Фурса Н.С., Круглов Д.С., Коренская И.М., Корниевская
В.Г.,
Горохова Т.А., Соленникова С.Н.
Ярославская государственная медицинская академия
Воронежский государственный университет
Запорожский государственный медицинский
университет
МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ СЕМЯН ЯНТАРЬ И КРЕПЫШ СОРТОВ АМАРАНТА ПЕЧАЛЬНОГО
Амарант – одна из основных продовольственных
культур народов, населявших территории Южной Америки и современной Мексики, еще
за 6 тысяч лет до н.э. [1]. Эксперты ВОЗ называют его основной
продовольственной культурой XXI века. В
настоящее время ценным амарантовым продуктом, полученным из семян, является
мука, содержащая до 11% белка, 15% липидов, 1% клетчатки и значительное
количество кальция, магния, фосфора, калия. Амарантовую муку добавляют в
количестве 15-20% для улучшения качества пшеничной муки и обогащения ее
микроэлементами, витаминами и другими биологически активными веществами, а
также для приготовления безглютеновых диетических изделий. Хлебобулочные
изделия с мукой амаранта способствуют нормализации уровня холестерина в крови и
выведению его излишков, она замедляет процесс черствения хлеба. Семена амаранта
– незаменимый диетический продукт при диабете и ожирении. Изучение элементного
состава семян амаранта находится в самом начале. При этом отмечена их
способность к накоплению кальция. При масс-спектрометрическом определении
элементного состава семян сорта Воронежский амаранта печального нами обнаружено
преимущественно накопление в них калия, кальция, фосфора, магния, железа,
алюминия, кремния, марганца, натрия, титана, цинка, бора, стронция, рубидия,
меди [2]. Высокое содержание кальция и
магния позволяет предполагать, что фитиновая кислота в семенах амаранта
находится преимущественно в виде нерастворимой соли двухвалентных катионов. При
помоле оказалось, что более 3/5 золы обусловлено семенными оболочками и
зародышевой фракцией. Преимущественным накоплением кальция, натрия, марганца
характеризуются семенные оболочки, железа и меди – зародыши.
Объектами исследования служили семена
сорта Янтарь и Крепыш амаранта
печального, представленного ООО «Русская Олива» (г. Воронеж). Сорт
Крепыш занесен в Государственный реестр селекционных достижений Российской
Федерации в 2004 году, сорт Янтарь – 2006 году. В первом случае оригинатор ГНУ
ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (Московская обл., Одинцовский
район), во втором – ГНУ Алтайский НИИСХ (г. Барнаул). У сорта Крепыш всходы
зеленые, листья темно-зеленые яйцевидной формы с заостренной верхушкой и
основанием, соцветие светло-зеленые, стебель прямостоящий, высота особей
180-200 см. Облиственность 43%, вегетативный период длится 120-130 дней.
Урожайность семян 18,0 ц/га У сорта Янтарь всходы красно-зеленые, листья
светло-зеленые, соцветие пурпурное, стебель высотой 150-200 см, мощный
прямостоящий, симподиальный. Облиственность 47%. Вегетативный период составляет
100-110 дней. Урожайность семян 16,0 ц/га. У обоих сортов белые семена. Для
определения их элементного состава нами использован метод масс-спектрометрии с индуктивно
связанной плазмой на приборе ELAN-DRC-e (PerkinElmerСША)
[3]. Для контроля точности определений применяли метод добавок. Результаты
исследований приведены в таблице. При этом определено 7 макро – (Al, Ca, K, Mg, Na, P, Si),
54 микро-и ультрамикроэлемента (Ag, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Br, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Ga, Gd, Ge, Hf, Hg, Ho, I, La, Li, Lu, Mn, Mo, Mb, Nd, Ni, Pb, Pr, Rb, Sb, Se, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Th, Ti, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb, Zn, Zr).
По степени убывания в
семенах сорта Янтарь макроэлементы располагаются в следующий ряд: P>K>Ca>Mg>Si>Al>Na, микроэлементы – Fe>Zn>Mn>Rb>B>Cu>Ba>Ti>Br>Sr>Ni>Mo>Zr>La>Co>Cr>Se>Pb>Y>Ce>I>Cd>Nd>V>Ga>Li>Cs>Sn>Pr>Dy>Sm>U>Gd>Th>W>Ag>Hf>Yb>Er>Tl>Tb>Au>Sb>Ho>Nd>Bi>Ge>Lu>Tm>Be>As>Eu>Ta>Hg; соответственно сорта
Крепыш – макроэлементы: P>Ca>Mg>K>Si>Al>Na и микроэлементы: Fe>Mn>Ba>Cu>B>Ti>Zn>Sr>Br>Mo>Rb>Cr>V>Ni>Zr>Ce>La>Y>Cd>Se>I>Li>Cs>Th>Nd>Ga>W>Ge>Co>Sn>Dy>Er>Gd>Hf>Sm>U>Sb>Ta>Ag>Au>Eu>Tb>Tl>Lu>Yb>Tm>Bi>As>Ho>Hg =Be.
В семенах каждого сорта преобладало по 30 элементов.
Так в сорте Янтарь в их ряду K, Si, Na, Ag, As, Au, Be, Bi, Вr, Co, Dy, Ga, Gd, Ho, La, Mo, Nd, Ni, Pb, Rb, Se, Sm, Sn, Sr, Tb, Tl, Tm, U, Yb, Zn, Zr;сорта
Крепыш– P, Ca, Mg, Al, Cr, B, Ba, Cd, Ce, Cs, Cu, Er, Eu, Fe, Ge, Hf, Hg, I, Lu, Mn, Nd, Pr, Sb, Sr, Ta, Th, Ti, V, W, Y. Литий
обнаружен в одинаковых количествах.
Общим для семян обоих сортов является
доминирующее накопление фосфора в отличие от сорта Воронежский (доминировал
калий, значительно меньше накапливалось кальция и фосфора) [2]. В семенах сорта
Крепыш в сравнении с сортом Янтарь отмечены более высокие концентрации кальция,
магния, алюминия, бора, бария, кадмия, церия, меди, железа, германия, марганца,
стронция, титана и др., низкие – калия, кремния, кобальта, никеля, рубидия,
цинка. Сортовые различия, возможно, вызваны их генетически наследственными
особенностями.
Содержание мышьяка и свинца несколько больше в
семенах сорта Янтарь, кадмия и ртути – сорта Крепыш. Вместе с тем содержание
токсичных элементов не превышало их допустимый уровень [4].
Таким образом, с помощью метода
масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в семенах сортов Янтарь и
Крепыш определен 61 элемент, среди которых 7 макро-, 54 микро- и
ультрамикроэлемента, особенности накопления которых, возможно, обусловлены их
сортовыми различиями.
Таблица
Элементный состав семян сорта Янтарь и Крепыш,
мкг/г
Элемент |
Янтарь |
Крепыш |
Элемент |
Янтарь |
Крепыш |
Элемент |
Янтарь |
Крепыш |
Макроэлементы |
Cs |
0,2232 |
0,2490 |
Pb |
0,5685 |
0,1227 |
||
Al |
125,0000 |
169,0000 |
Cu |
16,6730 |
37,9430 |
Pr |
0,1576 |
0,1793 |
Ca |
3371,8000 |
4249,3000 |
Dy |
0,0820 |
0,0508 |
Rb |
29,2610 |
1,6871 |
K |
7802,5000 |
2506,0000 |
Er |
0,0213 |
0,0461 |
Sb |
0,0168 |
0,0188 |
Mg |
3279,4000 |
3997,7000 |
Eu |
0,0022 |
0,0127 |
Se |
0,5952 |
0,4204 |
Na |
50,5630 |
41,7580 |
Fe |
286,1900 |
479,0700 |
Sm |
0,0790 |
0,0361 |
P |
8303,3000 |
9197,0000 |
Ga |
0,2867 |
0,0682 |
Sn |
0,1973 |
0,0531 |
Si |
990,7200 |
281,5800 |
Gd |
0,0700 |
0,0420 |
Sr |
5,0614 |
19,5490 |
Микроэлементы |
Ge |
0,0075 |
0,0631 |
Ta |
0,0007 |
0,0179 |
||
Ag |
0,0570 |
0,0170 |
Hf |
0,0481 |
0,0676 |
Tb |
0,0202 |
0,0115 |
As |
0,0040 |
0,0030 |
Hg |
0,0001 |
0,0010 |
Th |
0,0604 |
0,2144 |
Au |
0,0190 |
0,0150 |
Ho |
0,0152 |
0,0023 |
Ti |
8,7518 |
24,3640 |
B |
20,4000 |
31,2000 |
I |
0,3788 |
0,3977 |
Tl |
0,0203 |
0,0098 |
Ba |
16,6000 |
44,7000 |
La |
0,7869 |
0,7160 |
Tm |
0,0068 |
0,0042 |
Be |
0,0054 |
0,0001 |
Li |
0,2829 |
0,2829 |
U |
0,0717 |
0,0296 |
Bi |
0,0137 |
0,0035 |
Lu |
0,0074 |
0,0080 |
V |
0,2919 |
1,1037 |
Br |
6,4000 |
5,7000 |
Mn |
30,3200 |
114,8700 |
W |
0,0545 |
0,0585 |
Cd |
0,3246 |
0,4513 |
Mo |
1,8641 |
1,8287 |
Y |
0,4579 |
0,5077 |
Ce |
0,4092 |
0,8237 |
Nb |
0,3217 |
0,0811 |
Yb |
0,0362 |
0,0046 |
Co |
0,7810 |
0,0575 |
Nd |
0,0141 |
0,1899 |
Zn |
55,3000 |
23,6000 |
Cr |
0,6382 |
1,4225 |
Ni |
4,6971 |
0,9807 |
Zr |
1,0300 |
0,9600 |
Литература:
1. Амарант (Кормовая
культура с фантастическими возможностями): информац. выпуск. – 2010. – №3. – 12
с.
2. Масс-спектрометрическое
определение химических элементов семян сорта Воронежский амаранта печального до
и после экстракции гексаном / Н.С. Фурса[и др.] // Věda
a technologie: krok
do budoucnosti – 2012: Materialy VIII mezinarodni vedecko – prakticka conference. – Dil.
29. Biologicke vedy. – Praha: Publishing House «Education and Science» s.r.o., 2012. – S. 6 – 9.
3. Определение содержания
химических элементов в диагностируемых биосубстратах, препаратах и биологически
активных добавках методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой
плазмой: методические указания (МУК 4.1.1483 – 03). М.: ФЦГСЭН МЗ РФ, 2003. – 36
с.
4. Санитарные правила и
нормы СанПин 2.3.2.1078 – 01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой
ценности пищевых продуктов» от 06.11.2001 г. с изменением от 31.05.2002г.