Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Біоактивні сполуки в генетичному матеріалі яблук з червоним м’якушем

Дмитро Пищолка, Володимир Меженський
Завантажити статтю
Анотація

Сорти Malus domestica Niedzwetzkyana Group з червоним м’якушем привертають все більше уваги завдяки своєму характерному забарвленню та підвищеному вмісту фітохімічних речовин, корисних для здоров’я. Метою цього дослідження було оцінити біохімічний склад і мінливість основних біоактивних сполуку червоном’якушних сортів яблук, вирощених у лісостеповій зоні України. Протягом трьох вегетаційних періодів (2023-2025 рр.) було досліджено 11 сортів. Уміст аскорбінової кислоти, загальних поліфенолів, антоціанів, флавонолів та халконів визначали за допомогою стандартних спектрофотометричних і титрометричних методів. Результати виявили значне біохімічну різноманітніття серед вивчених генотипів. Уміст аскорбінової кислоти коливався від 5,06 до 11.41 мг/100 г свіжої маси і не відрізнявся істотно між сортами. Натомість спостерігалися суттєві відмінності в накопиченні фенольних сполук. Найвищі концентрації загальних поліфенолів зафіксовано в сортах ‘Jurgen’ (636,50 мг/100 г) та ‘Firecracker’ (621,63 мг/100 г), що с відчить про їхній сильний антиоксидатний потенціал. Уміст антоціанів і халконів демонстрував значну варіабельність, причому найвищі значення виявлено в сорту ‘Dr Campbell’ (відповідно 31,86 мг/100 г і 22,20 мг/100 г). Статистичний аналіз показав коефіцієнт детермінації (R2 = 0,81), який свідчить про те, що концентрація халконів пояснює 81% спостережуваної мінливості рівнів антоціанів. Сорти ‘Era’ і ‘Jurgen’ продемонстрували найвище накопичення флавонолів (відповідно 79,10 мг/100 г і 65,90 мг/100 г). Загалом, сорти ‘Dr Campbell’, ‘Cranberry’ та ‘Jurgen’ були визначені як найперспективніші генотипи завдяки поєднанню високого вмісту фенолів і накопиченню пігментів. Отримані результати підкреслюють значний харчовий та селекційний потенціал червоном’якушних сортів яблук та підтверджують доцільність їх ширшого впровадження у садівництво та розробку функціональних продуктів харчування в Україні

Ключові слова

Malus domestica Niedzwetzkyana Group; аскорбінова кислота; поліфеноли; антоціани; флавоноли; халкони

ЦИТУВАТИ
Pyshcholka, D., & Mezhenskyj, V. (2026). Bioactive compounds in red-fleshed apple germplasm. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 22(2),7-19. https://doi.org/10.31548/dopovidi/2.2026.07
Використані джерела
  1. Asma, U., Morozova, K., Ferrentino, G., & Scampicchio, M. (2023). Apples and apple by-products: Antioxidant properties and food applications. Antioxidants, 12(7), article number 1456. doi: 10.3390/antiox12071456.
  2. Ban, Y., Honda, C., Hatsuyama, Y., Igarashi, M., Bessho, H., & Moriguchi, T. (2007). Isolation and functional analysis of a MYB transcription factor gene that is a key regulator for the development of red coloration in apple skin. Plant & Cell Physiology, 48(7), 958-970. doi: 10.1093/pcp/pcm066.
  3. Bars-Cortina, D., Macià, A., Iglesias, I., Garanto, X., Badiella, L., & Motilva, M.J. (2018). Seasonal variability of the phytochemical composition of new red-fleshed apple varieties compared with traditional and new white-fleshed varieties. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 66(38), 10011-10025. doi: 10.1021/acs.jafc.8b03950.
  4. Bars-Cortina, D., Macià, A., Iglesias, I., Romero, M.P., & Motilva, M.J. (2017). Phytochemical profiles of new red-fleshed apple varieties compared with traditional and new white-fleshed varieties. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 65(8), 1684-1696. doi: 10.1021/acs.jafc.6b02931.
  5. Bouillon, P., Fanciullino, A.-L., Belin, E., Bréard, D., Boisard, S., Bonnet, B., Hanteville, S., Bernard, F., & Celton, J.-M. (2024). Image analysis and polyphenol profiling unveil red-flesh apple phenotype complexity. Plant Methods, 20, article number 71. doi: 10.1186/s13007-024-01196-1.
  6. Bu, H., Gu, G., Hu, Y., Yang, Y., Yang, L., Yuan, H., & Yu,W. (2025). Research advances in the synthesis and regulation of apple anthocyanins. Biology, 14(10), article number 1322. doi: 10.3390/biology14101322.
  7. Catalán, Ú., Pedret, A., Yuste, S., Rubió, L., Piñol, C., Sandoval-Ramírez, B.A., Companys, J., Foguet, E., Herrero, P., Canela, N., Motilva, M.-J., & Solà, R. (2022). Red-fleshed apples rich in anthocyanins and white-fleshed apples modulate the aorta and heart proteome in hypercholesterolaemic rats: The AppleCOR Study. Nutrients, 14(5), article number 1047. doi: 10.3390/nu14051047.
  8. Ceci, A.T., Bassi, M., Guerra, W., Oberhuber, M., Robatscher, P., Mattivi, F., & Franceschi, P. (2021). Metabolomic characterization of commercial, old, and red-fleshed apple varieties. Metabolites, 11(6), 378. doi: 10.3390/metabo11060378.
  9. Chen, Y., Wang, Y., Jiang, S., Xu, J., Wang, B., Sun, X., & Zhang, Y. (2023). Red-fleshed apple flavonoid extract alleviates CCl4-induced liver injury in mice. Frontiers in Nutrition, 9, article number 1098954. doi: 10.3389/fnut.2022.1098954.
  10. Convention on Biological Diversity. (1992, June). Text of the Convention. Retrieved from https://www.cbd.int/doc/legal/cbd-en.pdf.
  11. Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1976, March). Retrieved from https://treaties.un.org/doc/publication/unts/volume%20993/volume-993-i-14537-english.pdf.
  12. Espley, R.V., Hellens, R. P., Putterill, J., Stevenson, D.E., Kutty-Amma, S., & Allan, A.C. (2007). Red colouration in apple fruit is due to the activity of the MYB transcription factor, MdMYB10. The Plant Journal, 49(3), 414-427. doi: 10.1111/j.1365-313X.2006.02964.x.
  13. Food and Agriculture Organization (FAO). (2025). Retrieved from https://www.fao.org/faostat/.
  14. Geleta, B. T., Abebe, A. M., & Heo, J.-Y. (2025). Effect of genotype × environment interactions on apple fruit characteristics in a high latitude region of Korea. Applied Fruit Science, 67, article number 14. doi: 10.1007/s10341-024-01243-0.
  15. Jalali, M., Abedi, M., Tabarsa, M., & Moreno, D.A. (2024). Morphological and biochemical characteristics of wild red-fleshed apples (Malus sieversii f. niedzwetzkyana) in the North and Northeast of Iran. BMC Plant Biology, 24, article number 899. doi: 10.1186/s12870-024-05608-1.
  16. Jalali, M., Abedi, M., Tabarsa, М., & Moreno, D.A. (2026). Superior phytochemical composition and antioxidant potential of wild red-fleshed apples: A comparative analysis across humid and dry ecosystems. LWT – Food Science and Technology, 239, article number 118950. doi: 10.1016/j.lwt.2025.118950.
  17. Juhart, J., Medic, A., Veberic, R., Hudina, M., Jakopic, J., & Stampar, F. (2022). Phytochemical composition of red-fleshed apple cultivar “Baya Marisa” compared to traditional, white-fleshed apple cultivar “Golden Delicious”. Horticulturae, 8(9), article number 811. doi: 10.3390/horticulturae8090811.
  18. Keller-Przybylkowicz, S., Oskiera, M., Liu, X., Song, L., Zhao, L., Du, X., Kruczynska, D., Walencik, A., Kowara, N., & Bartoszewski, G. (2024). Transcriptome analysis of white- and red-fleshed apple fruits uncovered novel genes related to the regulation of anthocyanin biosynthesis. International Journal of Molecular Sciences, 25(3), article number 1778. doi: 10.3390/ijms25031778.
  19. Lautenbach, J., Abbas, Q., Brajkovic, S., Sieberer, T., Neumüller, M., Kuster, B., & Poppenberger, B. (2025). Unraveling the proteomic landscape of red-fleshed apples to identify regulators of anthocyanin accumulation. Journal of Proteomics, 319, article number 105470. doi: 10.1016/j.jprot.2025.105470.
  20. Li, Z., Liu, W., Chen, Q., Zhang, S., Mei, Z., Yu, L., Wang, C., Mao, Z., Chen, Z., Chen, X., & Wang, N. (2023). Mdm-miR858 targets MdMYB9 and MdMYBPA1 to participate anthocyanin biosynthesis in red-fleshed apple. The Plant Journal, 113(6), 1295-1309. doi: 10.1111/tpj.16111.
  21. Liu, Y., Zhang, X., & Zhao, Z. (2013). Effects of fruit bagging on anthocyanins, sugars, organic acids, and color properties of “Granny Smith” and “Golden Delicious” during fruit maturation. European Food Research and Technology, 236(2), 329-339. doi: 10.1007/s00217-012-1896-3.
  22. Mezhenskyj, V.M., Pyshcholka, D.V., Mezhenska, L.O., & Havryliuk, O.S. (2024). An overview of the red-fleshed apple: History and its importance for horticulturists, gardeners, nurserymen, and consumers. Biosystems Diversity, 32(1), 158-167. doi: 10.15421/012416.
  23. Pyshcholka, D., & Mezhenskyj, V.M. (2026). Biochemical composition and nutritional value of red-fleshed apple cultivars in the Ukrainian forest-steppe. Plant and Soil Science, 17(1), 9-19. doi: 10.31548/plant1.2026.09.
  24. Ren, Y., Guan, Y., Ma, Y. Fang, Z., Ding, Y., & Ao, P. (2026). Metabolic profiling of red-fleshed apple and functional characterization of MdERF072 in anthocyanin biosynthesis. BMC Plant Biology, 26, article number 158. doi: 10.1186/s12870-025-07987-5.
  25. Shevchuk, L., Grynyk, I., Levchuk, L., Babenko, S., Podpriatov, H., & Kondratenko, P. (2021). Fruit quality indicators of apple (Malus domestica Borkh.) cultivars bred in Ukraine. Journal of Horticultural Research, 29(2), 95-106. doi: 10.2478/johr-2021-0019.
  26. Tsao, R., Yang, R., Young, J. C., Zhu, H. (2003). Polyphenolic profiles in eight apple cultivars using high-performance liquid chromatography (HPLC). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(21), 6347-6353. doi: 10.1021/jf0346298.
  27. van Nocker, S., Berry, G., Najdowski, J., Michelutti, R., Luffman, M., Forsline, P., Alsmairat, N., Beaudry, R., Nair, M.G., & Ordidge, M. (2012). Genetic diversity of red-fleshed apples (Malus). Euphytica, 185(2), 281-293. doi: 10.1007/s10681-011-0579-7.
  28. Vrhovsek, U., Rigo, A., Tonon, D., & Mattivi, F. (2004). Quantitation of polyphenols in different apple varieties. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(21), 6532-6538. doi: 10.1021/jf049317z.
  29. Wang, X., Li, C., Liang, D., Zou, Y., Li, P., & Ma, F. (2015). Phenolic compounds and antioxidant activity in red-fleshed apples. Journal of Functional Foods, 18, 1086-1094. doi: 10.1016/j.jff.2014.06.013.
  30. Yuste, S., Ludwig, I.A., Romero, M.-P., Motilva, M.-J., & Rubió, L. (2022). New redfleshed apple cultivars: A comprehensive review of processing effects, (poly)phenol bioavailability and biological effects. Food and Function, 13(9), 4861-4874. doi: 10.1039/D2FO00130F.
  31. Zhang, X., Xu, J., Xu, Z., Sun, X., Zhu, J., & Zhang, Y. (2020). Analysis of antioxidant activity and flavonoids metabolites in peel and flesh of red-fleshed apple varieties. Molecules, 25, article number 1968. doi: 10.3390/molecules25081968.