Основным направлением научных исследований группы биохимии растений Никитского ботанического сада является осуществление комплексной биохимической оценки различных видов естественной флоры, плодовых и технических культур с целью получения на их основе продуктов пищевого, лечебно-профилактического и технического назначения. Для достижения требуемого качества продукции применяются технологические, биохимические, микробиологические приемы. Особое внимание уделяется при этом методам, способным прямо или опосредованно установить биологическую ценность продукта по отношению к человеку.
      Данное направление возглавляет доктор технических наук, профессор, академик УААН Валерий Никитович Ежов, под его руководством работают старшие научные сотрудники кандидаты биологических наук Полонская Алла Константиновна, Рихтер Александр Александрович, младший научный сотрудник Палий Анфиса Евгеньевна и другие.
      Биохимическое обоснование комплексного подхода к переработке плодового сырья заключается в исследовании пищевого и терапевтического потенциала плодовых культур НБС-ННЦ, закономерностей перехода биологически активных веществ (БАВ) в готовый продукт, изучении целенаправленного регулирования количественного содержания и качественного их состава при помощи специальных приемов. Наибольший интерес исследователей представляет, наряду с традиционно перерабатываемыми, нетрадиционные культуры, введение которых в статус технических культур для промышленной переработки значительно расширит ассортимент продукции: алыча, нектарин, мушмула, опунция и другие.
      С целью сохранения кислотного разнообразия научной группой рекомендовано производство нектаров из плодов алычи, нектарина и других культур, предполагающих коррекцию кислотности с помощью технологических приемов: сепаж контрастных по качеству сортов, купаж жидкой фракции, добавление сиропа и т.д. Технология предусматривает также увеличение выхода, повышение органолептических свойств и биологической ценности продукции путем применения современных ферментных препаратов мацерирующего, пектолитического и эстеразного действия. Выявлены наиболее перспективные в этом отношении ферментные препараты фирм «Ново-Нордиск» (Швейцария) и «Дюхлер» (Германия).
      Технология переработки алычи, например, является гибкой, зависит от химического состава поступивших на переработку плодов и предусматривает получение, помимо нектара, пектисодержащей пастилы и плодового уксуса.
      Проводится работа по биохимической характеристике плодов новых сортов нектарина и обоснованию их использования в пищевой и лечебно-профилактической продукции, что позволит в итоге расширить площади их посадок и насытить отечественный рынок свежими плодами и продукцией на их основе.
      Заслуживающими внимания исследователей объектами явиляются некоторые нетрадиционные плодовые культуры, используемые на юге Украины как декоративные. Так, изучение химического состава плодов мушмулы свидетельствует о целесообразности использования ее плодов в пищу в свежем виде и в виде разнообразной продукции – мармелада, пастилы, джема, варенья, компотов, сиропов, соков и других безалкогольных и алкогольных напитков. Химический состав листьев мушмулы показывает возможность использования их для лечебно-профилактических и медицинских целей. В различные периоды вегетации листья накапливают макроэлементы: Ca 1,4-2,1%, K – 15-19%, Mg – 1,3-1,7%, Na – 0,07-0,11% и микроэлементы: Fe - 65 мг/ кг, Cu - 5 мг/ кг в пересчете на сухую массу.
      Разнообразный род Opuntia семейства Сactaceae насчитывает свыше 250 видов. В Никитском ботаническом саду, где представители этого семейства изучаются традиционно со времени его основания, интродуцировано около 30 видов. Группой биохимии растений изучен химический состав 7 видов плодов Opunti, собранных в состоянии технической зрелости. Плоды, имеющие широкую палитру окраски от оранжевой до рубиновой, различаются между собой по содержанию сухих веществ (11,6-26,2%), сумме сахаров (3,7-10,4%), содержанию моносахаров (3,2-10,6%), титруемых кислот (0,1-1,5%), аскорбиновой кислоты (29-75 мг/100г), лейкоантоцианов (7-9 мг/100г), антоцианов (66-363 мг/100г), водорастворимого пектина (60-140 мг/100г), протопектина (280-780 мг/100г), что позволяет рассматривать возможность использования их в качестве источника пищевых и лечебно-профилактических продуктов.Изучен компонентный состав ароматических веществ плодов, органических кислот плодов и стебле-листьев, динамика накопления биологически активных веществ в плодах, жирнокислотный состав семян.
      На основе биохимического исследования технических (лекарственных и ароматических) культур из коллекции НБС-ННЦ создан ряд композиция натуральных растительных ингредиентов различного ароматического направления с лечебно-профилактическими свойствами для ароматизации алкогольных и безалкогольных напитков и другой пищевой продукции.
      Разработана рецептура серии бальзамов на основе лекарственного и ароматического сырья юга Украины, выявлено положительное воздействие их на биохимические показатели крови и психофизиологическое состояние человека .
      К числу перспективных источников БАВ относится можжевельник, отличающийся повышенным содержанием эфирных масел, фитонцидным, противоспалительным, обезболивающим действием, издавна употребляемый в качестве пряно-вкусового продукта, а также в алкогольной промышленности для ароматизации напитков.
      Изучен химический состав и антиоксидантные свойства экстрактов из шишкоягод 1-го и 2-го года зрелости и хвои четырех видов произрастающих в Крыму можжевельников: полушаровидного (Juniperus hemisphaerica), высокого (J. excelsa), колючего (J. oxycedrus) и казацкого (J. sabina)., данные результаты целесообразно учитывать при разработке лечебно-профилактической продукции из них.
      В Никитском ботаническом саду ведутся многолетние исследования биохимических свойств различных видов и сортов хурмы. Установлено, что плоды хурмы содержат 13-20% углеводов; 0,05-0,2% органических кислот; 10-44 мг/100г витамина С; 1,0-1,5 мг/100г каротина; 0,3-0,8% белка; 1,0-2,0% пектиновых веществ;1,0-2,0% фенольных веществ; широкий спектр макро- и микроэлементов. Определена антиоксидантная активность плодов хурмы, которая составляет 80-90% от эталона - синтетического антиоксиданта ионола.
      Начато изучение биологически активных веществ листьев хурмы. Исследовали листья, собранные осенью, во время сбора урожая плодов. Содержание аскорбиновой кислоты преобладалов листьях хурмы виргинской - 281 мг/100г, в то время как хурма кавказская содержала 96 мг/100г, а хурма восточная - 48 мг/100г. Определено также содержание макроэлементов калия, кальция, натрия в листьях, которое составило для хурмы виргинской: 23, 17 и 0,2 г/кг, соответственно; для хурмы восточной: 29 , 10 и 0,3 г/кг; для хурмы кавказской - 15 , 17 и 0,3 г/кг. По данным биохимической оценки листьев хурмы виргинской они обладают повышенной С-витаминной и минеральной ценностью по сравнению с другими видами.
      В рамках поиска новых источников БАВ осуществлена комплексная биохимическая оценка листьев абрикоса, собранных осенью по следующим показателям: содержание сухих веществ, аскорбиновой кислоты, суммы фенольных веществ и показателю антиоксидантной активности.
      В настоящее время неизбежным является изучение и использование энергетических резервов природы для усиления жизнеспособности. В данных исследованиях, направленных на биохимическое обоснование разработки лечебно-профилактических напитков на основе лекарственного и эфиромасличного растительного сырья, использовали метод газоразрядной визуализации (ГРВ).
      Сравнительный анализ дикорастущих лекарственных растений и их культурных аналогов из коллекции НБС-ННЦ не показал однозначно преимущественного энергопотенциала (ЭП) у дикой группы растений, что расширяет возможности целенаправленного культивирования лекарственных растений и их применения в изготовлении продукции лечебно-профилактического назначения.
      Результаты исследований отражены в публикациях:
      1. Способ безотходной переработки яблочных выжимок. АС № 1712402 от 15 окября 1991 г. Ежов В.Н., Полонская А.К. и др.
      2. Способ безотходной переработки яблочных выжимок. АС № 178638, 1992 г. Ежов В.н., Полонская А.к. и др.
      3. Биотехнологические основы производства яблочного и виноградного пектина. Ежов В.Н.. Полонская А.К., Луканин. Ялта, 1992 г., 48 с.
      4. Значение энергопотенциала в оценке жизнедательной силы растительного сырья для получения лечебно-профилактических продуктов. Материалы международного семинара “Лесные биологически активные ресурсы.Полонская А.К., Ежов В.Н., и др. ”, Хабаровск, 2001, с.187.
      5. Растительные экстракты для ароматизированныхнапитков. Орехова С.В., Ежов В.Н. Полонская А.К. и др. Материалы международного семинара “Лесные биологически активные ресурсы”, Хабаровск, 2001, с.180-182.
      6. Биохимические свойства листьев хурмы Ежов В.Н., Полонская А.К., Казас А.Н., Щербатюк Л.К., Осипова И.В.// 6-ая Пущинская школа-конференция «Биология – наука 21-го века», май 2002г., Пущино.
      7. Создание композиции растительных ингредиентов для ароматизации плодово-ягодного вина. Яланецкий А.Я., В.Н. Ежов, А.К. Полонская, С.В. Орехова, В.Д. Работягов, Б.А. Виноградов, В.А. Шишкин, А.Н. Дорофеев. // Труды ИвиВ «Магарач», 2002, с. 91-98.
      8. Биохимическое обоснование различных направлений переработки плодов из алычи. Ежов В.Н., Полонская А.К., Горина В.М., Куцелепа Е.М. // Международная научно-практическая конференция «Новые технологии получения и применения биологически активных веществ», Алушта, 2002, - с. 238-239.
      9. Оценка эффективности использования ферментных препаратов нового поколения в производстве красных крепких вин. Загоруйко В.А., Остроухова Е.В., Сонина Е.Г., Дзядевич А.А., Полонская А.К. // Труды ИвиВ «Магарач», 2002, с. 57-62.
      10. Биохимические аспекты комплексной переработки алычи. Куцелепа Е.М., Сластья Е.А., Полонская А.К., Горина В.М., Ежов В.Н. Труды крымской аграрной академии. – Симферополь. – 2002. - 5 стр.
      11. Биохимическое исследование плодов алычи с целью установления направлений переработки. Куцелепа Е.М., Полонская А.К., Горина В.М., Ежов В.Н. //V конференция молодых ученых и студентов южного региона Украины, Одесса, октябрь 2002. – с. 36.
      12. Перспективы производства лечебно-профилактической продукции из алычи с учетом ее антиоксидантных свойств. Куцелепа Е.М., Полонская А.К., Ежов В.Н., Горина В.М. // Материалы международной конференции “Биоантиоксидант-2002”, Москва, 2002. – 1 с.
      13. Перспективы получения уксуса из алычи. Куцелепа Е.М., Полонская А.К., Ежов В.Н., Кишковская С.А., Иванова Е.В. // Материалы 6-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология – наука 21-го века», Пущино, 2002. – 1 с.
      14. Ароматическая композиция для вина с высокими антиокислительными свойствами. Орехова С.В., Полонская А.К., Дорофеев А.Н. // Материалы международной конференции “Биоантиоксидант-2002”, Москва, 2002.
      15. Ароматизированное вино с повышенной биологической ценностью. Орехова С.В., Полонская А.К., Ежов В.Н. //Всеукраинская научно-практическая конференция молодых ученых «Перспективные направления развития сельскохозяйственной науки и производства в Украине», Труды КГАУ. – Симферополь. – 2002. – 6 с.
      16. Биохимические подходы к созданию композиции ароматических ингредиентов для виноделия. Орехова С.В., Полонская А.К., Ежов В.Н. // Материалы 6-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология – наука 21-го века», Пущино, 2002.- 1 с.
      17. Биохимические основы получения ароматизированного вина. Орехова С.В., Полонская А.К., Ежов В.Н. // V конференция молодых ученых и студентов южного региона Украины, Одесса, октябрь 2002. – с. 49.
      18. Ароматизированное плодово-ягодное вино с повышенной биологической ценностью. Орехова С.В., Полонская А.К., Ежов В.Н., Работягов В.Д. //Международная научно-практическая конференция «Новые технологии получения и применения биологически активных веществ», Алушта, 2002, - с. 243-244.
      19. Биохимические аспекты получения ароматизированного вина с повышенной биологической ценностью. Орехова С.В., Полонская А.К., Ежов В.Н., Работягов В.Д., Виноградов Б.А. //Бюллетень Никитского ботанического сада-ННЦ, вып. 84, 2002. – с. 82-86.
      20. Сорбционные свойства винных дрожжей и их роль в производстве шампанских виноматериалов. Полонская А.К., Гержикова В.Г., Яланецкий А.Я. // «Магарач» Виноградарство и виноделие», 2002, № 3, с. 32-34.
      21. Оценка антиоксидантной активности растений Крыма. Полонская А.К., Ежов В.Н., Дорофеев А.Н. // Материалы международной конференции “Биоантиоксидант-2002”, Москва, 2002.
      22. Привлечение возможностей «GRV-CAMERA» для создания лечебно-профилактической продукции из растительного сырья. Семенихин Е.Е., Желтякова И.Н., Полонская А.К., Хруцкая Т.Е., Орехова С.В. //IV Международный научный конгресс по ГРВ биоэлектрографии «Наука, информация, сознание, 2002», - С-Пб, 2002. –с. 103-104.
      23. К вопросу о производстве отечественных ароматизированных напитков. Яланецкий А.Я., Ежов В.Н., Полонская А.К. // «Магарач» Виноградарство и виноделие», 2002, № 2, с. 32-34.
      24. Композиция ингредиентов для ароматизации алкогольных и безалкогольных напитков. Патент Украины 51134 А. Яланецкий А.Я., Ежов В.Н., Полонская А.К., С.В.Орехова, Работягов В.Д., Виноградов Б.А., Арендт И.А. » Приоритет от 8 мая 2002, заявка № 2002010374. 27 июня 2002 г.
      25. Изучение химических свойств плодов опунции. Полонская А.К. Гончарова О.И., Волошина И.В. Материалы Всеукраинской научно-практической конференции «Физиология и экология», Днепропетровск, апрель 2003 г.
      26. Дослідження антиоксидантних властивостей кизилу та перспектив його використання. Варваріна Н.М., Полонська А.К., Коршунова Г.Ф./Вісник Донецького держанного універсітету економіки і торгівлі ім. Туган-Барановського. – Донецьк, 2003. – 1 (17). – с. 19-24.
      27. Очистка и свойства внеклеточных и внутриклеточных протеиназ винных дрожжейПолонская А.К.,Гержикова В.Г., Руденская Г.Н., Яланецкий А.Я. // Сборник научных трудов ИвиВ «Магарач» «Виноградарство и виноделие». – Ялта, 2003. – С. 47-52.
      28. Біохімічне обгрунтування композиції рослинних інгредієнтів для ароматізації харчових продуктів з метою пдвищення їхніх лікувально-профілактичних властивостей. НДР № 0103U005993. Бюллетень регистрации НДР і ДКР, Київ-2003, № 7, Рубрика 655537 “Производство и применение пищевіх добавок”.
      29. Биохимическое обоснование направлений переработки растений на лечебно-профилактические продукты. Ежов В.Н., Полонская А.К. Бюллетень главного ботанического сада. – Вып. 186. – Москва: “Наука”, 2003. – С. 214-225.
      30. Изучение органических кислот некоторых видов рода Opuntia коллекции Никитского ботанического сада. Волошина И.В., Полонская А.К., Сластья Е.А. Материалы Всеукраинской научно-практической конференции «Физиология и экология», Днепропетровск, апрель 2004 г. – С.21-22.
      31. Влияние эфирных масел сосны и лимона. На психофизиологическое состояние человека. Полонская А.К.. Ежов В.Н. и др. Экологическая безопасность продукции и окружающей среды – потребность обществаю Сборник научных трудов. – Вып. 2. – Киев, 2004. – С. 174-184.
      32. Комплексное исследование биологической ценности ароматизированных напитков. Полонская А.К., Ежов В.Н., Павленко В.Б., Конарева И.Н., Яланецкий А.Я. Декоративные растения и их рациональное использование. Сборник научных трудов НБС. – Т. 124. – Ялта, 2004. – С. 75-83.
      33. Биологические свойства крымских можжевельников. Полонская А.К.. Ежов В.Н., Виноградов Б.А., Саркина И.С., Крайнюк Е.С. Бюллетень НБС-ННЦ. – Віп. 87. – Ялта, 2003. – С. 71-76.
      34. Композиция ингредиентов для ароматизации алкогольных и безалкогольных напитков. Патент № 69775А Украины. – Бюл. “Промислова власність”. - №9. – 2004 г.
      35. Биохимический состав плодов некоторіх видов Опунции из коллекции Никитского ботанического сада. Ежов В.Н., Полонская А.К., Волошина И.В., Виноградов Б.А. . Декоративные растения и их рациональное использование. Сборник научных трудов НБС. – Т. 124. – Ялта, 2004. – С. 84-91.
      36. Изучение влияния некоторых фитобальзамов на биохимические показатели крови. Полонская А.К., Ежов В.Н., Казакова В.В. и др. Вісник запорізького державного універсітету. – 2004. - №1. - С. 182-185.
      Одним из традиционных направлений работ группы биохимии является биохимическое сопровождение селекционных работ, проводимых отделом южного плодоводства НБС-ННЦ. Осуществляемый комплекс биохимических работ является составной частью селекционного процесса, выполняемого на ряде культур: персик, нектарин, абрикос, слива, алыча, зизифус, фейхоа, инжир, хурма и другие.
      Такой подход позволяет создавать перспективный промышленный сортимент упомянутых растений хорошо адаптированный к условиям юга Украины и в, частности, Крыма. Результаты исследований могут быть использованы при составлении рекомендаций по формированию садов с целевым назначением урожая (сорта для перерабатывающих предприятий, лечебно-профилактических центров и т. д.).
      Список публикаций по данному разделу работы:
      1. Рихтер А.А. Прогнозирование взаимосвязи биохимических признаков плодов у абрикоса // Бюл. Никитск.ботан.сада. - 2000. - Вып. 76. - С. 72-74.
      2. Рихтер А.А. Изменение биохимических признаков плодов у межвидовых гибридов нектарина с персиком Давида // Бюлл. Главн. Ботан. сада. - 2000. - Вып. 180. - С. 85-89.
      3. Gorina V.M., Richter A.A. The signeficance of interspecific hibridization for breeding of Prunus cerasifera // Acta Horticulturae. - 2000. -? 538. - P. 387-390
      4. Komar-Tyomnaya L.D., Richter A.A. Wild species and distant hybrids of apricot are the sources of resistance to Monilia laxa Ehrenb. and high content of biologically-active substances in fruits // Acta Horticulturae. - 2000. - ? 538. - P. 147-150.
      5. Рихтер А.А., Жебентяева Т.Н., Орехова В.П. Наследование содержания аскорбиновой кислоты в плодах гибридов персика с нектарином // Физиол. и биохим. культ. растений. - 2001. - Т. 33, № 1. - С. 79-82.
      6. Рихтер А.А. Совершенствование качества плодов южных культур. – Симферополь: Таврия, 2001. – 426 с.
      7. Шоферистов Е.П., Кривенцов В.И., Рихтер А.А. Полиморфизм биохимических и помологических признаков плодов инбредных линий, межлинейных и сорто-линейных гибридов нектарина и персика. – Садівництво. Міжвідомчий тематичний науковий збірник. – 2002. – Вип.54. – С. 57-69.
      8. Рихтер А.А. Введение в экологическую токсикологию: Учебное пособие. – Ялта: ЯИМ, 2002. – 280 с.
      Продукты вторичного метаболизма являются ключевым звеном защитных механизмов, обладают рострегулирующей и аллелопатической активностью. К ним относятся терпеноидные и фенольные соединения. Изучение особенностей накопления данных веществ в различных органах растений, изменение их концентраций в ходе развития необходимо для выявления биохимических основ формирования механизмов устойчивости к биотическим и абиотическим факторам. В практическом отношении вторичные метаболиты являются основой лекарственных препаратов растительного происхождения.
      Исследованы биологически активные вещества Melilotoides cretacea и возможности их использования в лечебно-профилактических целях». При выполнении работы было выяснено, что данный вид отличается не только высоким содержанием тритерпеновых соединений, но и фенольных. Впервые проведено полное биохимическое исследование различных органов Melilotoides cretacea во время вегетации. Особую ценность представляют результаты, раскрывающие роль веществ тритерпеновой и фенольной природы в растении. Установлено, что максимальная концентрация характерна для корней в период цветения растения. Цветки отличаются значительным количеством фенольных соединений, которые в основном являются флавоноидами. Выявлено, что сумма тритерпеновых гликозидов из корней и спиртовые экстракты из корней и цветков M. cretacea обладает широким спектром антибиотического действия.
      По результатам исследований опубликованы следующие работы:
      Оценка биологической активности суммарного экстракта тритерпеноидов Melilotoides cretacea. Палий А. Е., Губанова Т. Б., Ежов В. Н., Фадеев Ю. М., Кинтя П.К. // Бюллетень ГБС. – Вып. 186, 2003. - С. 226-231.
      Сезонная динамика накопления тритерпенов Melilotoides cretacea (M. Bieb.) Sojak. А. Е. Палий, Е. А. Сластья, В.Н. Ежов // Вестник заповедника «Аскания Нова». - №5, 2003. – С. 87-91.
      На базе отдела биотехнологии и биохимии растений НБС – ННЦ создана и аккредитована испытательная лаборатория, которая производит контроль качества прафюмерно-косметической и пищевой продукции.
      Область аккредитации лаборатории:
      Определение внешнего вида вод душистых
      Определение цвета вод душистых
      Определение запаха вод душистых
      Определение показателя преломления вод душистых
      Определение кислотного числа вод душистых
      Определение объема вод душистых
      Определение внешнего вида соли морской ароматизированной для ванн
      Определение цвета соли морской ароматизированной для ванн
      Определение запаха соли морской ароматизированной для ванн
      Определение массовой доли воды и летучих веществ в соли
      морской ароматизированной для ванн
      Определение массовой доли хлористого натрия в соли морской
      ароматизированной для ванн
      Определение массы нетто соли морской ароматизированной для ванн
      Определение внешнего вида свечей душистых
      Определение запаха свечей душистых
      Определение цвета свечей душистых
      Определение формы свечей душистых
      Определение размера свечей душистых
      Определение массы свечей душистых
      Определение характера горения свечей душистых
      Определение внешнего вида бальзамов косметических
      Определение цвета бальзамов косметических
      Определение запаха бальзамов косметических
      Определение водородного показателя водной вытяжки бальзамов косметических
      Определение коллоидной стабильности бальзамов косметических
      Определение термостабильности бальзамов косметических
      Определение массовой доли воды и летучих веществ в бальзамах косметических
      Определение массовой доли неомыляемых веществ в бальзамах косметических
      Определение массы нетто или объема бальзамов косметических
      Определение внешнего вида духов экспри
      Определение цвета духов экспри
      Определение запаха духов экспри
      Определение стойкости запаха духов экспри
      Определение крепости (условной) духов экспри
      Определение прозрачности духов экспри
      Определение суммы массовых долей духов экспри
      Определение объема духов экспри
      Определение объема масел эфирных фасованных
      Определение объема масел растительных косметических фасованных
      Определение внешнего вида компотов
      Определение цвета компотов
      Определение запаха компотов
      Определение консистенции плодов и ягод компотов
      Определение вкуса компотов
      Определение массовой доли плодов, ягод от массы нетто указанной на этикетке компотов
      Определение массовой доли растворимых сухих веществ в компотах
      Определение массовой доли витамина С в компотах
      Определение массовой доли примесей растительного происхождения в компотах
      Определение массовой доли минеральных примесей в компотах
      Определение посторонних примесей в компотах
      Определение внешнего вида джемов
      Определение цвета джемов
      Определение запаха джемов
      Определение консистенции джемов
      Определение вкуса джемов
      Определение массовой доли растворимых сухих веществ в джемах
      Определение массовой доли сернистого ангидрида в джемах
      Определение массовой доли титруемых кислот в джемах
      Определение массовой доли примесей растительного происхождения в джемах
      Определение массовой доли минеральных примесей в джемах
      Определение посторонних примесей в джемах
      Определение цвета варенья
      Определение запаха варенья
      Определение консистенции варенья
      Определение вкуса варенья
      Определение массовой доли плодов от массы нетто указанной на этикетке варенья
      Определение массовой доли растворимых сухих веществ в варенье
      Определение массовой доли витамина С в варенье
      Определение массовой доли сернистого ангидрида в варенье
      Определение массовой доли примесей растительного происхождения в варенье
      Определение массовой доли минеральных примесей в варенье
      Определение посторонних примесей в варенье