CC BY
149
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2013 БИОЛОГИЯ Вып. 3
УДК 638.16: 581.19
БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКТАРА ОСНОВНЫХ МЕДОНОСНЫХ РАСТЕНИЙ ПЕРМСКОГО КРАЯ
Р. В. Кайгородова ь, А. В. Шиловаа
а Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15; [email protected]; (342)2396203
ь Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета, 614990, ул. Генкеля, 4
Исследовано содержание свободных аминокислот (гистидина, фенилаланина, лейцина и аргинина) и водорастворимых витаминов (аскорбиновой кислоты, никотиновой кислоты, пири-доксина) в нектаре основных медоносных растений Пермского края и умеренной природной зоны. Установлены характерные особенности биохимического состава нектара медоносных растений в зависимости от их видовой принадлежности. Выявлена определенная корреляция биохимического состава нектара и меда соответствующего ботанического происхождения.
Ключевые слова: медоносные растения; нектар; аминокислоты; витамины; ботаническое происхождение мёда.
Введение
Медоносные растения - это растения, посещаемые пчёлами для сбора нектара и пыльцы с цветков. В ульях растительные источники продуктов пчеловодства перерабатываются пчёлами в мёд, пыльцевую обножку и пергу.
Как известно, нектар состоит в основном из сахарозы, глюкозы, фруктозы и других моно- и олигосахаридов. Соотношение этих углеводов в нектаре разных видов растений неодинаково. Кроме сахаров в нектаре содержатся и другие вещества: азотистые соединения, белки, минеральные соли, органические кислоты, вода. В составе нектара находятся и, так называемые, минорные компоненты, которые содержатся в очень небольших количествах, но обладают высокой биологической активностью. К минорным компонентам нектара относятся: ароматические вещества, пигменты, витамины, фитогормоны, нуклеиновые кислоты. Биохимический состав нектара отражается на характерных особенностях получаемого из него мёда. Биологические активные вещества поступают в мед из нектара и пыльцы медоносных растений, а также из желез пчел [Экспертиза..., 2007].
Важнейшими целебными (по зарубежной терминологии функциональными) свойствами меда являются: антиоксидантная и противовоспалительная активность, иммуномодулирующий эффект, ге-патопротекторная активность и многие другие. Целебные свойства меда изучаются в настоящее вре-
мя с биохимических позиций и испытываются на культурах клеток, клинических испытаниях [Bogdanov et al., 2008].
Закономерности формирования биохимического состава и функциональных свойств мёда начали изучать лишь в последние годы, что связано с развитием инструментальных методов анализа, повышением культуры потребителей и актуальной проблемой здорового питания и здорового образа жизни в целом.
Цель работы - изучение биохимических особенностей нектара медоносных растений умеренной природной зоны.
Материал и методы исследований
В качестве объектов были исследованы следующие медоносные растения разных районов г. Перми и Пермского края: одуванчик лекарственный
(Taraxacum officinale Wigg); клевер ползучий (Trifolium repens L.); клевер гибридный (Trifolium hybridum L.); донник белый (Melilotus albus Medik.); донник лекарственный (Melilotus officinalis (L.) Pall.); липа мелколистная (Tilia cordata Mill.); сурепка обыкновенная (Barbarea vulgaris R. Br.). На состав нектара существенным образом влияют внешние условия среды. В связи с этим для снижения вариабельности данные растения отбирали в однотипных условиях: одинаковое время суток и погодные условия. В нектаре медоносный растений определялось содержание витаминов С, Вз и В6, а
© Кайгородов Р.В., Шилова А.В., 2013
также аминокислот (гистидин, фенилаланин, триптофан, лейцин, аргинин).
Статистическая обработка данных проводилась в программе SigmaPlot 11.0 с использованием дисперсионного и регрессионного анализов.
Для определения витаминного и аминокислотного состава нектара медоносных растений использовали метод смывания (традиционно используемый для определения сахаров в нектаре растений).
Содержание витаминов и аминокислот определяли в водных растворах нектара медоносных растений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на приборе Ultimate 3000 (Dionex, Германия). Тип хроматографической колонки - Acclaim® C18; 3 мкм; 120 А; 2.1*210 мм. В качестве подвижной фазы использовались элюенты: ацетонитрил (ОСЧ для ВЭЖХ) и фосфатный буфер (25 мМ КН2РО4 с рН 4 и рН 5). Градуировка прибора проводилась по государственным стандартным образцам (ГСО) витаминов С (L-аскорбиновая кислота), В3 (никотиновая кислота) и В6 (пиридоксина гидрохлорид) со степенью чистоты 99%, производство Китай, Швейцария и Германия соответственно. Условия хроматографирования витаминов были созданы на основе методики, прилагающейся к прибору, адаптированы для особенностей объекта исследований и условий лаборатории. Точность адаптированной методики подтверждена путём ана-
лиза ГСО витаминов, тест-объектов (таблетирован-ные мультивитаминные препараты «Мультитабс интенсив» и «Компливит»), ГСО аминокислот. В исследованиях использован метод определения аминокислот без предварительной дериватизации с нингидрином или ортофталевым альдегидом. Данный подход ограничил спектр анализируемых аминокислот, но позволил определять аминокислоты в природных формах, которые присутствуют в нектаре растений, и упрощает процедуру анализа.
Статистическая обработка данных проводилась в программе SigmaPlot 11.0 с использованием дисперсионного и регрессионного анализов.
Результаты и их обсуждение
В наших исследованиях показан ряд статистически обоснованных биохимических особенностей нектара медоносных растений по содержанию аминокислот и водорастворимых витаминов.
Содержание аминокислот в нектаре
Как видно из табл. 1, максимальным содержанием аргинина и лейцина характеризовался нектар клевера гибридного, минимальным - клевера ползучего. Содержание аргинина в нектаре липы мелколистной было достоверно выше, чем в нектаре одуванчика лекарственного и клевера ползучего.
Таблица 1
Содержание аминокислот в нектаре медоносных растений, мг/100 г
Вид растения Аргинин Лейцин Фенилаланин Гистидин
Одуванчик лекарственный 41.34±4.16 С=9.34 tCT=2.15 660.67±60.40 С=10.94 ^т=2.15 н.а н.а.
Липа мелколистная 131.05±20.33** и=6.45 tCT=3.18 748.55±162.01 U=4.62 1с=3.18 38.73±12.41 U=3.12 1ст=2.06 162.68±41.19 U=3.95 1ст=2.06
Клевер ползучий 35.5±5.95 С=5.97 tCT=3.18 420.3±24.75** ^=16.98 ^=3.18 28.75±5.76** 1оп=4.99 tCT=3.18 204.96±105** U=5.76 ^=3.18
Клевер гибридный 333.6±32.5** 1«і=14.5 1ст=4.3 1641.2±540.5** U=4.29 tCT=4.3 22.73±6.25 С=3.64 1ст=2.45 96.09±18.93 U=5.08 ^=2.45
Статистические параметры Чоп = 117.6 Чст= 2.18 НСР = 25.64 Чоп = 10.71 Чст= 2.18 НСР = 300.1
Примечания: ± - стандартное отклонение; t - критерий Стьюдента; * данные достоверны при ^,„> 1^; Fоп - критерий Фишера опытный; Fст - критерий Фишера стандартный; ** НСР05 - наименьшая существенная разница при уровне значимости р = 0.05; показатель достоверно отличается при уровне значимости р = 0.05; н.а. - не анализировали.
Максимальным содержанием фенилаланина и гистидина отличался нектар клевера ползучего. Аминокислоты в нектаре растений выполняют важную антэкологическую функцию в качестве ат-трактантов насекомых опылителей. Аминокислотный профиль рекомендован Международной комиссией по мёду как один из показателей необходимых для диагностики ботанического происхождения мёда и его антиоксидантных и других функциональных (поддерживающих здоровье)
свойств.
Содержание водорастворимых витаминов в нектаре
В нектаре медоносных растений были выявлены некоторые особенности по содержанию витаминов (табл. 2). Нектар кипрея узколистного отличался максимальным содержанием витамина С, при этом в нектаре остальных медоносов достовер-
ных отличий по количеству витамина С не установлено. Наибольшим содержанием витамина В3 обладал нектар сурепки обыкновенной. Минимальное содержание В3 обнаружено в нектаре липы мелколистной. В нектаре клевера ползучего и клевера гибридного содержание витамина Вз досто-
верно превышало его количество в нектаре липы мелколистной. Остальные медоносы занимали среднее положение по содержанию витамина В3 и достоверно друг от друга не отличались. Содержание В6 в нектаре изученных растений достоверных отличий не показало.
Таблица 2
Содержание водорастворимых витаминов в нектаре медоносных растений, мг/100 г
Вид растения Витамин С Витамин В3 Витамин В6
Липа мелколистная 12.17±3.2 1.38±0.22 3.13±1.27
С=3.81 1оп=6.29 tcrn=2.47
1ст =2.15 1ст =2.37 іст =2.57
Клевер гибридный 10±1.15 2.51±0.47 3.18±1.09
1оп=8.71 1оп=5.37 1оп=2.92
іст =2.57 1ст =2.31 іст =2.57
Клевер ползучий 11.45±1.49 2.67±0.34 2.07±0.30
1оп=7.67 1оп=7.81 1оп=6.81
1ст =2.18 ^=2.09 іст =2.31
Донник лекарственный 13.88±2.29 t™=6.07 іст =2.18 н.а. н.а.
Донник белый 13.96±3.82 2.77±0.37 2.83±0.78
1оп=3.66 1оп=7.41 1оп=3.65
^=2.78 1ст=2.45 1ст=2.57
Одуванчик лекарственный 11.79±2.29 2.51±0.26 1.35±0.16
1оп=5.14 = 6 OS 1оп=8.54
^=2.1 1ст=2.11 1ст=3.18
Кипрей узколистный 39.55±14.01** 1оп=2.82 1ст=3.18 н.а. н.а.
Сурепка обыкновенная н.а. 5.2±0.62** 1оп=8.36 1ст=3.18 3.4±0.34** 1оп=10.1 1ст=2.18
Статистические парамет- Fоп= 4.25 Fоп = 4.87 Fоп= 0.69
ры FCT= 1.60 Fст= 1.6 Fст= 1.91
НСР = 7.69 НСР =0.82 --
Примечания: ± - стандартное отклонение; t - критерий Стьюдента; * данные достоверны при Ъ,„> ^ ** показатель достоверно отличается при уровне значимости р = 0.05, НСР05 - наименьшая существенная разница при уровне значимости р = 0.05; н.а. - не анализировали.
Ранее нами изучалось содержание аминокислотного и витаминного состава в медах разного ботанического происхождения [Kaygorodov, Khismatullin, Zubova, 2012; Кайгородов, Кулешова, Семенова, 2013]. Анализ ранних работ и наших новых данных позволяет выделить некоторые общие черты у монофлорных медов и нектара соответствующих медоносов. Так, нектар липы и моно-флорные липовые мёды характеризуются низким содержанием витамина С. Нектар клевера ползучего и монофлорные клеверные мёды отличаются высоким содержанием витамина В3. В нектаре и медах по витамину В6 достоверных отличий нами не установлено.
Заключение
Таким образом, нектар медоносных растений проявляет видовую специфику в содержании аминокислот и водорастворимых витаминов, которая определенным образом отражается на составе мо-
нофлорных медов. Сортовые (монофлорные) меда являются ценными объектами исследования, которые позволяют изучать закономерности формирования полезных свойств мёда в ландшафте. Монофлорные меда имеют большие перспективы в использовании в области спортивных диет, апитерапии, а также в сфере производства пищевых добавок, косметических и фармацевтических средств, поскольку обладают прогнозируемыми составом и свойствами. Многие медоносные растения относятся к группе лекарственных растений, которые используются в народной медицине, в качестве профилактических средств. Экстракты лекарственных трав широко используются в производстве косметики и средств ухода. Исследования биохимического состава лекарственных и медоносных растений важно для понимания их функциональных свойств.
Исследования проводятся в рамках Единого заказ-наряда Министерства образования и науки Российской Федерации № 4.3870.2011.
Библиографический список
Кайгородов Р.В., Кулешова Т.С., Семенова Е.А. Влияние ботанического происхождения мёда на содержание свободных аминокислот гистидина, фенилаланина и триптофана // Вестник Пермского университета. Серия Биология. 2013. Вып. 2. С. 22-24.
Экспертиза продуктов пчеловодства / Позня-ковский В.М. и др. Новосибирск: Сибир. ун-т-ское изд-во, 2007. 216 с.
Bogdanov S. et al. Honey for Nutrition and Health: A Review // Journal of the American College of Nutrition. 2008. № 27. Р. 677-689.
Kaygorodov R., Khismatullin R., Zubova E. Influence of the honey's botanical orogin on the content of vitamins C, B3 and B6 // II International Symposium on Bee Products, Portugal, 9-12 September 2012. Braganga, 2012. P. 74.
Поступила в редакцию 18.10.2013
The biochemical composition of nectar main melliferous plants of Perm region
R. W. Kaygorodov, candidate of biology, associate professor A. V. Shilova, the student
Perm State University. 15, Bukirev str., Perm, Russia, 614990; [email protected]; (342)2396203
The content of free amino acids (histidine, phenylalanine, Leucine, arginine) and water-soluble vitamins (Ascorbic acid, Nicotinic Acid, Pyridoxine) in the nectar of melliferous plants of Perm region and temperate natural area was investigated. The characteristics of chemical composition of nectar of melliferous plants, depending on their species is found. A correlation of biochemical composition of nectar and the botanical origin of honey is found.
Key words: nectar; honey plant; floral origin; free amino acids; water-soluble vitamins.
Кайгородов Роман Владимирович, кандидат биологических наук, доцент, зав. лабораторией Шилова Анна Владимировна, студентка
ФГБОУВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
