МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ СЕМЯН СОРТА ВОРОНЕЖСКИЙ АМАРАНТА
ПЕЧАЛЬНОГО ДО И ПОСЛЕ ЭКСТРАКЦИИ ГЕКСАНОМ
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
Нетрадиционной для России сельскохозяйственной
культурой является амарант [1]. Его оценивают как источник многих минеральных
веществ. В нем их содержание выше, чем в злаковых культурах. Надземная часть
растения в больших количествах аккумулирует элементы Ca, Mg, P, Si, Mn.
В минорных концентрациях (менее 0,0005%) содержатся Ag, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb,
Sr, W. Методом химического мутагенеза получен зерновой сорт Воронежский
амаранта печального (Amaranthus hypochondriacus L.),
занесенный в 2011 г. в Госреестр селекционных достижений РФ. Оригинатор ООО «Русская
нива». Его всходы светло-зеленые, листья зеленые. Растение мощное с
прямостоячим стеблем высотой 125-150 см. Соцветие компактное, светло-зеленое,
при созревании желтое. Облиственность 34 %. Семена белые. Масса 1000 0,9г.
Вегетационный период 90-100 дней. При испытаниях сорта вегетация проходила при
немыслимых для сельскохозяйственных культур температурах в 35-40 ° С в 2010 г.
в Воронежской области. Урожайность в экстремальных условиях составила 16
центнеров семян с гектара [1].
Цель исследований – провести
масс-спектрометрическое определение химических элементов в семенах упомянутого
сорта до и после экстракции гексаном.
Для определения элементного состава в семенах и
шроте из них мы использовали метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной
плазмой на приборе ELAN – DRC – e
(Perkin Elmer США) [2]. Результаты определений обобщены в таблице. Всего
выявлено 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, Cd, Ge, Hf, Hg, Ho, I, La, Li, Lu, Mn, Mo, Nb, Nd, Ni, Pb, Pr, Rb, Sb, Se, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Th, Ti, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb, Zn, Zr).
Из макроэлементов больше всего накапливалось K, P, Ca, Mg. Из результатов анализа следует, что K, Ca, Al и
Na больше в семенах, чем в шроте, а P, Mg, Si
наоборот. Из микроэлементов доминировало железо и в значительно меньших, но в
значительных количествах определены марганец, цинк, меньше рубидия, титана,
меди, стронция, бария. В наименьших концентрациях отмечены ртуть и лютеций. В
семенах содержание железа, титана, стронция, бора, брома, хрома, циркония и
других (примерно половина) больше, чем в шроте и, наоборот, в последних более
значимо содержание марганца, цинка, рубидия,
никеля. Наличие мышьяка оказалось равным как в семенах, так и в шроте. Значения
бария, меди, европия, тория довольно близки.
Таблица
Элементный состав семян сорта Воронежский до и
после экстракции гексаном
|
элемент |
до |
после |
элемент |
до |
после |
элемент |
до |
после |
|
Макроэлементы, мкг/г |
Cs |
0,2554 |
0,0640 |
Pb |
0,3971 |
0,0470 |
||
|
Al |
403,0000 |
92,0000 |
Cu |
16,1390 |
16,0200 |
Pr |
0,0125 |
0,0610 |
|
Ca |
4738,8000 |
3816,5000 |
Dy |
0,0693 |
0,1170 |
Rb |
20,0740 |
37,6900 |
|
K |
8303,8000 |
7368,0000 |
Er |
0,0383 |
0,0250 |
Sb |
0,0177 |
0,0780 |
|
Mg |
2702,6000 |
2854,0000 |
Eu |
0,0077 |
0,0070 |
Se |
0,7224 |
0,3550 |
|
Na |
49,2820 |
29,1000 |
Fe |
510,4200 |
179,7000 |
Sm |
0,1402 |
0,0180 |
|
P |
3015,6000 |
5922,1000 |
Ga |
0,1223 |
0,4830 |
Sn |
0,0206 |
0,1030 |
|
Si |
346,3900 |
548,8000 |
Gd |
0,0893 |
0,0670 |
Sr |
26,8260 |
15,5900 |
|
Микроэлементы,
мкг/г |
Ge |
0,0451 |
0,0630 |
Ta |
0,0051 |
0,0066 |
||
|
Cr |
6,5778 |
5,1600 |
Hf |
0,0140 |
0,0104 |
Tb |
0,0181 |
0,0130 |
|
Ag |
0,0340 |
0,0820 |
Hg |
0,0001 |
0,0003 |
Th |
0,0874 |
0,0840 |
|
As |
0,0010 |
0,0010 |
Ho |
0,0039 |
0,0064 |
Ti |
34,8400 |
31,4000 |
|
Au |
0,0020 |
0,0180 |
I |
0,1225 |
0,0850 |
Tl |
0,0046 |
0,0120 |
|
B |
31,5000 |
7,0000 |
La |
0,3577 |
0,3630 |
Tm |
0,0013 |
0,0025 |
|
Ba |
9,8000 |
9,4000 |
Li |
0,2855 |
0,2430 |
U |
0,0550 |
0,0010 |
|
Be |
0,0089 |
0,0041 |
Lu |
0,0062 |
0,0001 |
V |
0,2102 |
0,7210 |
|
Bi |
0,0094 |
0,0037 |
Mn |
73,1890 |
93,7000 |
W |
0,0638 |
0,1100 |
|
Br |
9,2000 |
6,8800 |
Mo |
0,2294 |
0,5750 |
Y |
0,0174 |
0,4750 |
|
Cd |
0,1221 |
0,3140 |
Nb |
0,0262 |
0,2760 |
Yb |
0,0377 |
0,0310 |
|
Ce |
0,8680 |
0,3200 |
Nd |
0,2671 |
0,5220 |
Zn |
31,2800 |
80,6000 |
|
Co |
0,1607 |
0,8700 |
Ni |
2,6031 |
4,0500 |
Zr |
2,2100 |
1,3900 |
По степени убывания в семенах до экстракции
макроэлементы можно расположить в следующий ряд: K > Ca > P > Mg >
Al > Si > Na, после экстракции – K > P > Ca > Mg > Si > Al
> Na.
При анализе результатов до и после экстракции по
мере убывания в семенах микроэлементы могут быть представлены до экстракции в
следующем ряду: с концентрацией в пределах 510,0000-2,2100 мкг/г – Fe > Mn
> Ti > B > Zn > Sr > Rb > Cu > Ba > Br > Cr > Ni
> Zr > с концентрацией 0,8680 – 0,1221 мкг/г: Ce > Se
> Pb > La > Li
> Nd > Cs > Mo
> V > Sm > Ga
> Co > I > Cd,
с концентрацией 0,0893-0,0140 мкг/г – Gd > Th
> Dy > W > U
> Ge > Er
> Yb > Ag > Nb
> Sn > To > Sb
> Y > Pr > Hf,
с концентрацией 0,0094-0,0010 мкг/г – Bi > Be
> Eu > Lu > Ta
> Tl > Ho > Au
> Tm > As и с концентрацией
0,0001 мкг/г – только Hg; после экстракции следующим образом: при содержании в
пределах 179,0000-1,0000 мкг/г – Fe > Mn > Zn > Rb
> Ti > Cu > Sr
> Ba > Br > B
> Cr > Ni > Zr,
при содержании от 0,8700 до 0,1000 мкг/г – Co > V > Mo> Nd > Ga
> Y > La > Se > Ce > Cd > Nb > Li > Dy > W > Sn,
при содержании в интервале 0,0850-0,0120 мкг/г – Sb > Gd > Pr > Cs
> Ge > Pb > Yb > Er > Au = Sm > Hf > Tb > Tl, при
содержании 0,0070 – 0, 0010 мкг/г – Eu > Ta
> Ho > Be > Bi
> Tm > O = As,
при содержании 0,0003 – 0,0001 мкг/г – Hg > Lu.
Из приведенных в таблице данных видно, что до
экстракции содержание половины элементов было большим, чем после экстракции, и,
наоборот. По-видимому, гексан, как органический растворитель, не извлекает
многие элементы в виде солей.
Из сравнения концентрации токсичных элементов
(Pb, As, Cd, Hg) с требованиями санитарных норм и правил РФ [3] следует, что их
содержание в семенах амаранта до и после экстракции не превышало предел
допустимых концентраций.
Следовательно, в экологически безопасных семенах
сорта Воронежский амаранта печального до и после экстракции гексаном определен
61 элемент, третья часть из которых является эссенциальными. В известной мере
впервые выявленный разнообразный состав макро-, микро- и ультрамикроэлементов
способствует осуществлению жизненно важных для амаранта
окислительно-восстановительных ферментативных процессов, в том числе биосинтеза
различных биологически активных веществ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Киселев Ф. Тайна вечного
цветка /Амарант: информац. вып. – 2010. – №3. – С. 2 – 3.
2. 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. –
36с.
3. Санитарные правила и
нормы СанПин 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой
ценности пищевых продуктов» от 06.11.2001г. с изменением от 31.05.2002г.