Люффа
Определение
Культурное значение имеют два вида: люффа остроребристая (Luffa acutangula) и люффа египетская (Luffa cylindrica).
Англ. — luffa.
Экономическое значение
Виды использования
Употребление в пищу
Молодые плоды едят свежими или готовят как овощ, но собирать их нужно до того, как затвердеют волокнистые сосудистые пучки и разовьются продуцирующие соединения. Листья также употребляют в пищу как овощ. Жареные семена съедобны и содержат пищевое масло.
Местные способы использования
В Гане сухое волокно используется для фильтрации воды и пальмового вина. В Центральной Африке его используют для чистки одежды. Грибковые биосорбенты, иммобилизованные на губках Luffa cylindrica, использовались для биосорбции тяжёлых металлов из сточных вод завода по производству оливкового масла и других сточных вод (Iqbal and Edyvean, 2004, 2005; Ahmadi et al., 2006a,b).
В Индии и Китае из плодов, очищенных от кожуры, нарезанных и обжаренных, готовят карри. В Японии плоды едят свежими или нарезают и сушат, чтобы съесть позже.
В США масло используется в производстве мыла.
Другие виды использования
Основное применение плодов люффы — в качестве губки для мытья и чистки посуды, а также тела человека. Они также используется для изготовления шляп, стелек для обуви, автомобильных дворников, подставок для кастрюль, столовых ковриков, половиков и ковриков для ванной, сандалий и перчаток. Волокно используется благодаря своим ударо- и звукопоглощающим свойствам, например, в шлемах и бронемашинах, а также в качестве фильтра в двигателях.
Горький и токсичный жмых непригоден в качестве корма для скота, но может использоваться в качестве удобрения, поскольку богат азотом и фосфором.
Волокно Luffa cylindrica обладает высокой водопоглощающей способностью, что делает его пригодным в качестве абсорбента, например, для обесцвечивания водных стоков. Другим возможным применением является армирование композитных материалов на основе матрицы смолы, но в этом случае необходим барьерный слой, например, из стекловолокна, чтобы избежать поглощения воды из окружающей среды. Губка имеет высокую степень пористости, большой удельный объём пор, стабильные физические свойства и является нетоксичной и биоразлагаемой. Эти свойства делают её пригодной в качестве опорной матрицы для клеток растений, водорослей, бактерий и дрожжей. Нити волокна содержат 50-62% α-целлюлозы, 20-28% гемицеллюлозы и 10-12% лигнина.
Влияние на здоровье и применение в медицине
Люффа издавна используется как лекарственное растение для лечения астмы, кишечных глистов, синусита (Chakravarty, 1990; Schultes, 1990), отёка, фарингита и ринита (Khare, 2007). Листья используются при аменорее, кариесе зубов, паразитарных поражениях, кожных заболеваниях (Porterfield, 1955), хроническом бронхите (Khare, 2007), болях, воспалениях, карбункулах и абсцессах (Perry, 1980). Цветы эффективны при лечении мигрени (Khare, 2007; Sutharshana, 2013). Стебель используется при респираторных заболеваниях (Porterfield, 1955), а плоды — при кровотечениях из кишечника или мочевого пузыря, грыже, геморрое, желтухе, меноррагии, скарлатине (Porterfield, 1955), бронхите, гематурии, проказе, спленопатии и сифилисе (Prajapati et al., 2003).
В фармакологическом отношении сообщается о противозудных, противоастматических, кардиостимулирующих, гепатопротекторных и гиполипидемических свойствах (Partap et al., 2012) и анальгетических (Velmurugan et al., 2011), противовоспалительных (Muthumani et al., 2010; Abirami et al., 2011; Khan et al., 2013) и противорвотных действиях (Khan et al., 2013).
Экстракты листьев, содержащие сапонины, алкалоиды и сердечные гликозиды, показали антибактериальную активность против Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Salmonella typhi. Водные экстракты листьев показали in vitro окситоцидную активность.
Из плодов были выделены различные антиоксидантные соединения. Люциозиды, выделенные из плодов, показали противозудную активность. Этаноловые экстракты плодов показали антибактериальную и противогрибковую активность.
В косметике масло семян Luffa cylindrica используется благодаря своим противогрибковым, противовоспалительным и противоопухолевым свойствам. Поскольку оно препятствует синтезу определенных белков, оно также считается токсичным для клеток рака кожи.
Семена обладают слабительными свойствами благодаря высокому содержанию масла.
История культуры
Род имеет долгую историю культивирования в тропической Азии и Африке, и вероятным центром происхождения и основным центром разнообразия люффы является Индия (Sirohi et al., 2005).
Производство
Основные регионы возделывания культуры
Виды люффы распространены в тропических регионах мира. Luffa acutangula встречается в Индии, Мьянме, Шри-Ланке, Малайзии, Индонезии, Китае и Африке. Luffa graveolens Roxb встречается в Индии, Австралии и Индонезии. Luffa graveolens (Singh et al.) Bhandari является эндемиком Индии. Luffa tuberose встречается в Индии и тропической Африке (Chakravarty, 1982). Luffa acutangula и Luffa aegyptiaca (губчатая тыква) — второстепенные бахчевые овощи, культивируемые в нижних равнинах (Gopalan et al., 1993; Chandra, 1995).
США ежегодно импортируют миллионы этих плодов из Азии. Корея, Китай, Гватемала и Колумбия являются основными производителями мочалок.
Производство в мире
Статистические данные отсутствуют.
Химический состав
Химический состав люффы остроребристой, на 100 г съедобной части (Rahman, A.H.M.M. et al., J. Appl. Sci. Res., 4(5), 555, 2008):
- вода — 95,2%;
- белок — 0,5 г;
- жиры — 0,1 г;
- пищевые волокна — 0,5 г;
- углеводы — 3 г;
- щавелевая кислота — 27 мг;
- энергетическая ценность — 20 кал;
- витамин A — 56 IU;
- тиамин — 0,07 мг;
- рибофлавин — 0,01 мг;
- никотиновая кислота — 0,2 мг;
- витамин C — 5 мг;
- минеральные вещества — 0,3 г:
- кальций — 40 мг;
- магний — 11 мг;
- фосфор — 40 мг;
- железо — 1,6 мг;
- натрий — 2,9 мг;
- калий — 50 мг;
- медь — 0,16 мг;
- сера — 13 мг;
- хлор — 7 мг.
Химический состав люффы египетской, на 100 г съедобной части (Rahman, A.H.M.M. et al., J. Appl. Sci. Res., 4(5), 555, 2008):
- вода — 93%;
- белок — 1,2 г;
- жиры — 0,2 г;
- пищевые волокна — 2 г;
- углеводы — 5 г;
- энергетическая ценность — 22 кал;
- витамин A — 84 IU;
- тиамин — 0,03 мг;
- рибофлавин — 0,03 мг;
- никотиновая кислота — 0,3 мг;
- витамин C — 7 мг;
- кальций — 25 мг;
- железо — 1 мг.
Сырые листья содержат на 100 г съедобной части: влаги 94,0 г, энергии 58 кДж (14 ккал), белка 1,6 г, жира 0,1 г, углеводов (включая клетчатку) 2,7 г, золы 1,6 г, Ca 330 мг и P 33 мг (Leung et al., 1968). Листья содержат флавоноиды (Schilling and Heiser, 1981), сапонины (Liang et al., 1993, 1996) и тритерпены (Nauking Institute of Materia Medica, 1980).
Незрелые плоды содержат на 100 г съедобной части: влаги 94,0 г, энергии 88 кДж (21 ккал), белка 0,6 г, жира 0,2 г, углеводов 4,9 г, Ca 16 мг, P 24 мг, Fe 0,6 мг, витамина A 235 МЕ, тиамина 0,04 мг, рибофлавина 0,02 мг, ниацина 0,3 мг и аскорбиновой кислоты 7 мг.
В плодах присутствуют аскорбиновая кислота, антоцианы, флавоноиды (Bor et al., 2006) и тритерпеноидные сапонины (Partap et al., 2012). Цветки богаты флавоноидами (Schilling and Heiser, 1981), в кожуре обнаружены каротиноиды, флавоноиды и олеаноловая кислота (Kao et al., 2012), а в семенах — полипептиды (Abirami et al., 2011).
Более половины массы семян составляет масло.
Таксономия
Род люффа (Luffa) распространён в тропических регионах мира (Chakravarty, 1982). Это небольшой род Старого Света, включающий девять видов в мире. Из них пять видов, а именно Luffa echinata Roxb., Luffa acutangula, Luffa aegyptiaca, Luffa graveolens Roxb. и Luffa graveolens Singh (1990) Bhandari и два спорных вида, Luffa tuberose и Luffa umbellata, существуют в Индии (Krishna et al., 2013). Они считаются видами Нового Света (Pandey et al., 2008). Виды Luffa Нового Света отличаются от видов Старого Света (Luffa echinata Roxb., Luffa acutangula, Luffa aegyptiaca и Luffa graveolens Roxb.) и трёх видов из Нового Света — Luffa guinguefida (Hook. and Arn.) Seem., Luffa operculata (L.) Cogn. и Luffa astorii Svens (Pandey et al., 2008).
Из этих семи видов три — Luffa acutangula, Luffa cylindrica и Luffa graveolens — являются съедобными видами и культивируются в тропическом и субтропическом климате, а остальные четыре вида встречаются в диком виде, в основном в северо-западных/восточных Гималаях, северо-восточных равнинах, восточном побережье и на полуострове (Arora and Nayar, 1984).
Согласно Heiser и Schilling (1990), Luffa состоит из семи видов: четырёх хорошо дифференцированных видов тропиков Старого Света и трёх довольно похожих видов Неотропиков. Эти семь видов делятся на две группы:
- Luffa aegyptiaca (син. Luffa cylindrica), Luffa acutangula, Luffa echinata и Luffa graveolens;
- Luffa quinquefida, Luffa operculata и Luffa astorii.
Губчатая тыква (Luffa cylindrica Roem, син. Luffa aegyptiaca Mill) является одним из важных представителей этой группы. Губчатая тыква веками культивировалась на Ближнем Востоке, в Индии, Китае, Японии и Малайзии (Porterfield, 1955). Губчатая тыква родом из тропической Азии, вероятно, из Индии и Юго-Восточной Азии.
Люффа считается родом Старого Света с четырьмя дикими видами: Luffa graveolens Roxb. (var. longistyla), Luffa echinata Roxb., Luffa tuberosa Roxb. и Luffa umbellata Roem (Seshasdri and More, 2009). Дикие виды Luffa из Нового Света включают Luffa quinquefolia (Hook and Arn) Seem. и Luffa astorii. Ещё один дикий вид был обнаружен на Северной территории Австралии (Telford et al., 2011). Регион Индо-Бирма и Индия считаются центрами разнообразия губчатой тыквы и гребенчатой тыквы, соответственно (Whitaker and Davis, 1962).
Все виды имеют 26 хромосом (2n = 26) (Dutt and Roy, 1990; Heiser and Schilling, 1990). Раннее распространение рода люффы происходило в Новом и Старом Свете, но оба культивируемых вида возникли в Индии (Heiser and Schilling, 1990). Морфологическая изменчивость была очевидна у культивируемых видов люффы. Анализ разнообразия, основанный на морфологии частей растения, наличии флавоноидов и системах размножения, классифицировал Luffa acutangula и Luffa aegyptiaca в одну группу (Schilling and Heiser, 1981). Они секвенировали 51 экземпляр люффы, представляющий географический ареал рода и как можно больше топотипического или типового материала. Филогении по четырем некодирующим пластидным регионам и спейсерной области ядерной рибосомной ДНК показали, что восемь кладов образцов имеют географическую и морфологическую согласованность. На основании филогенетических исследований было установлено, что Luffa graveolens более отдаленно связан с Luffa acutangula, чем с Luffa echinata (Dutt and Roy, 1976). Cruz et al. (1997) наблюдали больше морфологических различий у Luffa aegyptiaca, чем у Luffa acutangula, но общие профили семян показали обратные результаты.
Ботаническое описание
Растения рода люффа — это лазающие или прицепляющиеся травянистые растения длиной до 10-15 м.
Всходы
Проростки с эпигейным прорастанием; семядоли яйцевидные, около 5 см длиной.
Стебель
Стебель пятиугольный, мелковолосистый, с 2-6-гранными усиками.
Листья
Листья очередные и простые. Края листьев пальчато- 3-7-лопастные с треугольными или яйцевидными долями, сердцевидные в основании, доли острые или подострые и верхушечные пазушные зубчатые, шероховатые.
Мужское соцветие рацемозное, цветонос 7-32 см длиной, мелковолосистый, тогда как женские цветки одиночные. Цветки однополые (у Luffa echinata — двуполые), правильные, 5-мерные, 5-10 см в диаметре; лепестки свободные, цельные, широкояйцевидные, 2-4,5 см длиной, тёмно-жёлтого цвета. Мужские цветки на прицветных цветоножках 3-13 мм длиной, трубка цветоложа снизу коническая, сверху расширенная, 3-8 мм длиной, с треугольными долями 8-12 мм длиной, чашелистики яйцевидные, 8-14 мм длиной, тычинок три или пять, свободные, вставлены в трубку цветоложа, связующие нити широкие. Женские цветки на цветоножке длиной 1,5-14,5 см, трубка цветоложа коротко цилиндрическая, длиной 2,5-6 мм, с яйцевидными долями длиной около 1 см, чашелистики яйцевидно-ланцетные или ланцетные, длиной 8-16 мм, завязь нижняя, рылец три, двухлопастные.
Плод
Форма, размер и цвет плодов люффы очень разнообразны. Плод имеет форму эллипсоидной или цилиндрической капсулы до 60(-90) см x 10(-12) см, клювовидный и не сильно ребристый, коричневатого цвета, отделяется верхушечным оперкулумом, гладкий и многосемянный. У одомашненных сортов плоды без горечи. В незрелом состоянии плоды светло- или ярко-зелёные, а в зрелом — жёлто-коричневые. Зрелые плоды обезвоживаются на конце цветка, позволяя чёрным, коричневым или редко белым семенам высыпаться из сухого волокнистого эндокарпа.
Свойства
Плоды диких форм горькие и ядовитые.
Когда плоды люффы становятся старыми и сухими, эндокарп превращается в стойкую волокнистую сосудистую сеть, которая используется различными способами.
Семена
Семена линзовидные, широкоэллиптические в очертании, сжатые, 10-15 мм x 6-11 мм x 2-3 мм, гладкие, тускло-чёрные, с узкой мембранозной крыловидной каймой.
Физиология
Растения рода люффа — это однолетние
Большинство видов люффы однополые.
Цветки губчатой тыквы и гребенчатой тыквы раскрываются рано утром и поздно вечером соответственно.
Уборка и хранение
Обе культурные люффы собирают на стадии незрелых плодов.
Губчатая тыква готова к уборке примерно через 60 дней после посева. Плоды достигают товарной зрелости через 5-7 дней после завязи. Перезрелые плоды будут волокнистыми и непригодными для употребления. Чтобы избежать перезревания, сбор производится с интервалом в 3-4 дня. Собранные плоды упаковываются в корзины, чтобы избежать травм, и могут храниться в течение 3-4 дней в прохладной атмосфере.
Плоды бутылочной тыквы собирают на нежной стадии, когда они вырастают на одну треть или половину. Плоды достигают съедобной зрелости через 10-12 дней после плодоношения, о чем можно судить, нажав на кожицу плода и заметив сохраняющееся на ней опушение. При съедобной зрелости семена мягкие. При созревании семена становятся твёрдыми, а мякоть грубой и сухой. На рынке предпочитают нежные плоды цилиндрической формы. Сбор урожая начинается через 55-60 дней после посева и осуществляется с интервалом в 3-4 дня. При сборе урожая необходимо следить за тем, чтобы не повредить лозы и плоды. Отдельные плоды срывают острыми ножами, сохраняя небольшую часть плодоножки вместе с плодами. Средняя урожайность составляет 20-25 т/га для открыто опыляемых сортов и 40-50 т/га для гибридов F1.
Плоды могут храниться в течение 3-5 дней в прохладном и влажном состоянии. Для экспорта плоды упаковывают в полиэтиленовые пакеты, а пакеты хранят в ящиках ёмкостью 50-100 кг.
Генетика и селекция
Большинство исследований по селекции люффы сосредоточено в Индии. Среди коммерческих сортов губчатой тыквы, популярных у индийских фермеров, — «Harita» (Mahyco), «NHSG» (Nirmal Seeds), «NS 441» (Namdhari Seeds), «Maya» (Bio Seeds), «Nutan» и «Sunali» (Sungro Seeds), «Lohit» (Tropica Seeds) и «Alok» (VNR Seeds). Популярные гибридные сорта гребневой тыквы включают «MHRG-7» и «Surekha» (Mahyco), «Aneeta» (Advanta India), «Gaurav» и «Pallavi» (Sungro Seeds), «NS-3» (Namdhari Seeds), «Naga», «Mallika» и «Rama» (EastWest Seed). Популярные открыто опыляемые сорта губчатой тыквы, полученные путём отбора из местных сортов, выпущенные государственными институтами Индии, включают «Pusa Chikni», «Pusa Sneha», «Pusa Supriya», «Pant Chikni Tori-1» и «Azad Tori-2».
Вирус скручивания листьев томата Нью-Дели (ToLCNDV) — серьезное вирусное заболевание, поражающее культуру Luffa в Азии. Сорт губчатой тыквы «DSG-6», селекция из ландраса, происходящего из Западной Бенгалии (Индия), устойчив к ToLCNDV (Islam et al., 2011; Munshi et al., 2015). Устойчивость контролируется одним доминантным геном, и были разработаны молекулярные маркеры, связанные с этим геном (Islam et al., 2010). Сорт тыквы «Arti» (VNR Seeds) — первый устойчивый к бегомовирусу гибрид, выпущенный в Индии. В Индии менее известный гермафродитный местный сорт «Satputia» (иногда классифицируемый как отдельный вид Luffa graveolens) широко культивируется в Индо-Гангских равнинах Бихара и Уттар-Прадеша.
Литература
- Pessarakli, Mohammad. Handbook of Cucurbits. Growth, Cultural Practices, and Physiology. / The University of Arizona. School of Plant Sciences. Tucson, Arizona, USA. 2016