CC BY
324
УДК 581.192:581.522.4:635.92
АМАРАНТ (AMARANTHUS L.): ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИНТРОДУКЦИИ НА СЕВЕРЕ
Г.А. ВОЛКОВА, Т.И. ШИРШОВА, И.В. БЕШЛЕЙ, Н.В. МАТИСТОВ, К.Г. УФИМЦЕВ
Институт биологии Коми нц уро ран, Сыктывкар [email protected]
В работе приведены результаты исследования химического состава семян представителей рода Amaranthus L. из коллекции Ботанического сада Института биологии Коми научного центра УрО РАН. Установлены различия в содержании и компонентном составе некоторых биологически активных веществ по сравнению с имеющимися в литературе данными для растений, выращенных в других географических условиях. Показано, что при интродукции сохраняется довольно высокое содержание нейтральных липидов (до 7,1% сухой массы) и сквалена (до 3.6 % от содержания липидов). Отмечены различия в содержании жирных и аминокислот. В нейтральных липидах семян A. paniculatus доминируют олеиновая (33% ) и линолевая кислоты (26,5%), в то время как по литературным данным - линолевая кислота (около 50%). Основной по содержанию является такая ценная аминокислота, как аргинин - 25.1%.
Дана оценка возможности интродукции этих растений в условия Севера. Показано, что амарант можно считать перспективным для выращивания в Республике Коми и рекомендовать его в качестве декоративного растения в садовом и ландшафтном дизайне.
Ключевые слова: амарант, интродукция, нейтральные липиды, сквален, высшие жирные кислоты, аминокислоты, макро- и микроэлементы
G.A. VOLKOVA, T.I. SHIRSHOVA, I.V. BESHLEY, N.V. MATISTOV, K.G. UFIMTSEV. AMARANTH (AMARANTHUS L.): CHEMICAL COMPOSITION AND PERSPECTIVES OF INTRODUCTION IN THE NORTH
The results of the study of the chemical composition of the seeds of two species of amaranth: Amaranthus caudatus L. - amaranth caudate and A. paniculatus L. - a. paniculata, as well as three varieties - A. caudatus L. Nodoja, A. caudatus L. Karmin; A. paniculatus cv. "Pigmey" - a. paniculata "pygmy" and hybrid form A. paniculatus f. cruentus (Cherry jam) from the collection of the Botanical Garden of the Institute of Biology, Komi Science Centre, Ural Branch, RAS are shown. The estimation of possibilities of introduction of these plants in conditions of the North is given. The content of neutral lipids (NL) in the investigated amaranth seeds is in range of 3.3 - 7.1% of the dry weight. Triglycerides are the main component of NL of amaranth seeds. It is shown that the squalene content in NL of seeds ranges from 2.0 to 3.6%. Oleic acid (33 %) and linoleic acid (26.5 %) are dominant among the fatty acids in NL A. paniculatus. The total content of unsaturated acids made 64.8 %. Arginine (25.1 %) is the basic amino acid by content in A. paniculatus seeds. The results of the study showed that the amaranth can be considered promising for cultivation in the Republic of Komi and be recommended both as a decorative plant for single and group plantings, and as a food and medicinal plant being of interest as a source of valuable biologically active substances such as squalene, higher fatty acids and essential amino acids and trace elements.
Keywords: amaranth, introduction, squalene, higher fatty acids, amino acids, macro - and microelements
Растения рода Амарант (Amaranthus L.) - новая для нашей страны культура. В последние годы она привлекает все большее внимание исследователей и практиков сельского хозяйства благодаря высокому содержанию и сбалансированности белка и богатому набору биологически активных веществ. Многие ученые считают это растение одной из пер-
спективных продовольственных, кормовых и лекарственных культур в XXI в. [1-7]. Возможности использования растения в фармацевтической и медицинской промышленности обусловлены высоким содержанием витаминов и других ценных биологически активных соединений, среди которых выделяется сквален - уникальное вещество, являющее-
ся мощным противоопухолевым [8] и иммуностимулирующим средством [9]. Сквален признан важнейшим компонентом антиоксидантной защиты, выполняющим в организме человека роль регулятора липидного и стероидного обмена [10-12]. Витамин Е, содержание которого в муке амаранта доходит до 0.2%, присутствует в особо активной, то-котриенольной форме. Действующими веществами амаранта как лекарственного растения являются фенольные соединения, в том числе флавоноиды (кверцетин, трефолин и рутин), антиоксиданты (витамины В, С и а-токоферол), алкалоиды - амаран-тин и бетанин, пектины, проявляющие детоксици-рующие, радиопротекторные, бактерицидные свойства [13, 14]. Беталаиновые алкалоиды, которые содержатся в окрашенных видах амаранта, обладают выраженной антирадикальной активностью [12, 15, 16].
Семейство амарантовых (Amaranthaceae Juss.) принадлежит к отделу Покрытосеменные (Mag-noliophyta), классу Двудольные (Magnoliopsida), подклассу Кариофиллиды (Caryophyllidae), порядку Гвоздичные (Caryophyllales), включает 65 родов и около 900 видов [17, 18]. Наиболее распространенным и сложным в таксономическом отношении является род Amaranthus L., насчитывающий, по разным данным, от 60 до 100 видов и представляющий немногочисленную группу «псевдозлаковых» растений [6]. Его относят к однолетним травянистым растениям, произрастающим в теплых и умеренных зонах Земного шара [19]. Центром происхождения амаранта является Южная Америка, где растет самое большое количество его видов, разновидностей и форм [20]. На территории бывшего СССР встречается 21 вид рода Amaranthus L. [21]. Во флоре европейской части России произрастает девять видов преимущественно американского происхождения, занесенных человеком [22]. В средней полосе России известны четыре вида: Amaranthus albus L. - амарант белый, А. blitoides S.Wats. - а. жмидновидный, A. blitum L. - а. голубоватый, A. re-troflexus L. - а. запрокинутый или щирица запрокинутая [19]. Во многих ботанических садах России созданы богатые коллекции амаранта, насчитывающие десятки видов, разновидностей, форм и сортов [23].
Важной биологической особенностью амаранта является его экологическая пластичность, проявляющаяся в хорошей приспособляемости к различным почвенно-климатическим условиям [1]. В последние годы в России значительно расширилась география исследований амаранта, однако эта культура по-прежнему считается экзотической из-за отсутствия адаптированных к российским условиям сортов, системы производства и хранения семян, основанных на знаниях физиологических особенностей [24, 25].
Как известно, накопление биологически активных веществ зависит от условий выращивания. Так как амарант происходит из теплых зон Земного шара, обладает высоким адаптационным потенциалом, представляет несомненный интерес, как суровые условия Севера могут влиять на биологию
развития, содержание и компонентный состав биологически активных соединений этих уникальных растений.
Целью нашей работы было изучение возможности интродукции некоторых видов амаранта в условия Севера и их влияния на компонентный состав и содержание различных групп биологически активных веществ.
Материал и методы
В Ботаническом саду Института биологии Коми научного центра УрО РАН (БС) изучены два вида амаранта: Amaranthus caudatus L. - амарант хвостатый и А. paniculatus L. - а. метельчатый, а также три сорта - A. caudatus L. Nodoja, A. caudatus L. Karmin; А. paniculatus cv "Pigmey"- а. метельчатый «Пигмей» и гибридная форма А. paniculatus f. cruentus (Вишневый джем), которые относят к цветочно-декоративным видам. Семена были собраны с растений в 2011 - 2016 гг. (табл. 1). В условиях БС растения амаранта выращивали рассадным способом. Посев семян в парники производили во второй половине апреля, пересадку на гряды открытого грунта - в начале июня.
Таблица 1
Массовая доля нейтральных липидов и сквалена в семенах амаранта, %
Table 1
Mass fraction of neutral lipids and squalene in amaranth seeds, %
Номер образца Вид, сорт Время сбора семян, год Массовая доля липидов Содержание сквалена, % массы нейтральных липидов
1* А. paniculatus L. 2012 3.72±0.19 -
2 А. paniculatus L. 2012 4.5±0.23 3.58±0.18
3 А. paniculatus f. cruentus 2013 3.3±0.17 2.03±0.1
4 A. caudatus L. 2011 5.30±0.21 2.39±0.12
б А. caudatus L. 2016 3.58±0.18 3.09±0.15
6 A. caudatus L. Nodoja 2013 3.52±0.18 -
7 A. caudatus L. Karmin 2012 7.1±0.35 2.99±0.14
Примечания: «-» - определение не проводилось; * -нейтральные липиды выделены из общих липидов. Notes: «-» - définition was not carried out; * - neutral lipids were isolated from total lipids
Анализ содержания жирных и аминокислот, макро- и микроэлементов в семенах амаранта проводили в Центре коллективного пользования «Хроматография» Института биологии Коми НЦ УрО РАН. Общие липиды извлекали из измельченных семян амаранта по модифицированной методике Фолча [26]. Нейтральные липиды (НЛ) экстрагировали гексаном. Жирнокислотный состав липидов устанавливали методом газо-жидкостной хроматографии метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК), входящих в их состав. Анализ проводили на газовом хроматографе Кристалл 2000 М (Россия) с пламенно-ионизационным детектором. МЭЖК разделяли в изотермическом режиме при температуре термостата 2000С на кварцевой капиллярной колонке (TR-WAX, Thermo-Electron США, 30 м х 0.2 мм х 0.25 мкм). Газ-носитель - гелий, чистота
99.99%. Скорость потока газа-носителя через колонку 0.6 мл/мин, деление потока - 1:50. Расход вспомогательных газов: водород - 20 мл/мин, воздух - 200 мл/мин. Температура испарителя и детектора 250°С. Регистрацию и обработку хромато-грамм осуществляли с помощью системы сбора и обработки хроматографических данных «Хроматэк» (Кристалл, Россия). Идентификацию МЭЖК проводили методом хромато-масс-спектрометрии на приборе Finnigan Trace DSQ Thermo-Electron (США). Приведенные в таблицах данные представляют результат анализа одного усредненного биологического образца.
Содержание свободных аминокислот в семенах амаранта метельчатого определяли на анализаторе аминокислот ААА 400. При изучении компонентного состава свободных аминокислот использовали различные экстрагенты - воду, 70%-ный водный раствор этанола и буферный раствор с рН=2.20. 250 - 300 мг перемолотых семян трехкратно экстрагировали соответствующим растворителем (по 10 мл) при постоянном перемешивании. Экстракты центрифугировали, супернатант переносили в кругло-донную колбу и упаривали на роторном испарителе досуха. Суммарное содержание экстрактивных веществ вычисляли гравиметрическим методом. Полученный экстракт разбавляли ацетатным буфером (10 мл), центрифугировали на ультрацентрифуге (скорость вращения 15 тыс. об/мин) и анализировали на аминокислотном анализаторе.
Содержание сквалена в гексановом экстракте определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в изократическом режиме на хроматографе Smartline (Knauer, Германия). Колонка Kromasil 100-5С18 250 x 4 мм, термостат колонки 400С, петля дозирования 20 мкл, элюент -ацетонитрил, расход 1.5 мл/мин, детектирование при 217 нм. В качестве стандарта использовали Squalene (98%, Sigma, Australia). Перед анализом образцы очищали на концентрирующем патроне Диапак Силикагель. Пробу вводили в ацетонитриле.
Тонкослойную хроматографию (ТСХ-анализ) выполняли на хроматографических пластинах фирмы Merck (Германия) в системе растворителей гек-сан-диэтиловый эфир-ледяная уксусная кислота в объемных соотношениях 73:25:5. Высушенные на воздухе пластины обрабатывали 10%-ным раствором фосфорно-молибденовой кислоты в этаноле с последующим выдерживанием в сушильном шкафу при t=100oC до появления темно-синих пятен. В качестве стандартов для идентификации НЛ использовали Lipid Standard, Sigma (Швейцария), содержащие холестерин, олеиновую кислоту (С18:1, cis-9), метиловый эфир олеиновой кислоты, трио-леин, олеат холестерина.
Содержание металлов в кислоторастворимой форме определяли на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой "Spectro" (ПНД Ф 16.1:2.3.3.11-98). Содержание макроэлементов выражали в мг/100 г, микроэлементов - в мг/кг сухого вещества.
Результаты и обсуждение
В условиях Ботанического сада первые фазы развития и роста растений амаранта были очень замедленные. Но затем рост и наращивание листовой поверхности становились более интенсивными, и к концу вегетации растения амаранта метельчатого достигали 117 см, а длина соцветий - 40-50 см. Растения сорта «Пигмей» достигали в высоту 50 -60 см [27]. В благоприятных условиях лета 2016 г. высота растений амаранта хвостатого (А. caudatus) достигала 125-130 см, длина соцветий - 55-60 см. Зацветает амарант через 70-85 дней после появления всходов. Массовое цветение наблюдается в июле и продолжается до осенних заморозков, обычно прекращающих вегетацию растений в таежной зоне Республики Коми в сентябре. Семена созревают в коробочках в большом количестве. В благоприятные годы урожай семян с одного растения достигал 10 г. В 1 г насчитывается более тысячи семянок. Семена мелкие, круглые, черные или красноватые, сохраняют всхожесть в течение пяти-шести лет.
Растения амаранта можно считать перспективными для выращивания в условиях Севера и рекомендовать для одиночных и групповых посадок. При составлении ландшафтных композиций такие высокорослые растения, как амарант метельчатый и а. хвостатый, целесообразно использовать в одиночных либо групповых посадках - в центре клумб в сочетании с другими растениями или на заднем плане цветников. Эти виды могут быть рекомендованы для декорирования стен и оград. Низкорослые сорта, например, сорт Пигмей, лучше высаживать в бордюре или рабатке. Амаранты хвостатый и метельчатый, которые отличаются насыщенной окраской листьев и крупными, ярко окрашенными соцветиями, можно применять в садовом и ландшафтном дизайне при составлении различного рода цветочных композиций, что, несомненно, будет с июня до глубокой осени украшать своей экзотической красотой небогатую палитру Севера [27].
Как известно, наиболее ценными свойствами обладает амарантовое масло, которое наряду с полиненасыщенными жирными кислотами содержит до 10 % сквалена [8, 11]. Как правило, амарантовое масло выделяют холодным отжимом семян амаранта, что позволяет в полной мере извлечь все полезные биохимические соединения, накопленные этим растением [5, 28]. Использование различных методов экстракции (гексан, СО2-экстрак-ция) несколько обедняет этот набор биологически активных веществ. Питательная ценность 100 г амарантового масла из щирицы гибридной (Ата-ranthus hybridus) приведена в табл. 2 [29], из которой видно, что его основным компонентом являются триглицериды, их содержание достигает 78 %. Сквалена в масле амаранта, по данным этих авторов, содержится 5.9%.
Нами определено содержание НЛ в семенах двух видов, двух сортов и гибридной формы ама-
Таблица 2
Питательная ценность 100 г амарантового масла (Martirosyan et al., 2007)
Table 2
Nutritional value of 100 g amaranth oil (Martirosyan et al., 2007)
Пищевая ценность Содержание в масле амаранта
Триглицериды, г 78
Сквален, г 5.9
Фосфолипиды, г 8.0
Фитостеролы, г 2.0
Сумма токоферолов (витамин Е), мг 300
Каротиноиды, мг 0.5
ранта. Из семян а. метельчатого методом Фолча было выделено 8.1 % общих липидов, в которых на долю НЛ приходится 3.7% сухой массы (табл. 1, обр. 1). Диапазон содержания НЛ в исследованных нами семенах амаранта лежит в пределах 3.3 -7.1% сухой массы и зависит от степени их зрелости. Самое высокое содержание обнаружено в семенах амаранта метельчатого и амаранта хвостатого сорта Кармин (табл. 1).
Согласно данным ТСХ-анализа, основным компонентом НЛ семян амаранта, как и в амарантовом масле, полученном холодным отжимом [29], являются триглицериды.
Содержание сквалена в НЛ семян составляет от 2.0 до 3.6%, что значительно ниже, чем в масле амаранта холодного отжима, где оно достигает 5.9% (табл. 2). Это может быть связано с влиянием условий произрастания, видовой и сортовой принадлежностью. Так, при интродукции A. hypochon-dr¡acus сорта «Янтарь» в Центральной Якутии происходило снижение содержания сквалена в 1.4 раза по сравнению с сортовыми характеристиками (с 9.7 до 6.8%). В то время как для семян сорта «Чергин-ский» а. хвостатого отличий от показателей содержания сквалена в масле (4.9 %) указанных в сортовой характеристике не обнаружено [28].
Семена амаранта богаты комплексом моно- и полиненасыщенных жирных кислот, содержание которых, согласно литературным данным, составляет 77% общего количества всех кислот. В основном это олеиновая (С18:1), линолевая (С18:2), ли-ноленовая (С18:3), арахидоновая (С20:4), пальми-толеиновая (С16:1) кислоты. При этом около 50% принадлежит линолевой кислоте [1, 29, 30]. Жирно-кислотный состав липидов амаранта метельчатого, интродуцированного в Ботанический сад Института биологии, представлен молекулами, содержащими от 14 до 20 углеродных атомов (табл. 3). По количественному содержанию жирные кислоты общих и нейтральных липидов в амаранте метельчатом отличаются незначительно. В отличие от приведенных в литературе данных, доминирующей является мононенасыщенная олеиновая кислота, ее содержание достигает 33%. Линолевая кислота, которая, согласно литературным источникам, преобладает в
Таблица 3
Содержание жирных кислот в липидах амаранта метельчатого, % суммы основных кислот
Table 3
The content of fatty acids in the lipids of amaranth paniculate (% of total basic acids)
Липиды 14:0 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 20:0 Сумма непредельных кислот
Нейтральные 1.41 27.04 5.46 33.18 26.54 5.07 1.30 64.79
Общие 1.72 27.64 7.03 31.45 24.12 6.43 1.61 62.00
Примечание. Кислоты: 14:0 - миристиновая; 16:0 -пальмитиновая; 18:0 - стеариновая; 18:1 - олеиновая; 18:2 - линолевая; 18:3 - линоленовая; 20:0 -арахиновая.
The designations of acids: 14:0 - myristic acid; 16:0 -palmitic acid; 18:0 - stearic acid; 18:1 - oleic acid; 18:2 - linoleic; 18:3 - linolenic; 20:0 - arachidic acid.
амарантовом масле, в нашем случае занимает вторую позицию. Арахидоновая и пальмитолеиновая кислоты в семенах а. метельчатого обнаружены не были. Среди предельных кислот доминирует пальмитиновая. Суммарное содержание непредельных кислот в общих и нейтральных липидах достигает 62.0 и 64.8% соответственно (табл. 3).
При определении компонентного состава свободных аминокислот были использованы различные экстрагенты - вода, 70%-ный водный раствор этанола и буферный раствор. Наиболее полное извлечение аминокислот получено при использовании в качестве экстрагента воды, наименьшее -буферного раствора (табл. 4).
Таблица 4
Содержание суммы экстрактивных веществ и свободных аминокислот в семенах амаранта метельчатого при различных способах экстракции, %
Table 4
The content of total extractives and free amino acids in seeds of amaranth paniculate under different methods of extraction, %
Вид экстрагента Массовая доля экстракта Массовая доля суммы аминокислот в экстракте Массовая доля суммы аминокислот в семенах
H2O 22.9 4.09 0.56
70 % C2H5OH 9.1 3.83 0.34
Буферный раствор 16.8 0.79 0.13
Согласно литературным данным [24], по наличию таких незаменимых аминокислот, как тирозин, цистин, валин, гистидин и треонин, а также по заменимым глутаминовой и аспарагиновой аминокислотам и серину, белок амаранта очень близок к соевому белку. Показано, что отношение лейцина (7.5-9.2) к лизину (7.0-9.1 мг/1000 г) в протеине большинства исследованных образцов семян амаранта, выращенных в Воронежской области, при-
ближается к единице, т.е. белок амаранта отвечает по данному показателю идеальному протеину. По данным автора, содержание таких аминокислот, как лейцин, лизин, метионин (5.9-7.5), треонин (4.05.8), валин (5.7-7.2), триптофан (1.4-2.2) в амаранте намного превышает суточное потребление по нормативам ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН) [31].
В семенах амаранта метельчатого, выращенного на опытных участках Ботанического сада Кабардино-Балкарского государственного университета, расположенных в предгорной зоне республики, максимальной по содержанию является глутамино-вая кислота (12.3%), затем аспарагиновая (7.8%), аргинин (7.4%), лейцин (6.6%), серин (5%) [32].
Содержание свободных аминокислот в семенах амаранта метельчатого, выращенного в Ботаническом саду Института биологии (табл. 5), отличается от приведенных в литературе данных. Свободные аминокислоты в таблице представлены по убыванию их содержания. В нашем случае преобладающей аминокислотой является аргинин (25.1%), который наравне с валином, изолейцином и лейци-
Таблица 5
Содержание свободных аминокислот в семенах амаранта метельчатого, % общей суммы аминокислот
Table 5
The content of free amino acids in seeds of Amaranthus paniculatus, % of total amino acids
ном относится к важнейшим аминокислотам, участвующим в обмене веществ в организме человека. Соотношение лейцина к лизину составляет 0.5, т.е. имеет значительное отклонение от идеального белка, что, несомненно, связано с климатическими и эдафическими условиями произрастания на Севере.
Сведений о содержании макро- и микроэлементов в семенах амаранта в литературных источниках нами не обнаружено. В основном приведена информация об их содержании в листьях и надземной массе. Согласно данным некоторых авторов, в листьях амаранта преимущественно идет накопление калия (1.2%), кальция (2.5%), фосфора (0.2%) [33]. В других публикациях приводятся разные значения: содержание (мг/100 г) калия от 140 до 510, натрия - 4 - 6, кальция - 47- 160, фосфора - 150 -560, магния - 65 - 250 [2, 15, 20, 23, 34]. В «Таблице содержания в овощах и зелени витаминов, минералов, белков, углеводов, калорий» (http://orga-nic-vitamin.ru/nutrients-in-foods/vegetables-chart.html) для листьев амаранта приведены такие значения: калий - 610, натрий - 20, кальций - 220, магний -55 мг/100 г. Несомненно, такой разброс в содержании макроэлементов и других нутриентов связан с видовыми различиями, климатическими, эдафиче-скими и иными факторами. В надземной части некоторых видов амаранта, произрастающих в Центральной Черноземной зоне России, накапливается до 4-6 % калия, что, по мнению авторов, может обеспечить 1.0 - 1.2 т/га перевариваемого протеина и рационально использоваться для кормления скота [35].
В табл. 6 приведены данные о содержании макроэлементов в семенах амаранта метельчатого (сорт Вишневый джем), пшеницы (Triticum L.) и шнитт-лука (Allium schoenoprasum L.) из коллекции Ботанического сада Института биологии. Как видно, содержание всех макроэлементов, за исключением магния, в семенах амаранта значительно ниже, чем в семенах пшеницы и шнитт-лука.
В литературе отмечены значимые концентрации в зеленой массе амаранта таких биогенных элементов, как бор, железо, марганец, титан, цинк [25]. В отличие от макроэлементов, содержание которых в семенах амаранта метельчатого было ни-
Таблица 6
Содержание макроэлементов в семенах Amaranthus paniculatus f. cruentus, Triticum L. и Allium schoenoprasum L., мг/100 г воздушно-сухой массы
Table 6
The content of macroelements in seeds of Amaranthus paniculatus f. cruentus, Triticum L. and Allium schoenoprasum L., mg/100 g of air-dry weight
Аминокислота Массовая доля аминокислоты
Аргинин 25.10
Аспарагиновая кислота 14.42
Глутамин 10.92
Глутаминовая кислота 5.60
Лизин 5.34
Фенилаланин 4.85
Аланин 4.71
Тирозин 3.71
Валин 3.55
Серин 3.47
Лейцин 2.73
Глицин 2.17
у-Аминомасляная кислота 1.78
Изолейцин 1.44
Фосфосерин 1.36
Метионин 1.23
Треонин 1.11
Этаноламин 0.90
Аспарагин 0.80
Орнитин 0.66
Аминоадипиновая кислота 0.33
Пролин 0.16
Растение K Na Ca Mg P S
A. paniculatus f. cruentus 1200± 500 2.1±0.8 320± 100 280±80 160±50 220±70
Triticum 2700± 1100 18±7 950± 280 250±70 1000± 300 470± 140
A. schoenoprasum 4000± 1600 42±17 1300± 400 190±60 570± 170 960± 290
же, чем в семенах пшеницы и шнитт-лука, содержание таких микроэлементов, как железо, алюминий, хром, барий, было выше, а меди, марганца, никеля, стронция и молибдена ниже, чем в сравниваемых семенах. По содержанию меди и цинка семена амаранта отличались от семян пшеницы и совпадали с содержанием в семенах шнитт-лука. В то же время, по сравнению с приведенными в литературе усредненными данными для зеленой массы амаранта [23], содержание большинства микроэлементов в семенах амаранта метельчатого из Ботанического сада Института биологии, за исключением селена, выше (табл. 7).
моделирование. Бутлеровские чтения. 2001. № 5. С. 1-4.
4. Пащенко Л.П., Никитин ИА. Амарант: особенности химического состава нетрадиционной культуры // Успехи современного естествознания. 2003. № 10. С. 121.
5. Журавская А.Н., Воронов И.В., Поскачина Е.Р. Определения компонентного состава семян и листьев представителей рода Ama-го,пШш Ь., произрастающих в условиях Центральной Якутии // Вестник СевероВосточного федерального университета им. М.К. Амосова. 2012. Т. 9, № 3. С. 47-52.
Таблица 7
Содержание микроэлементов в семенах Аmaranthus paniculatus f. cruentus, Triticum L. и Allium schoenoprasum L., мг/кг воздушно-сухой массы
Table 7
The content of microelements in seeds of Аmaranthus paniculatus f. cruentus, Triticum L. and Allium
schoenoprasum L., mg/kg of air-dry weight
Растение Fe Al Cu Zn Mn Ni Cr Sr Ba Mo
А. paniculatus f. cruentus 170±50 61±16 8.3±1.7 50±10 25±8 0.77±0.3 0.74±15 6±1.8 4.7±1.4 0.31±0.12
Triticum L. 56±16 15±4 11±2.2 35±7 58±17 1.0±0.4 0.46±0.09 13±4 3.9±1.2 2.4±1.0
A. schoenoprasum 71±20 25±6 8.1±1.6 57±11 82±25 2.6±0.9 0.49±0.1 16±5 1.9±0.6 3.4±1.4
Заключение
Установлено отличие химического состава семян некоторых представителей рода Amaranthus Ь. из коллекции Ботанического сада Института биологии Коми научного центра УрО РАН от приведенных в литературе данных для растений, выращенных в других географических условиях. Показано, что при интродукции сохраняется довольно высокое содержание нейтральных липидов (до 7,1% сухой массы) и сквалена (до 3.6% от содержания липидов). Отмечены различия в содержании жирных и аминокислот. В нейтральных липидах семян А. pan¡culatus доминирующими являются олеиновая (33 %) и ли-нолевая (26,5 %) кислоты, в то время как в литературных источниках доминирующее положение принадлежит линолевой кислоте (около 50%). Основной по содержанию является такая ценная аминокислота, как аргинин - 25.1%, которая обычно содержится в довольно незначительных количествах.
Полученные результаты позволяют считать амарант растением, перспективным для выращивания в Республике Коми, и рекомендовать его в качестве пищевого и лекарственного растения, представляющего интерес как источник ценных биологически активных веществ и микронутриен-тов, так и в качестве декоративного растения в садовом и ландшафтном дизайне.
Литература
1. Чиркова Т.В. Амарант - культура XXI века// Соросовский образовательный журнал. 1999. № 10. С. 22-27.
2. Кононков П.Ф., Гинс В.К., Гинс М.С. Амарант - культура XXI века. М., 2001. 240 с.
3. Офицеров Е.Н. Амарант - перспективное сырье для пищевой и фармацевтической промышленности // Химия и компьютерное
6. Saunders R.M., Beciker R. Amaranthus: A potential food and feed resource // Advances in Cereal Science and Technology. St. Paul, 1984. Vol. 6. P. 357-396.
7. Sala V., Berardi S, Bondioli P. Amaranth seed: the potentials // Riv. Ital. Sostanze Grasse. 1998. Vol. 75, № 11. P. 503-506.
8. Newmark H.L. Squalene, olive oil, and cancer risc: a review and hypothesis // Cancer Epi-dem. Biomark. Prevent. 1997. Vol. 6. P. 1101-1103.
9. Патент 2170096 РФ. Иммуностимулирующее средство / Н.Е.Чернеховская, Д.В.Чер-неховский, С.Б. Черных, В.С. Данков.; Заявл. 17.11.2000; Опубл. 10.07.2001.
10. Патент 2140432 РФ. Антиоксидант / В.К. Гинс, П.Ф. Кононков, В.Ф. Пивоваров, М.С. Гинс, Ф.П. Кононков; Заявл. 22.04.98. Опубл. 27.10.99.
11. Кретов И.Т., Соболев С.Н., Мирошничеко ЛА., Жаркова И.М. Масло из семян амаранта // Масложировая промышленность. 2006. № 1. С. 22-23.
12. Cai Y, Sun M, Corke H. Antioxidant Activity of Betalains from Plants of the Amaran-thaceae // J. Agric. Food Chem. 2003. Vol. 51. P. 2288-2294.
13. Кадошников С.И., Кадошникова И.Г., Галиул-лина A.C., Чернов ИА Фармакологические свойства амаранта// Аграрная Россия. 2001. № 6. С. 39-42.
14. Kim M.K., Lee M.S. Volatile flavor components of Ixeris dentata and Amaranthus mangestanus // J. of Korea Agricultural chemical society. 1988. Vol.31. № 4. P. 394-399.
15. Гинс М.С. Биологически активные вещества амаранта. Амарантин: свойства, механизмы действия и практическое использование. М., 2002. 183 с.
16. Соловченко А.Е., Мерзляк М.Н. Экранирование видимого и УФ излучения как механизм фотозащиты у растений // Физиология растений. 2008. Т. 55, № 6. С.803-822.
17. Тахтаджян АЛ. Система магнолиофитов. Л.: Наука, 1987. 439 с.
18. Биологический энциклопедический словарь. М., 1989. 864 с.
19. Гусев ВД. Обзор рода Amaranthus L. в СССР// Ботанический журнал. 1972. Т. 57, № 5. С. 457-464.
20. Железное А.В., Железнова Н.Б., Бурмакина Н.В., Юдина Р.С. Амарант: научные основы интродукции. Новосибирск: Акад. изд-во Гео, 2009. 236 с.
21. Черепанов СК. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб., 1995. 991 с.
22. Федорова ТА Морфолого-систематическое исследование щириц (Amaranthus L., Amaranthaceae Luss.) Европейской России и сопредельных территорий: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: МГУ, 1997. 18 с.
23. Высочина Г.И. Амарант (Amaranthus L.): химический состав и перспективы использования (обзор) // Химия растит. сырья. 2013. № 2. С. 5-14.
24. Мирошниченко ЛА. Физиолого-биохимичес-кие аспекты онтогенеза амаранта (Amaran-thus L.) при возделывании в ЦентральноЧерноземном регионе: Автореф. дис. канд. биол. наук. Воронеж: ВГУ, 2008. 22 с.
25. Зеленков В.Н., Гульшина ВА, Лапин АА Амарант. Биохимический и химический портрет в онтогенезе // Рос. акад. естеств. наук. Отд-ние "Физико-хим. биология и инновации". М., 2011. 104 с.
26. Folch J., Lus M., Sloane-Stanley GA. A simple method of total lipid extraction and purification // Y. Biol. Chem. 1957. Vol. 226, №1. P. 477-509.
27. Волкова Г.А., Моторина Н.А. Перспективные красивоцветущие растения для декоративного садоводства Республики Коми. Сыктывкар, 2010. 163 с.
28. Журавская А.Н., Воронов И.В., Поскачина Е.Р. Содержание сквалена в маслах семян семейства Amaranthus L., произрастающих в Центральной Якутии // Актуальные проблемы биологии, химии, физики: Матер. Меж-дунар. заоч. науч.-практ. конф. Новосибирск, 2011. С. 13-16.
29. Martirosyan D.M., Miroshnichenko LA., Kulakova S.N., Pogojeva A.V., Zoloedov V.I. Amaranth oil application for coronary heart disease and hypertension // Lipids in Health and Disease. 2007. Vol. 6. № 1. P. 1-12.
30. Becker R., Wheeler E.L., Lorenz K, Stafford A.E. et. al. A compositional study of amaranth grain// J. Food Sci. 1981. Vol. 46. P. 1175.
31. Гульшина В.А. Биология развития и особенности биохимического состава сортов амаранта (Amaranthus L.) в Центральночерноземном регионе России: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: ВИЛАР, 2008. 23 с.
32. Слонов Л.Х., Шугушева Л.Х. Содержание белка и аминокислот в органах растений амаранта // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2. (электронный журнал).
33. Кононков П.Ф., Сергеева ВА. Амарант - ценная овощная и кормовая культура многопланового использования // Аграрный вестник Урала. 2011. № 4. С. 63-64.
34. Kalac P., Moudry J. Composition and nutritional value of amaranth seeds // Czech. J. Food Sci. 2000. Vol. 18, № 5. P. 201-206.
35. Белоножкина Т.Г., Курецкая ВА. Амарант -культура больших возможностей для ЦЧЗ России // Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создание функциональных продуктов: Матер. II Рос. науч.-практ. конф. М., 2003. С. 33-35.
References
1. Chirkova T.V. Amarant - kul'tura XXI veka [Amaranth - culture of the XXI century] / Sorosovskiy obrazovatelniy zhurnal [Soros Educational J.]. 1999. No. 10. P. 22-27.
2. Kononkov P.F., Gins V.K., Gins M.S. Amarant -kultura XXI veka [Amaranth - culture of the XXI century]. Moscow, 2001. 240 p.
3. Ofitserov E.N. Amarant - perspektivnoe syr'e dlja pishhevoj i farmacevticheskoj promysh-lennosti [Amaranth - perspective raw material for food and pharmaceutical industries]// Khimiya i kompyuternoe modelirovanie. But-lerovskie chteniya [Chemistry and computer simulation. Butlerov readings]. 2001. No. 5. P. 1-4.
4. Pashchenko L.P., Nikitin IA. Amarant: oso-bennosti himicheskogo sostava netradicionnoj kul'tury [Amaranth: the features of the chemical composition of unconventional culture]// Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Success of modern science]. 2003. No. 10. P. 121.
5. Zhuravskaya A.N., Voronov I.V., Poskachina E.R. Opredelenija komponentnogo sostava semjan i list'ev predstavitelej roda Amaranthus L., proizrastajushhih v uslovijah central'noj Jakutii [Determining the component composition of seeds and leaves of the genus Amaranthus L. growing in the Central Yakutia] // Vestnik Severo-Vostochnogo federalnogo uni-versiteta im. M.K.Amosova [Bull. of M.K.Amo-sov North-Eastern Federal Univ.]. 2012. Vol. 9, No. 3. P. 47-52.
6. Saunders R.M. Beciker R. Amaranthus: A potential food and feed resource // Advances in Cereal Science and Technology. St. Paul, 1984. Vol. 6. P. 357-396.
7. Sala V., Berardi S, Bondioli P. Amaranth seed: the potentials // Riv. Ital. Sostanze Grasse. 1998. Vol. 75, № 11. P. 503-506.
8. Newmark H.L. Squalene, olive oil, and cancer risc: a review and hypothesis // Cancer Epidem. Biomark. Prevent. 1997. Vol. 6. P. 1101-1103.
9. Patent 2170096 RF. Immunostimulirujushhee sredstvo [Immunostimulatory agent] / N.E. Chernekhovskaya, D.V. Chernekhovskiy, S.B. Chernikh, V.S. Dankov; Declared 17.11.2000; Published 10.07.2001.
10. Patent 2140432 RF. Antioksidant [Antioxidant] / V.K. Gins, P.F. Kononkov, V.F. Pivo-varov, M.S. Gins, F.P. Kononkov; Declared 22.04.98. Published 27.10.99.
11. Kretov I.T., Sobolev S.N., Miroshnichenko LA., Zharkova I.M. Maslo iz semjan amaranta [Oil from seeds of amaranth] // Maslozhirovaya promyshlennost' [Oil and fat industry]. 2006. No. 1. P. 22-23.
12. Cai Y., Sun M., Corke H. Antioxidant Activity of Betalains from Plants of the Amaran-thaceae // J. Agric. Food Chem. 2003. Vol. 51. P. 2288-2294.
13. Kadoshnikov S.I., Kadoshnikova I.G., Galiul-lina A.S., Chernov I.A. Farmakologicheskie svojstva amaranta [Pharmacological properties of amaranth] // Agrarnaya Rossiya [Agrarian Russia]. 2001. № 6. P. 39-42.
14. Kim M.K., Lee M.S. Volatile flavor components of Ixeris dentata and Amaranthus mangestanus // J. of Korea Agricultural chemical society. 1988. Vol. 31, № 4. P. 394399.
15. Gins M.S. Biologicheski aktivnie veshchestva amaranta. Amarantin: svoystva, mekhanizmy deystviya i prakticheskoe ispolzovanie [Biologically active substances of amaranth. The amaranthine: properties, mechanisms of action and practical use]. Moscow, 2002. 183 p.
16. Solovchenko A.E., Merzlyak M.N. Jekrani-rovanie vidimogo i UF izluchenija kak mehanizm fotozashhity u rastenij [Screening of visible and UV radiation as a mechanism for photoprotection in plants] // Fiziologiya rasteniy [Plant physiology]. 2008. Vol. 55, № 6. P. 803-822.
17. Takhtadzhyan A.L. Sistema magnoliofitov [System of magnoliophytes]. Leningrad, 1987. 439 p.
18. Biologicheskij jenciklopedicheskij slovar [Biological encyclopedic dictionary]. Moscow, 1989. 864 p.
19. Gusev V.D. Obzor roda Amaranthus L. v SSSR [Review of the genus Amaranthus L. in the USSR] // Botanical J. 1972. Vol. 57, № 5. P. 457-464.
20. Zheleznov A.V., Zheleznova N.B., Burmakina N.V., Yudina R.S. Amarant: nauchnye osnovy introduktsii [Amaranth: scientific bases of introduction]. Novosibirsk: GEO Academic Publ., 2009. 236 p.
21. Cherepanov S.K. Sosudistye rasteniya Rossii i sopredelnikh gosudarstv [Vascular plants of Russia and adjacent States]. St.Petersburg, 1995. 991 p.
22. Fedorova TA. Morfologo-sistematicheskoe is-ledovanie shhiric (Amaranthus L., Amaran-thaceae Luss.) Evropejskoj Rossii i sop-redel'nyh territorij [Morphological-systematic study of amaranth (Amaranthus L., Amaran-thaceae Luss.) European Russia and adjacent
territories]: Abstract of Diss... Cand. Sci. (Biology). Moscow: Moscow State Univ., 1997. 18 p.
23. Vysochina G.I. Amarant (Amaranthus L.): himicheskij sostav i perspektivy ispol'zovanija (obzor) [Amaranth (Amaranthus L.): chemical composition and perspectives of use (review)] // Khimiya rastit. syrya [Chemistry of vegetable raw materials]. 2013. № 2. P. 5-14.
24. Miroshnichenko LA. Fiziologo-biohimicheskie aspekty ontogeneza amaranta (Amaranthus L.) pri vozdelyvanii v Central'no-chernozemnom regione [Physiological and biochemical aspects of the ontogenesis of amaranth (Amaranthus L.) under cultivation in the Central Black Soil region]: Abstract of Diss...Cand. Sci. (Biology). Voronezh: Voronezh State Univ., 2008. 22 p.
25. Zelenkov V.N., Gulshina VA., Lapin AA. Amarant. Biokhimicheskiy i khimicheskiy portret v ontogeneze [Amaranth. Biochemical and chemical portrait in ontogenesis] // Ros-siyskaya akademiya estestvennikh nauk, Otdelenie "Fiziko-khimicheskaya biologiya i innovatsii" [Russian Academy of Natural Sciences, Dept. "Physical-Chem. Biology and innovations]. Moscow, 2011. 104 .
26. Folch J., Lus M, Sloane - Stanley GA. A simple method of total lipid extraction and purification // J. Biol. Chem. 1957. Vol. 226, No. 1. P. 477-509.
27. Volkova GA, Motorina NA Perspektivnie krasi-votsvetushchie rasteniya dlya decora-tivnogo sadovodstva Respubliki Komi [Promising flowering plants for ornamental horticulture in the Komi Republic]. Syktyvkar, 2010. 163 p.
28. Zhuravskaya A.N., Voronov I.V., Poskachina E.R. Soderzhanie skvalena v maslah semjan semejstva Amaranthus L., proizrastajushhih v Central'noj Jakutii [The content of squalene in seed oil of Amaranthus L. family, growing in Central Yakutia] // Actual problems of biology, chemistry, physics: Mater. of Intern. Sci. Conf. Novosibirsk, 2011. P. 13-16.
29. Martirosyan D.M., Miroshnichenko L.A., Kulakova S.N., Pogojeva A.V., Zoloedov V.I. Amaranth oil application for coronary heart disease and hypertension // Lipids in Health and Disease. 2007. Vol. 6. № 1. P. 1-12.
30. Becker, R., Wheeler, E.L., Lorenz, K., Stafford, A.E., Grosjean, O.K., Betschart, AA. Saunders, R.M. A compositional study of amaranth grain // J. Food Sci. 1981. Vol. 46. P. 1175.
31. Gulshina VA. Biologija razvitija i osobennosti biohimicheskogo sostava sortov amaranta (Amaranthus L.) v Central'no-Chernozemnom regione Rossii [Biology of development and biochemical composition features of cultivars of amaranth (Amaranthus L.) in the Central Chernozem region of Russia]: Abstract of Diss... Cand. Sci. (Biology). Moscow: VILAR, 2008. 23 p.
32. Slonov L.Kh., Shugusheva L.Kh. Soderzhanie belka i aminokislot v organah rastenij amaranta [The content of protein and amino acids in organs of amaranth plants] // Sovremennye
problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education]. 2015. № 2. (Electronic J.)
33. Kononkov P.F., Sergeeva VA. Amarant - cen-naja ovoshhnaja i kormovaja kul'tura mnogo-planovogo ispol'zovanija [Amaranth - a valuable vegetable and forage crop of multi-aspect use] // Agrarny vestnik Urala [Agrarian Bull. of the Urals]. 2011. № 4. P. 63-64.
34. Kalac P., Moudry J. Composition and nutritional value of amaranth seeds // Czech. J. Food Sci. 2000. Vol. 18, № 5. P. 201-206.
35. Belonozhkina T.G., Kuretskaya VA Amarant -kul'tura bol'shikh vozmozhnostei dlya TChZ Rosiii [Amaranth - a culture of great opportunities for the Central black soil region of Russia] // Actualnie problemy innovatsiy s netraditsionnymi prior-dnymi resursami i sozdanie funktsionalnikh produktov [Actual problems of innovations with non-traditional natural resources and creation of functional products]. Mater. of II Russian Sci. Conf. Moscow, 2003. P. 33-35.
Статья поступила в редакцию 16.09.2016.
