CC BY
26
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ИЗУЧЕНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ТМИНА
(Cuminiumcyminum)
Имомова Мукаммал Ёрмухаматовна
PhD, доцент
кафедры химии факультета Естественных наук, Ферганский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Фергана E- mail: mukammahxon [email protected]
Хошимов Дилмурод Юсуп угли
магистр
кафедры химии факультета Естественных наук, Ферганский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Фергана
Мамадалиев Мухаммаджон Рахматжон угли
студент,
Ферганский мединститут общественного здоровья, Республика Узбекистан, г. Фергана
STUDY AND COMPARATIVE ANALYSIS OF THE CHEMICAL COMPOSITION
OF ZIRA (Cuminiumcyminum)
Mukammal Imomova
PhD, Associate Professor Department of Chemistry Faculty Natural Sciences Fergana state university, Republic of Uzbekistan, Fergana
Dilmurod Khoshimov
Second course Master Department of Chemistry of the Faculty Natural Sciences Fergana state university, Republic of Uzbekistan, Fergana
Muhammadjon Mamadaliyev
Student
Ferghana Medical Institute public health Republic of Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
В работе представлены результаты количественного определения минерального состава, белков и витаминов в трех образцах тмина (Cuminiumcyminum) различного происхождения. Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, в режиме полуколичественного анализа "Semiguant" в составе вегетативных органов лекарственного растения Cuminiumcyminum проведено определение 37 макро- и микроэлементов. Сравнение результатов исследований различных образцов растений показало, что количественное содержание макро - и микроэлементов в образце Шахимарданского тмина значительно выше, чем у других. В то же время содержание общего белка в тмине иранского происхождения, выше, чем в стеблях тмина Соха.
Библиографическое описание: Имомова М.Ё., Хошимов Д.Ю., Мамадалиев М.Р. ИЗУЧЕНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ТМИНА (Cuminiumcyminum) // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2023. 7(109). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/15645
ABSTRACT
The paper presents the results of quantitative determination of mineral composition, proteins and vitamins in three samples of cumin (Cuminiumcyminum) of various origin. 37 macro- and microelements were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry in the Semiquant semi-quantitative analysis mode as part of the vegetative organs of the medicinal plant Cuminiumcyminum. Comparison of the results of studies of various plant samples showed that the quantitative content of macro- and micro-elements in a sample of Shakhimardan cumin is significantly higher than in others. At the same time, the total protein content in coming of Iranian origin is higher than in the stems of cumin Sokha.
Ключевые слова: тмин (Cuminiumcyminum), химический состав, макро- и микроэлементы, витамины, белки, ИСП-масс-спектрометрия, ВЭЖХ, химия товаров, пищевые добавки, народная медицина.
Keywords: cumin (Cumin cyminum), chemical composition, macro- and microelements, vitamins, proteins, ISP-mass spectrometry, HPLC, chemistry of goods, food additives, folk medicine.
Введение
В последние годы народная медицина все чаще возвращается к применению лекарственных препаратов растительного происхождения[1-3]. Преимуществом лекарственных растений является их широкий спектр биологической активности, малая токсичность и возможность длительного применения без существенных побочных явлений [4-6]. Это касается и тмина Ситтштсуттит, в основном применяемого в качестве кулинарных специй [7]. Ареал произрастания тмина весьма широк и охватывает многие страны Европы и Азии с умеренным климатом [9].
Наличие в составе семян и стеблей тмина многих необходимых для организма макро- и микроэлементов, витаминов различных классов, антиокси-дантов позволяет отнести это растение к лекарственным, а также открывает широкие возможности применения в народной медицине[10,11]. Действительно, издавна из семян тмина готовят настои и отвары для очищения организма от вредных веществ, шлаков, токсинов [12,13]. А широко рекламируемое различными СМИ масло черного тмина, получаемое холодным отжимом, нормализует обменные процессы, действует как противовоспалительное средство и даже уменьшает жировую массу тела, способствуя похудению [14]. Масло чёрного тмина используют для лечения и профилактики расстройств пищеварительного тракта, а также применяется для борьбы с мигренью и облегчения протекания аллергических реакций. В этой связи представляет большой практический интерес сравнение макро-микроэлементного и витаминного состава образцов тмина, произрастающего в различных уголках нашей планеты.
Целью настоящего исследования является определение химического состава образцов местного и иранского тмина с применением современных методов анализа: масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) и высоко эффективной жидкостной хроматографии (HPLC).
Материалы и методы исследования
Объектом исследования служили три различных образца тмина (Ситтштсуттит): шахимардан-
ский тмин (образец №1), черный иранский тмин (образец №2), желтый иранский тмин (образец №3), массой по 3 грамма каждый. После измельчения образцов проводили их азотнокислое разложение, для чего в колбу с образцом тмина добавляли по 30 мл концентрированной азотной кислоты и выдерживали 30 минут при перемешивании. Затем полученные растворы фильтровали в мерные колбы на 100 мл и добавляли дистиллированную воду до метки.
Подготовленные растворы образцов тмина анализировали на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой в режиме полуколичественного анализа мSemigиantм[15-17].
Параметры прибора: мощность плазмы 1200 Вт, время интегрирования 0,1 сек. Калибровку прибора и количественные расчеты проводили на основе многоэлементного калибровочного стандарта AgilentTechnologist (44 элемента).
Анализ водорастворимых витаминов проводи-лиметодом ВЭЖХ с использованием режима градиентного элюирования и диодно-матричного детектора в спектральном диапазоне 200 - 400 нм [18,19].
Условия хроматографирования
Подвижная фаза (градиентный режим) - ацето-нитрил - буферный раствор рН=2,92 (4%:96%) 0-6 мин., (10% : 90%) 6-9 мин., (20% : 80%) 9-15мин., (4% : 96%) 15-20 мин.
Объём инжекции - 10 мкл.
Скорость подвижной фазы - 0,75 мл/мин.
Колонка - EclipseXDB - С18. 5,0 мкм, 4,6х250мм.
Детектор - диодно-матричного детектора, длины волн: 272, 292, 254, 297 и 360 нм.
Общее содержание белков в образцах определяли методом Кьельдаля в соответствии с ГОСТ 10846-91[20,21].
Результаты и их обсуждение
В таблице 1 представлены результаты количественного масс- спектрометрического определения 37 элементов, расположенных в порядке возрастания их атомной массы.
Таблица 1.
Минеральный состав тмина (Cuminiumcyminum), мг/кг
№ Элементы Элементный состав, мг/кг
1-й образец 2-й образец 3-й образец
1 7Ь1 0.460 0.031 0.016
2 9Ве 0.003 0.003 0.003
3 11В 3.132 3.553 3.768
4 23^ 743.474 794.484 1038.200
5 24М^ 2035.398 1955.660 1840.933
6 27А1 443.040 500.173 405.571
7 28^ 276.970 208.075 185.868
8 31Р 4620.151 3653.347 3278.089
9 328 376.165 436.651 376.884
10 39К 11210.388 9753.402 9213.427
11 40Са 687.946 648.377 524.833
12 48Т1 15.455 1.094 0.868
13 51У 0.044 0.048 0.038
14 52СГ 0.074 0.053 0.046
15 55МП 0.274 0.840 0.944
16 57ре 8.480 2.178 0.177
17 59С0 0.006 0.005 0.003
18 60М 0.077 0.017 0.058
19 63Си 0.078 0.216 0.054
20 66^И 0.054 0.266 0.019
21 69ва 0.008 0.010 0.001
22 75АБ 0.006 0.003 0.005
23 828е 0.158 0.169 0.126
24 85ЯЬ 0.119 0.173 0.270
25 88§Г 2.438 1.097 1.141
26 90^Г 0.009 0.004 0.009
27 93^ 0.001 0.001 0.001
28 98М0 0.018 0.048 0.037
29 107А^ 0.001 - 0.001
30 шСё 0.243 0.249 0.220
31 1188П 0.016 0.002 0.019
32 12^Ь 0.002 0.002 0.002
33 138Ва 0.031 0.035 0.002
34 202Н^ 0.003 0.003 0.002
35 208РЬ 0.830 0.854 0.757
36 209В1 0.001 0.001 0.001
37 238и 0.003 0.004 0.003
Сумма 20425.56 17961.13 16872.40
Анализ полученных данных по элементам, приведенных в таблице, показывает, что макроэлементы во всех образцах тмина в наибольшем степени представлены натрием, калием, магнием, кальцием, фосфором, серой. Среди микроэлементов преобладают бор, алюминий, кремний, селен, титан, железо, марганец, стронций. В то же время суммарное количество макро- и микроэлементов явно преобладает в образце местного шахимарданского тмина, произрастающего в Ферганской долине Республики Узбекистан. Сравнительно большое количество токсичных тяжелых металлов, таких как свинец и кадмий, скорее всего связано с особенностями геопровинции, в которой произрастает тмин. Но уже тот факт преобладающего количества макро-и микроэлементов в местном тмине дает основание
рассматривать шахимарданский тмин в качестве перспективной пищевой добавки, обладающей широким спектром действия.
Содержание общего белка в растительном сырье также имеет определяющее значение в изготовлении и использовании фитопрепаратов.
Определение общего белка в образцах тмина по методу Кьельдаля основано на сернокислотном разложении азотсодержащих органических веществ, при котором образуется сульфат аммония по схеме [21]:
Азотсодержащее органическое вещество+H2SO4=(NH4)2SO4+CO2+H2O
При добавлении раствора гидроксида натрия образуется аммиак:
Д • 7universum.com
Д UNIVERSUM:
№ 7(109) /уу\ ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ июль, 2023 г.
Аммиак отгоняется в 0,05 М серную кислоту, избыток которой титруется 0,1 М раствором едкого натра. Массовую долю азота (Х) в образце рассчитывают по формуле:
(Уг - V0) * К* 0.0014
X = —---* 100%
т
где: Vo — объем 0,1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия, пошедшего на титрование 0.05 моль/дм3 серной кислоты в «холостом» определе-
нии, см
3.
V! — объем 0.1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия, пошедшего на титрование 0,05 моль/дм3 серной кислоты в анализируемом растворе, см3;
К — поправка к титру 0,1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия:
0.0014 — количество азота, эквивалентное 1 см3 0,05 моль/дм3 раствора серной кислоты, г. 100 - коэффициент пересчета в проценты. В таблице 2 приведены % содержание белков и количество азота в двух образцах тмина.
Таблица 2.
Содержание белков и количество азота в разных образцах тмина
№ Образец Количество азота (%) Количество белков (%)
1 Тмин Соха (стебель) 0.83 5.188
2 Иранский тмин 2.899 18.121
Для сравнительного анализа образцов тмина было определено содержание витаминов с помощью ВЭЖХ при условиях хроматографирования, описанных в экспериментальной части работы.
В таблице 3 представлены результат этого эксперимента.
Таблица 3.
Количественное определение содержания водорастворимых витаминов из состава тмина методом ВЭЖХ
(HPLC)
№ Наименование образца Количественное содержание, мг/100г
В1 Вб В9 РР С В2 В12
1 Иранский чёрный тмин 0.151 0.052 0.001 - - 1.823 0.404
2 Тмин Соха 0.231 0.149 0.001 - - 1.791 0.498
Выводы
Проведены экспериментальные исследования образцом тмина различного происхождения с применением современных инструментальных методов анализа.
Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой установлено количественное содержание 37 макро- и микроэлементов, показавшее, что в образце шахимарданского тмина их суммарное количество значительно больше, чем в образцах черного и желтого тмина иранского происхождения,
уступая при этом им по белковому содержанию, 5,188 и 18,121 мг/100 г, соответственно.
С применением ВЭЖХ определено содержание витаминов в исследуемых образцах, которое показало, что количество витаминов В1, В6 В12 в местном тмине Соха также больше, чем в черном иранском тмине.
На основании проведенных исследований однозначно следует, что тмин Соха шахимарданского происхождения обладает большим биоактивным потенциалом и может быть рекомендован в качестве биологически активной пищевой добавки в традиционной и народной медицине.
Список литературы:
1. Аскаров И.Р. Химия товаров. - Т.: Издательский дом науки и технологий. - 775 стр.
2. Мамарахмонов М.Х. "Химия товаров" - новый предмет в химии // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 2 (56). URL:https://7universum.com/ru/nature/archive/item/6872 (дата обращения: 30.05.2023).
3. Алексеева, Е. Фитопрепараты в современной рациональной фармакотерапии // Рос.аптеки. -2002. - Т2. -C. 23-27.
4. Булаев, В.М., Ших, Е.В., Сычев, Д.А. Безопасность и эффективность лекарственных растений: учеб.пос. - 2-е изд. Москва, Практическая медицина, 2013. - С. 1-272.
5. Бойко Н.Н., Бондарев А.В., Жилякова Е.Т. и др. Фитопрепараты, анализ фармацевтического рынка российской федерации // Медицина и фармация. 2017.- Т. 3, № 4. -С. 30-38. D0I:10.18413/2313-8955-2017-3-4-30-38.
6. Posadzki, P., Watson L.K., Ernst E. Adverse effects of herbal medicines: an overview of systematic reviews // Clin Med (Lond). 2013. Feb,13(1). Pp. 7-12.
7. ПохлёбкинВ.В. Ажгон (айован, коптский тмин, индийский тмин, зира). Всё о пряностях. - М.: Пищевая промышленность, 1973. - С.104-105.-208 с.
8. Cuminium Cyminum// Ботанический словарь/ сост. Н.И. Анненков.- СПб.: Тип. Имп. АН, 1878.-XXI + 645с.
9. www.https://en.wikipedia.org/wiki/Medicinal_plants (дата обращения: 30.05.2023 г.).
10. Collins, Minta (2000). Medieval Herbals: The Illustrative Traditions. University of Toronto Press.p. 32. ISBN978-0-8020-8313-5.
11. Авиценна. Канон медицины. 3-том. -Т.: Изд-во народного наследия им. А.Кодирий, 1994. - 320 с.
12. Аскаров И.Р. Канон врачевания. -Т.: Изд-во «Мумтозсуз». - 1142 с.
13. Baser K.H.C., Ozek T., Abduganiev B.E., Abdullaev U.A., Aripov Kh.N. Composition of the Essential Oil of Bu-nium persicum (Boiss.) B. Fedtsch. from Tajikistan // Journal of Essential Oil Research.Volume 9, 1997.- Is.5.
14. Пупышев А.А., Суриков В.Т. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Образование ионов. -Екатеринбург, УрО РАН: 2006.
15. Пупышев А.А., Сермягин Б.А. Дискриминация ионов по массе при изотопном анализе методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, Екатеринбург.: УПИ, 2006.
16. Большаков А.А., Ганеев А.А., Немец В.М., Перспективы аналитической атомной спектроскопии, Успехи химии. 75 (4), 2006. С. 322-338.
17. Abduganiyev B.Yo. , Asqarov I.R. Study of the qualitative and quantitative composition of tissues by physico-chemical methods/J Chem Good Trad Med, Volume 2, Issue 1, 2023. P 29-44.
18. Abduganiyev B.Yo., Asqarov I.R. Ensuring the reliability of the results in the study of the qualitative and quantitative composition of goods by physicochemical methods //J. Chem. Good Trad Med, Volume 2, Issue 1, 2023. P 45-58.
19. ГОСТ 10846-91. Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка. - М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2009.
20. Методы контроля. Химические факторы. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. Руководство Р4.1.1672-03. - М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004.
21. Определение общего количества азота по Кьельдалю. http: //yars-analyt.ru/nitrogen/keldal.shtml. Дата обраще-ния:30.05.2023.
