CC BY
6
УДК 615.322:582.688.3(075.9) 14.04.02 Фармацевтическая химия, фармакогнозия
Бв1: 10.37903/уяЕша.2020.4.23
РЕСУРСНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ РУЯаЛ АЭЛЯ^йНА ПРИБАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА © Привалова Е.Г.1, Чебыкин Е.П.2, 3
1 Иркутский государственный медицинский университет, Россия, 664003, Иркутск, ул. Красного восстания, 1
2Лимнологический институт СО РАН, Россия, 664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3 3Институт земной корыг СО РАН, Россия, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128
Резюме
Цель. Изучение ресурсных запасов и установление элементного состава надземных органов Pyrola asarifolia (Pyrolaceae), произрастающей на территории Прибайкалья.
Методика. Объект исследования - надземная часть Pyrola asarifolia (Pyrolaceae), собранная в период окончания цветения - начала плодоношения в Иркутской области в 2018-2019 гг. Урожайность и эксплуатационный запас изучили методом учетных площадок. Данные о макро- и микроэлементом составе устанавливали методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS масс-спектрометр Agilent 7500 се).
Результаты. Урожайность сырья Pyrola asarifolia составила от 139,6+10,55 г/м2. В надземных органах накапливается 72 химических элемента. Из группы макроэлементов преобладающими оказались K, Ca, Cl, Mg, P, S; из группы микро-и ультрамикроэлементов - Si, Al, Fe, Ba, Mn; среди эссенциальных - Fe, Mn, Zn, Cu.
Заключение. Сделан вывод, что Pyrola asarifolia имеет достаточный ресурсный потенциал и является источником важных минеральных компонентов. Изучение Pyrola asarifolia продолжается.
Ключевые слова: Pyrola asarifolia, ресурсные исследования, урожайность сырья, химические элементы
RESOURCE CHARACTERISTICS AND MINERAL COMPOSITION OF PYROLA ASARIFOLIA IN THE BAIKAL REGION
Privalova E.G.1, Chebykin E.P.2 3
1Irkutsk, state medical University, 1 Krasnogo vosstanija St., Irkutsk, 664003, Russia 2Limnological Institute, SB RAS, 3 Ulan-batorskaja St., Irkutsk, 664033, Russia 3Institute of the Earth's Crust, SB RAS, 128 Lermontova St., Irkutsk, 664033, Russia
Abstract
Objective. To study resource reserves and determine the elemental composition of aboveground organs of Pyrola asarifolia (Pyrolaceae), which grows in the territory of the Baikal region.
Methods. The object of research is the aboveground part of Pyrola asarifolia (Pyrolaceae) collected during the end of flowering and beginning of fruiting in the Irkutsk region in 2018-2019. The yield and operational reserve were studied using the method of accounting platforms. Data on the macro-and microelement composition were established by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS Agilent 7500 ce mass spectrometer).
Results. The yield of raw materials of Pyrola asarifolia was 139,6+10,55 g/m2. 72 chemical elements accumulate in aboveground organs. From the group of macronutrients, K, Ca, Cl, Mg, P, S were predominant; from the group of micro-and ultramicroelements - Si, Al, Fe, Ba, Mn; among the essential elements - Fe, Mn, Zn, Si.
Conclusion. It is concluded that Pyrola asarifolia has sufficient resource potential and is a source of important mineral components. The study of Pyrola asarifolia continues.
Keywords: Pyrola asarifolia, resource research, yield of raw materials, chemical elements
Методика
Объект исследования - надземная часть Pyrola asarifolia (Pyrolaceae). Изучение ресурсного потенциала проводили в 2018-2019 гг. на территории Иркутской области в типичных местообитаниях г. мясокрасной. Были обследованы заросли на землях муниципальных образований Иркутского района. Заготовку производили в период окончания цветения - начала плодоношения - с 27 июля по 5 августа.
Использовали метод определения запасов на конкретных зарослях. Определение урожайности проводили методом учетных площадок. Сырье, исключая поврежденные и ювенильные листья, собирали вручную, определяли свежую и высушенную фитомассу [5]. Величину эксплуатационного запаса и возможного объема заготовок рассчитывали в пересчете на воздушно-сухое сырье. Для расчетов принимали 5- летний период восстановления зарослей [3, 5].
Определение элементного состава. Для исследования использовали модифицированную методику масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) на квадрупольном масс-спектрометре Agilent 7500 ce [6].
Листья г. мясокрасной, измельчали до размера частиц 0,5-1,0 мм. Подготовку образцов проводили метод мокрого озоления азотной кислотой и перекисью водорода в полипропиленовых пробирка. Для этого к образцам сырья массой 30 мг добавляли 0,75 мл 72%-ной HNO3 (очищенной дважды методом суббойлинговой перегонки). Далее проводили озоление в ультразвуковой термостатируемой ванне при температуре 80-100°С в течение 30 мин. По прошествии времени к образцам прибавляли по 0,3 мл 30%-ной перекиси водорода и выдерживали в ультразвуковой ванне при тех же условиях. После озоления в пробирки приливали воду очищенную до объема 15 мл и выдерживали в ультразвуковой термостатируемой ванне при тех же условиях. Перед взвешиванием пробирок с содержимым их выдерживали при комнатной температуре 12 ч. При этом концентрация азотной кислоты в растворах составила 2%, коэффициент разбавления (Кразб) = 500. Полученные растворы центрифугировали в течение 10 мин. на центрифуге MiniSpin (Германия) при числе оборотов 13400 об/мин. Далее надосадочную жидкость в количестве 1,8 мл весовым способом переносили в другие центрифужные пробирки. Концентрация In в измеряемых растворах составила 30 ppb (In=1283 ppb, стандартный раствор In=989 ppm фирмы Fluka Analytic, Швейцария). Аналогично поступали при приготовлении холостых проб. Взвешиванию проводили на аналитических весах марки Mettler Toledo AG104 (погрешность взвешивания ± 0,0003 г). Полученные растворы анализировали на квадрупольном масс-спектрометре Agilent 7500 ce.
Пробы вводили с помощью концентрического кварцевого распылителя, скорость подачи - 400 мкл/мин в режиме самораспыления (полипропиленовая распылительная камера, кварцевая горелка с системой Shield Torch). Калибровка масс-спектрометра: производилась с использованием многоэлементных стандартных растворов ICP-MS-68A-A и ICP-MS-68A-B (HIGH-PURITY STANDARDS, Charleston, USA), образца байкальской бутылированной воды (для Na, Mg, Si, S, Cl, K, Ca) [10], а также растворов катионов (Na, Mg, K, Ca, Fe, Hg) и анионов (Si, P, S, Cl, Br, I), приготовленных смешением одноэлементных ИСП-МС стандартных растворов компании Inorganic Ventures (США) [6, 9].
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе обследования получена эколого-ценотическая характеристика грушанки мясокрасной. Районы, где встречается г. мясокрасная, были условно поделены на группы, отличающиеся по степени увлажненности от 1-3, где 1 - наименьшая степень увлажнения. В частности, в Иркутской области г. мясокрасная встречается в травянисто-кустарничковом покрове лиственичников с подлеском в том числе на склонах выше лесов и в понижении (зона А - степень увлажнения 1); в сосняках бруснично-разнотравных где чаще отмечена в верхних частях южных склонов, а также в сосняках зеленомошных с брусничником (зона Б - степень увлажнения 2); в подлеске приручейниковой группы сосновых лесов (зона В - степень увлажнения 3). В целом, отмечается, что в Иркутском районе данный вид- типичный мезофит, часто приуроченный к соснякам. Запасы сырья определяли для зарослей, которые могут быть определены как промысловые и доступные для заготовки. В табл. 1 представлены результаты.
Таблица 1. Запасы сырья грушанки мясокрасной в некоторых районах Иркутской области
№ п/п Место произрастания/ экологическая характеристика/ площадь обследуемой заросли, га Урожайность, г/м2, М±т (погрешность обнаружения, %) Эксплуатацио нный запас, кг Возможный объем заготовок, кг
1 Заимка Поливаниха (Ушаковское муниципальное образование)/А/12,6 176,088+14,13 (±8,02) 3 736,12 622,69
2 деревня Новогорудинино (Марковское муниципальное образование)/Б/3,58 143,48+13,64 (±9,51%) 831,48 138,58
3 Деревня Галки (Оёкское муниципальное образование)/В/1,01 139,6+10,55 (±7,58%) 238,9 39,82
В результате исследований элементного состава листьев г. мясокрасной обнаружено не менее 72 веществ. Содержание макро-, микро- и ультрамикроэлементов в пересчёте на сухую биомассу листьев представлено в табл. 2.
Группы макроэлементов, а также микро- и ультрамикроэлементов, содержанием более 0,1 мкг/г, представлены в следующих убывающих рядах по значимости [2, 4] (табл. 3):
Таблица 2. Содержание химических элементов в листьях грушанки мясокрасной, мкг/г
№ Элемент Предел обнаружения Содержание № Элемент Предел обнаружения Содержание
1 Са 30 11300 37 Мп 0,003 87
2 С1 200 3300 38 Мо 0,005 87
3 К 0,8 12500 39 № 0,6 61
4 М8 0,2 2900 40 № 0,001 0,013
5 Р 20 2500 41 Ш 0,0005 0,087
6 8 300 2500 42 N1 0,02 2,9
7 ^ 0,0007 0,02 43 Оэ 0,004 <0,004
8 А1 1 250 44 РЬ 0,003 0,37
9 Аэ 0,01 0,056 45 ра 0,001 0,0013
10 Аи 0,0002 0,008 46 Рг 0,00004 0,025
11 В 0,08 17,1 47 рг 0,0007 0,0007
12 Ва 0,005 113 48 ЯЬ 0,0008 17,9
13 Ве 0,0003 0,022 49 Яе 0,0005 <0,0005
14 В1 0,0006 0,035 50 М 0,0003 0,003
15 Вг 0,4 13 51 Яи 0,0005 <0,0005
16 са 0,0006 0,011 52 8Ь 0,0006 0,018
17 Се 0,0002 0,19 53 8с 0,003 0,56
18 Со 0,0004 0,128 54 8е 0,04 0,11
19 Сг 0,01 0,56 55 81 20 270
20 Сэ 0,0002 0,044 56 8т 0,0008 0,018
21 Си 0,2 5,8 57 8п 0,003 0,05
22 Оу 0,0003 0,014 58 8г 0,005 71
23 Ег 0,0003 0,007 59 Та 0,0001 0,0012
24 Еи 0,0004 0,017 60 ТЬ 0,00005 0,0025
25 Ее 0,3 121 61 Те 0,003 0,007
26 Оа 0,0005 0,043 62 ТИ 0,0004 0,017
27 оа 0,0003 0,021 63 Т1 0,06 5,1
28 Ое 0,0008 0,019 64 Т1 0,0008 0,0044
29 Ш 0,0002 29 65 Тт 0,0001 0,0011
30 Hg 0,0005 30 66 и 0,0001 0,011
31 Но 0,00003 31 67 V 0,007 0,31
32 I 0,2 32 68 W 0,0008 0,01
33 1г 0,0002 33 69 У 0,0002 0,116
34 Ьа 0,0004 34 70 УЬ 0,0002 0,0055
35 Ь1 0,01 35 71 7п 0,04 24
36 Ьи 0,00005 36 72 7г 0,0006 0,139
Таблица 3. Сравнительное содержание химических элементов
Группы сравнения Элементы
Макроэлементы K>Ca>Cl>Mg>P=S
Микро- и ультрамикроэлементы Si>Al>Fe>Ba>Mn>Sr>Na>Zn>Rb>B>Br>Cu>Ti> Ni>Sc>Pb>V>Ce>La>Co> Y
Эссенциальные и условно-эссенциальные элементы Si>Fe>Mn>Zn>B>Br>Cu>V>Co
Эссенциальные для иммунной системы Fe>Mn>Zn>Cu>Co
При недостатке которых развиваются почечные патологии у детей Fe>Zn>Mg>Cu
Примечание: учтено содержание элементов при относительной ошибке определения не более 5%
Из данных, приведенных в табл. 2, видно, что в листьях г. мясокрасной содержатся основные макроэлементы - №№ 1-6 (Са, С1, К, М§, Р и 8), превалирующим из которых является К (12500 мкг/г). Список из 21 микро- и ультрамикроэлементов по содержанию возглавляет 81 (270 мкг/г), который входит в группу эссенциальных биоэлементов.
Содержание токсичных элементов (Аз, Сё, И§, РЬ) не превышало предельно-допустимых концентраций для лекарственного растительного сырья [8].
Выводы
1. Грушанка мясокрасная является мезофитом, встречается в сосняках смешанного типа. Установлено, что урожайность сырья г. мяскрасной, произрастающей на территории Иркутской области, составляет от 139,6+10,55 г/м2. Проанализированные образцы грушанки мясокрасной накапливают не менее 72 химических элементов; в значительных количествах обнаружены макроэлементы, превалирующими среди них являются К, Са, С1, М§, а также Р и 8, содержащиеся в равных количествах.
2. Выявлено наличие не менее 21 микро- и ультрамикроэлемента, среди которых доминируют 81, А1, Бе, Ва и Мп. Установлено, что в грушанки мясокрасной содержатся эссенциальные химические элементы - Бе, Мп, Zn, Си, которые полезны для поддержания нормального состояния иммунной и мочеполовой системы.
3. Содержания тяжелых металлов в грушанки мясокрасной не превышает предельно-допустимых концентраций и соответствуют гигиеническим требованиям безопасности к растительному сырью.
Литература (references)
1. Бобров Ю.А. Краткая история описания видов подсемейства грушанковые флоры России // Вестник Вятского государственного университета. - 2006. - №15. - С. 107-110 [Bobrov Ju.A. Vestnik Vjatskogo gosudarstvennogo universiteta. Bulletin of Vyatka state University. - 2006. - N15. - P. 107-110. (in Russian)]
2. Захарова И.Н., Скоробогатова Е.В., Обыночная Е.Г., Коровина Н.А. Дефицит витаминов и микроэлементов у детей и их коррекция // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. - 2007. - №3. URL: https://cyberleninka.rU/article/n/defitsit-vitaminov-i-mikroelementov-u-detey-i-ih-korrektsiya (дата обращения: 16.03.2020) [Zaharova I.N., Skorobogatova E.V., Obynochnaja E.G., Korovina N.A. Pediatrija. Zhurnal im. G.N. Speranskogo. Pediatrics. Speransky magazine. - 2007 - N3. (in Russian)]
3. Крылова И.Л. О некоторых терминологических и методических вопросах лекарственного ресурсоведения // Растительные ресурсы. - 1988. - Т.24, вып.1. - С. 124-129 [Krylova I.L. Rastitel'nye resursy. Plant resources. - 1988. - V.24(1). - P.124-129. (in Russian)]
4. Кузнецова Е.Г., Шиляев Р.Р., Фадеева О.Ю. Биологическая роль эссенциальных макро- и микроэлементов и нарушения их гомеостаза при пиелонефрите у детей // Педиатрическая фармакология. - 2007. - №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/biologicheskaya-rol-essentsialnyh-makroi-mikroelementov-i-narusheniya-ih-g0me0staza-pri-pielonefrite-u-detey (дата обращения: 16.03.2020) [Kuznecova E.G., Shiljaev R.R., Fadeeva OJu. Pediatricheskajafarmakologija. Pediatric pharmacology. - 2007. - N2. (in Russian)]
5. Методика определения запасов лекарственных растений. - М.: Государственный комитет СССР по лесному хозяйству, 1986. - 51 с. [Metodika opredelenija zapasov lekarstvennyh rastenij. Methods for
determining stocks of medicinal plants. M: State Committee of the USSR on forestry, 1986. - 51 p. (in Russian)]
6. Мурашкина И.А., Мирович В.М., Гордеева В.В. и др. Элементный состав надземных органов рододендрона золотистого (Rhododendron aureum Georgi.) флоры Восточного Саяна // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия, Биология. Фармация. - 2019. - №4. - С. 53-59. [Murashkina I.A., Mirovich V.M., Gordeeva V.V. i dr. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Himija, Biologija. Farmacija. Bulletin of the Voronezh state University. Series: Chemistry, Biology. Pharmacy. - 2019. - N4. - P. 53-59. (in Russian)]
7. Растительные ресурсы России: дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т.2. - СПб - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. - 513 с. [Rastitel'nye resursy Rossii: dikorastushhie cvetkovye rastenija, ih komponentnyj sostav i biologicheskaja aktivnost'. Plant resources of Russia: wild-growing flowering plants, their component composition and biological activity. - V.2. - SPb-M.: Partnership of scientific publications CMK, 2009. - 513 p. (in Russian)]
8. СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. URL: http://docs.cntd.ru/document/901806306 (дата обращения 20.03.2020) [SanPiN 2.3.2.107801. Gigienicheskie trebovanija bezopasnosti i pishhevoj cennosti pishhevyh produktov. SanRR 2.3.2.1078-01. Hygienic requirements for food safety and nutritional value. (in Russian)]
9. Aries S. A Routine Method for Oxide and Hydroxide Interference Corrections in ICP-MS Chemical Analysis of Environmental and Geological Samples // Geostandard. Newslett. - 2000. - V.24, N1. - P. 19-31.
10. Suturin A.N., Paradina L.F., Epov V.N. et al. Preparation and assessment of a candidate reference sample of Lake Baikal deep water // Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. - 2003. - V.58, N2. - P. 277-288.
11. The Plant List. 2013. Version 1.1. Published on the Internet. 23.03.2020. URL:http://http://www.theplantlist. org/tpl 1. 1 /record/tro-26800017.
12. Yao, X.H., Zhang, D.Y., Zu, Y.G. et al. Free radical scavenging capability, antioxidant activity and chemical constituents of Pyrola incarnate Fisch. Leaves // Industrial crops and products. - 2013. - V.49. - P. 247-255. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.04.058
Информация об авторах
Привалова Елена Геннадьевна - кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармакогнозии и фармацевтической технологии ФГБОУ ВО ИГМУ Минздрава России. E-mail: [email protected]
Чебыгкин Евгений Павлович - кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Лимнологический институт СО РАН, ФГБУН Институт земной коры СО РАН. E-mail: [email protected]
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
