Люффа

[toc]

Экономическое значение

Когда плоды люффы становятся старыми и сухими, эндокарп превращается в стойкую волокнистую сосудистую сеть, которая используется различными способами. Основное применение — в качестве губки для мытья и чистки посуды, а также человеческого тела. Оно также используется для изготовления шляп, стелек для обуви, автомобильных дворников, подставок для кастрюль, столовых ковриков, половиков и ковриков для ванной, сандалий и перчаток. Волокно также используется благодаря своим ударо- и звукопоглощающим свойствам, например, в шлемах и бронемашинах, а также в качестве фильтра в двигателях. В Гане сухое волокно используется для фильтрации воды и пальмового вина. В Центральной Африке его используют для чистки одежды. Грибковые биосорбенты, иммобилизованные на губках L. cylindrica, использовались для биосорбции тяжелых металлов из сточных вод завода по производству оливкового масла и других сточных вод (Iqbal and Edyvean, 2004, 2005; Ahmadi et al., 2006a,b). Молодые плоды едят свежими или готовят как овощ, но собирать их нужно до того, как затвердеют волокнистые сосудистые пучки и разовьются продуцирующие соединения. 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. Листья также употребляют в пищу как овощ. Жареные семена съедобны и содержат пищевое масло.

В США масло используется в производстве мыла. В косметике масло семян L. cylindrica используется благодаря своим противогрибковым, противовоспалительным и противоопухолевым свойствам. Поскольку оно препятствует синтезу определенных белков, оно также считается токсичным для клеток рака кожи. В нем много незаменимой аминокислоты — аргинина. Семена обладают слабительными свойствами благодаря высокому содержанию масла. В ядрах содержатся незаменимые, ценные и полезные минералы, необходимые для хорошего развития организма. Более половины семян составляет масло. Горький и токсичный жмых непригоден в качестве корма для скота, но может использоваться в качестве удобрения, поскольку богат азотом и фосфором. Волокно L. 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 объем пор, стабильные физические свойства и является нетоксичной и биоразлагаемой. Эти свойства делают ее 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.

Терапевтическое значение

Люффа издавна используется как лекарственное растение для лечения астмы, кишечных глистов, синусита (Chakravarty, 1990; Schultes, 1990), отека, 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).

Фитохимически листья содержат флавоноиды (Schilling and Heiser, 1981), сапонины (Liang et al., 1993, 1996) и тритерпены (Nauking Institute of Materia Medica, 1980), тогда как 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). 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).

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).

Районы возделывания

Виды Luffa распространены в тропических регионах мира. L. acutangula встречается в Индии, Мьянме, Шри-Ланке, Малайзии, Индонезии, Китае и Африке. L. graveolens Roxb встречается в Индии, Австралии и Индонезии. L. hermaphrodita (Singh et al.) Bhandari является эндемиком Индии. L. tuberose встречается в Индии и тропической Африке (Chakravarty, 1982). L. acutangula и L. 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.

Химический состав

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). 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.

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. Плоды также содержат сапонины. Плоды диких форм горькие и ядовитые. Из плодов были выделены различные антиоксидантные соединения. Люциозиды, выделенные из плодов, показали противозудную активность. Этаноловые экстракты плодов показали антибактериальную и противогрибковую активность.

Химический состав люффы остроребристой (Luffa acutangula), 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;
  • витамины:
    • A — 56 IU;
    • тиамин — 0,07 мг;
    • рибофлавин — 0,01 мг;
    • никотиновая кислота — 0,2 мг;
    • 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 (Luffa cylindrica), 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;
  • витамины:
    • A — 84 IU;
    • тиамин — 0,03 мг;
    • рибофлавин — 0,03 мг;
    • никотиновая кислота — 0,3 мг;
    • C — 7 мг;
  • минеральные вещества:
    • кальций — 25 мг;
    • железо — 1 мг.

Таксономия

Род люффа (Luffa) распространен в тропических регионах мира (Chakravarty, 1982). Это небольшой род Старого Света, включающий девять видов в мире. Из них пять видов, а именно L. echinata Roxb., L. acutangula, L. aegyptiaca, L. graveolens Roxb. и L. hermaphrodita Singh (1990) Bhandari и два спорных вида, L. tuberose и L. 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 (L. echinata Roxb., L. acutangula, L. aegyptiaca и L. graveolens Roxb.) и трех видов из Нового Света — L. guinguefida (Hook. and Arn.) Seem., L. operculata (L.) Cogn. и L. astorii Svens (Pandey et al., 2008).

Из этих семи видов три — L. acutangula, L. cylindrica и L. hermaphrodita — 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: четырех хорошо дифференцированных видов тропиков Старого Света и трех довольно похожих видов Неотропиков. Эти семь видов делятся на две группы:

  1. L. aegyptiaca (Syn. L. cylindrica), L. acutangula, L. echinata и L. graveolens
  2. L. quinquefida, L. operculata и L. 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: L. graveolens Roxb. (var. longistyla), L. echinata Roxb., L. tuberosa Roxb. и L. umbellata Roem (Seshasdri and More, 2009). Дикие виды Luffa из Нового Света включают L. quinquefolia (Hook and Arn) Seem. и L. astorii. Еще 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 L. acutangula и L. 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 L. graveolens более отдаленно связан с L. acutangula, чем с L. echinata (Dutt and Roy, 1976). Cruz et al. (1997) наблюдали больше морфологических различий у L. aegyptiaca, чем у L. acutangula, но общие профили семян показали обратные результаты.

Ботаническое описание

Растения рода люффа — это однолетние, лазающие или прицепляющиеся травянистые растения длиной до 10-15 м.

Стебель пятиугольный, мелковолосистый, с 2-6-гранными усиками. 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.

Большинство видов люффы однополые, но .

Мужское соцветие рацемозное, цветонос 7-32 см длиной, мелковолосистый, тогда как женские цветки одиночные. Цветки однополые (у L. echinata — двуполые), правильные, 5-мерные, 5-10 см в диаметре; лепестки свободные, цельные, широкояйцевидные, 2-4,5 см длиной, темно-желтого 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.

Цветки губчатой тыквы и гребенчатой тыквы раскрываются рано утром и поздно вечером соответственно.

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-зеленые, а в зрелом — желто-коричневые. Зрелые плоды обезвоживаются на конце цветка, позволяя черным, коричневым или редко белым семенам высыпаться из сухого волокнистого эндокарпа.

Семена линзовидные, широкоэллиптические в очертании, сжатые, 10-15 мм x 6-11 мм x 2-3 мм, гладкие, тускло-черные, с узкой мембранозной крыловидной каймой. Проростки с эпигейным прорастанием; котиледоны яйцевидные, около 5 см длиной.

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 твердыми, 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 емкостью 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 путем 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 L. hermaphrodita) широко культивируется в Индо-Гангских равнинах Бихара и Уттар-Прадеша.

Литература

Handbook of Cucurbits. Growth,Cultural Practices, and Physiology. Mohammad Pessarakli. The University of Arizona. School of Plant Sciences. Tucson, Arizona, USA. 2016.

×
Русфонд