29(2):38-51. https://doi.org/10.1177/15648265080292S107
9. Baryliak IR. Problems of prevention of hereditary pathology and congenital malformations. Journal of the Academy of Medical Sciences of Ukraine. 2003;9(4):656-667 (in Ukrainian).
10. de Walle H, Reefhuis J, Corne M. Folic acid prevents more than neural tube defects; a registry-based study in the northern Netherlands. Eur J Epidemiol. 2003;18(3):279-280. https://doi.org/10.1023/A:1023385500037
11. Burlaka OM, Sorochynskyi BV. Plant biotechnology : biofortification of food plants. Kyiv : DIA; 2010 (in Ukrainian).
12. Resolution on the approval of the draft Concept of the State scientific and technical program "Biofortification and functional products based on plant raw materials for 2012-2016". 2011;189. (accessed on 14 July 2023). ttps://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0189550-11#Text (in Ukrainian).
13. Vlasenko MYu, Veliaminova-Zernova LD, Kononenko OI, Kyienko 3B. Evaluation of economically valuable and consumer qualities of new potato varieties. Agricultural news. 2002;1:13-14 (in Ukrainian).
14. Revunova LH. The influence of different types of fertilizers in combination with growth regulators on the productivity of new potato varieties in the conditions of Polissia of Ukraine. The current state and prospects for the development of seed production in Ukraine; 19-20 Oct. 2004; Kharkiv. 2004;74-75 (in Ukrainian).
15. Ostrenko MV. Creation of potato breeding material with increased and high content of vitamins and crude protein. International scientific symposium Modern technologies of the selection process of agricultural crops; 7-8 July 2004. Kharkiv. 204;102-103 (in Ukrainian).
16. Dubinina AA, Letuta TM, Syzykh YuV. Research of the chemical composition of botanical varieties of potatoes regionalized in the Kharkiv region. Progressive equipment and technologies of food production, restaurant business and trade. 2010;2(12):429-435 (in Ukrainian).
17. Ilchuk LA, Ilchuk RV. Variety as a factor influencing the productivity and quality of potatoes. Foothill and mountain agriculture and animal husbandry. 2002;44:37-44 (in Ukrainian).
18. Barsukova VE. Variability of the main components of biochemical composition of red beet roots in connection with adaptive breeding Babtai. Horticulture and vegetable growing. 1998;17(2):71-75.
19. Dubinina AA, Seliutina HA, Penkina NM, Kruhlova OS. Comparative characteristics of conventional and biofortified table beet varieties and their use. Kharkiv : KhDUKhT; 2013 (in Ukrainian).
20. Kuts OV. Hladkikh RP. The influence of trace elements on the yield and quality of table beet products in the conditions of the Left Bank of Ukraine. Agronomy. 2007;11:459-463 (in Ukrainian).
21. Dubinina AA, Olkhovska VS. Biochemical features of promising varieties of tomatoes for the production of concentrated products. Kharkiv : KhDUKhT; 2013 (in Ukrainian).
22. Havrys IL. Biochemical indicators of tomato fruits using plant growth regulators. Scientific reports of NAU. 2007;1(6):1-6 (in Ukrainian).
23. Dydiv OY. The influence of cultivation methods on the yield and quality of late-ripening white cabbage in the conditions of the Western Forest Steppe of Ukraine. Agronomy. 2007;11:374-379 (in Ukrainian).
24. Zhuk OYa, Korobka OI. Economic assessment of mid-ripening and mid-late varieties and hybrids of red cabbage. Vegetable and Melon Growing. 2007;53:426-433 (in Ukrainian).
25. Bilenka OM. Source material in the selection of onion for dormancy. Vegetable growing and melon growing. 2012; 58:43-49 (in Ukrainian).
26. Dubinina AA, Ovchinnikova IF, Syzykh YuV. Research of chemical composition of botanical varieties of onion. Collection of scientific papers of the Luhansk National Agrarian University. 2008;1:43-50 (in Ukrainian).
27. Turakainen M, Yarakainen M. Selenium in plant nutrition. Proceedings Twenty years of selenium fertilization; 8-9 September 2005. Helsinki, Finland. 2005;69:53-60. Available from: https://jukuri.luke.fi/bitstream/handle/10024/459961/met69.pdf?sequence=1&isAllowed=y
28. Alfthan G, Aro A. Environmental effects of selenium fertilization. Is there a potential risk. Proceedings Twenty Years jf Selenium Fertilization; 8-9 September 2005. Helsinki, Finland. 2005;69:33-35. Available from: https://jukuri.luke.fi/bitstream/handle/10024/459961/met69.pdf?sequence=1&isAllowed=y
29. Dubinina A, Letuta T, Tomashevska R. Comparative evaluation of the quality of economic and botanical varieties of pumpkin. Commodities and markets. 2011;1:132-139 (in Ukrainian).
30. State register of plant varieties suitable for distribution in Ukraine. Ukrainian Institute of Expertise of Plant Varieties (2023), [Internet]. Available from: https://minagro.gov.ua/file-storage/reyestr-sortiv-roslin
31. Dubinina AА, Letuta TM, Kuziakhmetova AA, Tarasenko MS. Determination of the complex indicator of the quality of sweet pepper fruits of different botanical varieties. Bulletin of the Technical University KhPI. 2007;8:15-23 (in Ukrainian).
32. Dubinina AA, Letuta TM, Kuziakhmetova. Assessment of the quality of sweet pepper hybrids. Progressive equipment and technology of food production, restaurant industry and trade. 2008;2(8):328-334 (in Ukrainian).
33. Dubinina AA, Letuta TM, Kuziakhmetova AA. Study of the chemical composition of sweet pepper varieties regionalized in Eastern Ukraine. Food Science. 2008;34(2):41-45 (in Ukrainian).
34. Dubinina AA, Letuta TM, Kuziakhmetova AA. Study of the ability of sweet pepper fruits to accumulate nitrates depending on varietal specificity and their localization. Progressive equipment and technologies of food production, restaurant industry and trade. 2006;6:324-332 (in Ukrainian).
35. Dubinina A, Letuta T, Kuzyahmetova A. Development of the mode stabilizing B-carotene during the sweet pepper processing. 16 IGWT Symposium Achieving Commodity & Service Excellence in the Age of Digital Convergence. Seoul, 2008;644-647.
36. Dubinina A, Letuta T, Kuzyahmetova A. Content of oxalatic acid salts in botanical sorts of sweet peper zoned in eastern Ukraine. Journal of EcoAgroTurism. 2010;6(2):97-101.
37. Lars PC. Bioactivity of Polyacetylenes in Food Plants. Bioactive Foods in Promoting Health. Fruits and Vegetables. 2010;20:285-306. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374628-3.00020-7
38. Metzger BT, Barnes DM, Reed JD. Purple carrot (Daucus carota L.) polyacetylenes decrease lipopolysaccharide-induced expression of inflammatory proteins in macrophage and endothelial cells. J Agric Food Chem. 2008;56(10):3554-3560. https://doi.org/10.1021/jf073494t
39. Stig Purup, Eric Larsen, Lars P. Christensen. Differential Effects of Falcarinol and Related Aliphatic C17-Polyacetylenes on Intestinal Cell Proliferation. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2009;57:8290-8296. https://doi.org/10.1021/jf901503a
40. Ignarro LJ, Balestrieri ML, Napoli C. Nutrition, physical activity, and cardiovascular disease: An update. Cardiovasc. Res. 2007;73:326-340. https://doi.org/10.1016/j.cardiores.2006.06.030
41. Zerwekh JE, Odvina CV, Wuermser LA, Pak CYC. Reduction of renal stone risk by potassium-magnesium citrate during 5 weeks of bed rest. J. Urol. 2007;177:2179-2184. https://doi.org/10.1016/j.juro.2007.01.156
42. Rosborg I, Gerhardsson L, Nihlgård B. Mineral Element Concentrations in Vegetables Cultivated in Acidic Compared to Alkaline Areas of South Sweden. Air, Soil and Water Research. 2009;2:15-29. https://doi.org/10.4137/ASWR.S1004
43. Bendimerad N, Bendiab S, Bena-badji AT, et al. Composition and antibacterial activity of Pseudocytisus integrifolius (Salisb.) essential oil from Algeria. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2005;53(8):2947-2952. https://doi.org/10.1021/jf047937u
44. Oroojalian F, Kasra-Kermanshahi R, Azizi M, Bassami MR. Phytochemical composition of the essential oils from three Apiaceae species and their antibacterial effects on food-borne pathogens. Food Chemistry. 2010;120: 765-770. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.11.008
45. Karahroodi ZR, Moharramipour S, Rahbarpour A. Investigated Repellency Effect of Some Essential Oils of 17 Native Medicinal Plants on Adults Plodia Interpunctella Am.-Eurasian. J. Sustain. Agric. 2009;3(2):181-184. Available from: https://www.researchgate.net/publication/285941443_Investigated_repellency_effect_of_some_essential_oils_of_17_native_medicinal_plants_on_adults_Plodia_interpunctella
46. Romeilah RM, Sayed AF, Ghada IM. Chemical Compositions, Antiviral and Antioxidant Activities of Seven Essential Oils. Journal of Applied Sciences Research. 2010;6(1):50-62. Available from: https://www.researchgate.net/publication/279603875_Chemical_compositions_antiviral_and_antioxidant_activities_of_seven_essential_oils
47. Wong PYY, Kitts DD. Studies on the dual antioxidant and bacterial properties of parsley (Petroselinum crispum) and cilantro (Coriandrum sativum) extracts. Food Chemistry. 2006;97:505-515. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.05.031
48. Naczk M, Shahidi F. Phenolics in cereals, fruits and vegetables: Occurrence, extraction and analysis. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2006;41:1523-1542. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2006.04.002
49. Devanand L.L. Influence of experimental conditions on the extraction of phenolic compounds from parsley (Petroselinum crispum) flakes using a pressurized liquid extractor. Food Chemistry. 2008;107:745-752. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.08.074
50. Hoensch Harald, Groh Bertram, Kirch Wilhelm. Flavonoide in der Prävention von Darm neoplasien. Prävention und Versorgungsforschung. 2008;D:691-704. Available from: https://www.researchgate.net/publication/251277186_Flavonoide_in_der_Pravention_von_Darmneoplasien https://doi.org/10.1007/978-3-540-73042-2_34
51. Mikstacka R, Przybylska D, Rimando AM, et al. Inhibition of human recombinant cytochromes P450 CYP1A1 and CYP1B1 by trans-resveratrol methyl ethers. Mol Nutr Food Res. 2007;51(5):517-524. https://doi.org/10.1002/mnfr.200600135
52. Tan HL, Butler PC, Burke MD, Potter GA. Potter Salvestrols: A New Perspective in Nutritional Research. Journal of Orthomolecular Medicine. 2007;22(1):39-47. Available from: https://www.researchgate.net/publication/287522965_Salvestrols_A_new_perspective_in_nutritional_research
53. Schaefer BA, Dooner Catherine, Burke MD, et al. Nutrition and Cancer: Further Case Studies Involving Salvestrol. Journal of Orthomolecular Medicine. 2010;25(1):17-23. Available from: https://www.researchgate.net/publication/228647069_Nutrition_and_Cancer_Further_Case_Studies_Involving_Salvestrol
54. Zhou K, Zhao F, Liu Z, et al. Triterpenoids and Flavonoids from Celery (Apium graveolens). J. Nat. Prod. 2009;72 (9):1563-1567. https://doi.org/10.1021/np900117v
55. Yao Y, Sang W, Zhou M, Ren G. Phenolic Composition and Antioxidant Activities of 11 Celery Cultivars. Journal of food science. 2010;75(1):9-13. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2009.01392.x
56. Lin LZ, Lu S, Harnly JM. Detection and Quantification of Glycosylated Flavonoid Malonates in Celery, Chinese Celery, and Celery Seed by LC-DAD-ESI/MS. J. Agric. Food Chem. 2007;55(4):1321-1326. https://doi.org/10.1021/jf0624796
57. Backes Kleinmachnow G. Pflanzliche Stoffe - gesund und giftig zugleich? Ernährung. 2007;6:284-287. https://doi.org/10.1007/s12082-007-0060-0
58. Rydenheim Lisa. Effects of storage on the visual quality, ascorbic acid and total phenolic content of fresh-cut rutabaga, kohlrabi and parsnip. Sveriges lantbruksuniversitet, Horticulture, Alnarp, 2008;45. Available from: https://stud.epsilon.slu.se/12663/
59. Hinneburg ID, Damien HJ, Hiltunen R. Antioxidant activities of Extacts from Selected Culinary Herbs and Spices. Food Chemistry. 2006;97(1):122-129. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.03.028
60. Wong PYY, Kitts DD. Studies on the Dual Antioxidant and Antibacterial Properties of Parsley (Petroselinum crispum) and cilantro (Coriandrum sativum) Extracts. Food Chemistry. 2006;97(3):505-515. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.05.031
61. Oszoy-Sacan O, Yanardağ R, Orak H, et al. Effects of parsley (Petroselinum crispum) extract versus glibornuride on the liver of streptozotocin-induced diabetic rats. Journal of Ethnopharmacology. 2006;104:175-181. https://doi.org/10.1016/j.jep.2005.08.069
62. Bursac M, Popovic M, Mitic R, et al. Effects of Parsley (Petroselinum crispum) and Celery (Apium graveolens) Extracts on Induction and Sleeping Time in Mice. Pharmaceutical Biology. 2005;43(9):780-783. https://doi.org/10.1080/13880200500406677
63. Sultana S, Ahmed S, Jahangir T, Sharma S. Inhibitory effect of celery seeds extract on chemically induced hepatocarcinogenesis: modulation of cell proliferation, metabolism and altered hepatic foci development. Cancer Letters. 2005;221(1):11-20. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2004.07.030
64. Mohammad Ali, Faruqi Fauzia Bano, Mustafa Jamal. Edible compounds as antitumor agents. Indian Journal of Science and Technology. 2009;2(5):62-74. https://doi.org/10.17485/ijst/2009/v2i5.9
65. Dubinina AA, Dubinina SO, Maliuk LP, Popova TM. Research of the chemical composition of white root crops. Progressive equipment and technologies of food production, restaurant business and trade. 2007;1:208-215 (in Ukrainian).
66. Dubinina SO. Study of the steroid complex of white root crops. Food Science. 2008;1:56-60 (in Ukrainian).
67. Dubinina SO. Antioxidant properties of white root crops. Progressive equipment and technologies of food production, restaurant business and trade. 2008;2:470-475 (in Ukrainian).
68. Lehnert SO, Maliuk LP. Optimization of recipes of vegetable and cottage cheese pastes using the method of mathematical programming. Commodities and markets. 2010;1:82-89 (in Ukrainian).
69. Mardar M, Solonytska I, Pambuk S. Development of a new kind of bread produced by thedeferred baking technology on the basis of modern methods of quality management. Food Science and Technology. 2022;16(2):78-85. https://doi.org/10.15673/fst.v16i2.2355
70. Matviiets VH, Kobyzieva LN, Syenko SI, еt аl. Amino acid composition of protein of bean seeds. Genetic resources of plants. 2008;5:106-113 (in Ukrainian).
71. Kolotilov VV, Kobyzieva LN, Sylenko SI, еt аl. The collection of beans is a source of valuable economic traits for promising areas of breeding. Henetychni resursy roslyn. 2006;3:61-67 (in Ukrainian).
72. Marochko VA. Grain characteristics of experimental corn hybrids in terms of grain yield and culinary quality. Bulletin of the Institute of Grain Management of the UAAN. 2007;30:56-59 (in Ukrainian).
73. Satarova TM, Shevtsova IYu, Cherchel VYu, Marochko VA. Inheritance of endosperm consistency and carotenoid content in food corn. Breeding and seed production. 2007;94:141-150 (in Ukrainian).
74. Morhun OV, Bublyk MO. Yield and quality of hazelnut fruits in the conditions of the forest-steppe of Ukraine. Gardening. 2004;55:63-71 (in Ukrainian).
75. Seliutina HA, Dubinina AA, Afukova NO. Research of the chemical composition of different varieties of gooseberries, which are regionalized in the Kharkiv region. Modern directions of technology and mechanization of processing and food production processes. 2007;58:297-302 (in Ukrainian).