Научная статья на тему 'Содержаниe витаминов в листьях Fragaria viridis Duch. (Weston) степной зоны оренбургского Предуралья'

Содержаниe витаминов в листьях Fragaria viridis Duch. (Weston) степной зоны оренбургского Предуралья Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

CC BY
173
91
Поделиться
Ключевые слова
ВИТАМИНЫ / ЗЕМЛЯНИКА ЗЕЛЁНАЯ / ТОКОФЕРОЛ / КАРОТИН / АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА / ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук, автор научной работы — Докучаева Юлия Алексеевна, Гусев Николай Фёдорович, Немерешина Ольга Николаевна

Изучена зависимость содержания витаминов от экологических условий в растении Fragaria viridis Duch. (Weston) землянике зелёной, или клубнике. Результаты исследований показывают, что содержание антиоксидантов аскробиновой кислоты, токоферола и каротина в листьях Fragaria viridis обусловлено фазой развития растений и их местообитанием. Показано повышенное содержание токоферола в листьях растения, произрастающего в зоне влияния промышленных поллютантов, что, возможно, является одним из механизмов адаптации вида к загрязнению окружающей среды. Доказано, что в хорошо освещённых местах листья растения накапливают значительно больше токоферола, чем в местах с недостаточной освещённостью. Содержание витаминов в листьях клубники, растущей на остепнённых лугах, превалирует на 40%, над содержанием витаминов в листьях земляники, произрастающей в пойме среднего течения р. Урала (Оренбургская область). Выявлено, что в хорошо увлажнённых местах в растении больше накапливается каротина, чем в местах с недостаточной влажностью, поэтому лучшими местами для сбора травы земляники зелёной являются хорошо освещённые опушки леса и остепнённые луга региона. Сделан вывод о том, что листья Fragaria viridis, встречающиеся в степной зоне оренбургского Предуралья, собранные в качестве витаминного сырья, необходимы для использования в современной фитотерапии.

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук , автор научной работы — Докучаева Юлия Алексеевна, Гусев Николай Фёдорович, Немерешина Ольга Николаевна,

VITAMINS CONTENT IN THE LEAVES OF FRAGARIA VIRIDIS DUCH. (WESTON) GROWING IN THE STEPPE ZONE OF ORENBURG REDURALYE

The dependence of vitamins content in the strawberry plant species (Fragaria Viridis Duch. Weston) on environmental conditions has been studied. The results obtained show that the content of antioxidants ascorbic acid, tocopherol and carotene in the leaves of Fragaria Viridis is conditioned by the plants’ development phase and their habitats. It is shown that the content of tocopherol is being increased in the leaves of plants growing in the area of industrial pollutants influence, which may be one of the mechanisms of the species’ adaptation to environmental pollution. It is proved that in well-lighted places the plants’ leaves accumulate much more tocopherol than in places with insufficient light. The content of vitamins in the leaves of strawberries growing on steppe meadows prevail by 40% as compared with the content of vitamins in the leaves of wild strawberry growing in the floodplain of the river Urals (Orenburg region). It is found that in areas with adequate humidity the accumulation of carotene in the plant is higher than in places with low humidity, hence, the best places to gather the green strawberries grass are well illuminated forest edges and steppe meadows of the region. It is concluded that the leaves of Fragaria viridis, occurring in the steppe zone of Orenburg Preduralje, which are gathered as vitamin containing raw material, are needed to be used in modern phytotherapy.

Текст научной работы на тему «Содержаниe витаминов в листьях Fragaria viridis Duch. (Weston) степной зоны оренбургского Предуралья»

Содержание витаминов в листьях Fragaria viridis Duch. (Weston) степной зоны оренбургского Предуралья

ЮА Докучаева, аспирантка, Н.Ф. Гусев, д.б.н., профессор, ФГБОУ ВПО Оренбургский ГАУ; О.Н. Немерешина, к.б.н., ГБОУ ВПО ОрГМУ

Природным источником растительного сырья, используемого в различных отраслях хозяйственной деятельности человека, являются дикорастущие растения отечественной флоры. Указанное напрямую относится к обширной группе лекарственных

растений, применяемых для лечения и профилактики различных заболеваний.

Лекарственные растения содержат комплекс биологически активных веществ (БАВ) и микроэлементов, принимающих участие в биохимических процессах в растениях, обладающих биологической активностью и терапевтическим действием. Среди БАВ (флавоноиды, таниды, сапонины, фитонциды, иридоиды и др.), синтезируемых растениями, осо-

бое место занимают витамины, при отсутствии которых у человека возникают различные патологии.

Недостаток витаминов приводит к ослаблению организма, нарушению процессов метаболизма и развитию различных заболеваний. При этом у человека наступает слабость, быстрая утомляемость, снижение работоспособности и сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям [1]. Отметим при этом, что детям, пожилым людям и курильщикам необходимо повышенное количество витаминов. Источником витаминов, как известно, является растительная пища — зелень, овощи, фрукты и ягоды. Необходимость в витаминизации организма связана также с неблагоприятной экологической обстановкой в ряде регионов РФ и, в частности, в Оренбуржье. Напомним, что одним из важных витаминов является аскорбиновая кислота, которая эффективно действует как накопитель нитратов и нитритов, попадающих в пищу, и предотвращает образование нитрозаминов, обладающих канцерогенными свойствами [1].

Поэтому поиски перспективных лекарственных и пищевых растений, содержащих БАВ и витамины, являются актуальной проблемой сегодняшнего дня. Однако стиль жизни современного человека часто не позволяет использовать в питании достаточное количество витаминизированной пищи. Причин здесь несколько. Главная из них — отсутствие заботы о своём здоровье.

Оренбургская область не обладает значительными промышленными запасами лекарственных растений [2]. Однако для местного населения вполне достаточно растительного сырья, используемого в современной фитотерапии.

Оренбуржье представляет собой регион с повышенной инсоляцией и недостатком обводнённости, что оказывает влияние на общий габитус и продуцирование биологически активных веществ в растениях. Задача нашей работы — поиски витаминных растений в регионе и определение в них содержания витаминов в зависимости от экологических условий.

Объекты и методы исследования. Среди многообразия растений степной зоны оренбургского Предуралья для исследования было взято широко распространённое растение Fragaria viridis Duch. (Weston) — земляника зелёная, или клубника. Земляника зелёная — многолетнее травянистое растение (сем. Rosaceae — розовые), имеющие тройчатосложные листья. Листья с верхней стороны зелёные, а с нижней — серовато-опушённые. Плод — ложный многоорешек, называемый в народе ягодой. Плоды зеленоватые с розовыми боками, с чашелистиками, прижатыми к ягодам. Вид, встречающийся в районах оренбургского Предуралья почти повсеместно. Чаще всего произрастает в луговых степях, на остепнённых лугах, скалах, в пониженных элементах рельефа. Клубника используется как витаминное, пищевое и лекар-

ственное растение наравне с земляникой лесной (Fragaria vesca L.). Оба вида земляники широко применяются в Оренбуржье и Волго-Уральском регионе при анемии, как витаминное и противовоспалительное средство [2]. Земляника лесная, встречающаяся в лесной зоне, изучена довольно глубоко. Листья и плоды земляники лесной содержат флавоноиды, таниды, аскорбиновую кислоту, полисахариды [3]. Несмотря на обширный ареал в Оренбуржье и применение в народной медицине, земляника зелёная (клубника) в химическом отношении почти не изучена. Используя метод филогении рода Fragaria L., мы исследовали землянику зелёную, встречающуюся в районах степной зоны оренбургского Предуралья, на содержание БАВ.

На первом этапе изучали листья земляники зелёной (клубника) на содержание витаминов: аскорбиновой кислоты (витамин С), токоферола (витамин Е) и каротина, обладающих антиокси-дантными свойствами. Аскорбиновая кислота, токоферол и каротин, как биологически активные вещества, обладают выраженными антиоксидант-ными свойствами и являются частью неферментативного звена системы защиты растений от окислительного стресса [3].

Аскорбиновая кислота является одним из основных антиоксидантов, она способна восстанавливать окисляемую форму токоферола (витамин Е) и таким образом поддерживает концентрацию указанного антиоксиданта непосредственно в мембранах растительных клеток [3]. Благодаря способности легко отдавать электроны, аскорбиновая кислота является ведущим неферментативным антиоксидантом с буферным механизмом действия. Указанный антиоксидант, взаимодействуя с различными свободными радикалами, превращает их в химически нейтрализующие молекулы, становясь при этом свободнорадикальным аскорбином:

R-C ■ + HO - аск - ОН - R-CH + HO - аск - Оя.

При высокой концентрации аскорбин может оказывать повреждающее действие на биомолекулы, но благодаря большой подвижности в организме, он быстро с помощью глютатионпероксидазы дегенерирует в аскорбиновую кислоту. При этом восстанавливает глютатион (G-SH) в химически инертный окисленный глютатион (G-S-S-G):

HO - аск - Оя + G-SH-HO^^-OH + G^

G^+S-G-G-S-S-G G-S-S-G + 2НАДН*Н+ - 2G-SH + 2НАДФ+.

Кроме того, витамин С, будучи водорастворимым витамином и сильным восстановителем, взаимодействует с водорастворимыми активными формами кислорода (АФК) Оя2, Н2О2, ■ ОН и инактивируют их, что способствует жизнеспособности клеток.

Растительное сырьё (листья) земляники зелёной (клубники), необходимое для исследования, было

Содержание витаминов в листьях Fragaria viridis Duch. (Weston) степной зоны

оренбургского Предуралья

Местообитание растения Год сбора Фенофаза Витамин С, мг/% Токоферол, мг/кг Каротин, мг/кг

Остепнённые луга в пойме сред. течен. р. Урала (окр. с. Каменно- озёрного, Оренбургский район) 2012 вегетация начало цветения полное цветение 69.55 96.56 132,04 35,0 34,53

Остепнённые луга на плакоре (окр. Оренбурга- ГПЗ-полигон, Оренбургский район) 2012 цветение 83,75 42,31 18,72

Степь. Заповедник «Оренбургский» Буртинская степь, Беляевский район 2013 цветение 71,34 - 17,24

собрано в период вегетации и цветения растений в различных местообитаниях степной зоны оренбургского Предуралья.

Исследование аскорбиновой кислоты, каротина, токоферола (витамин Е) в растительном сырье проводили общепринятыми методами [4—7]. По данным ряда исследователей, воздействие стресс-факторов загазованности атмосферы, загрязнения окружающей среды, повышенной солнечной активности, засухи — способствует усилению биохимических процессов в растениях на клеточном уровне и активизирует систему антиоксидантной защиты [8].

Результаты исследований. Результаты исследований указывают, что содержание антиоксидантов: аскробиновой кислоты, токоферола и каротина в листьях Fragaria viridis зависит от фазы развития растений и их местообитания (табл.). Индукция синтеза токоферола в листьях растения, встречающегося в зоне влияния промышленных поллютан-тов, повышено (до 42,31 мг/кг), что, возможно, является одним из механизмов адаптации вида к загрязнению окружающей среды. В растениях, встречающихся на остепнённых пойменных лугах в среднем течении р. Урала, обнаружено повышенное содержание аскорбиновой кислоты (фаза цветения), что, видимо, связано с качеством почвы и близостью почвенно-грунтовых вод. Листья земляники зелёной (клубники), собранные на открытой, освещённой территории степного заповедника «Оренбургский» (южный район Оренбуржья), содержат наименьшее количество аскорбиновой кислоты (до 71,34 мг/%) и каротина (до 17,24 мг/кг), что, вероятно, связано с повышенной инсоляцией и дефицитом увлажнённости на территории.

В хорошо освещённых местах листья накапливают значительно больше токоферола, чем в местах

с недостаточной освещённостью. В хорошо увлажнённых местах идёт значительно более высокое накопление каротина, чем в местах с недостаточной влажностью. Лучшими местами для сбора травы земляники зелёной являются хорошо освещённые опушки леса и остепнённые луга региона.

Выводы. 1. В листьях земляники зелёной, встречающейся в степной зоне оренбургского Предуралья, обнаружены витамин С, токоферол, каротин.

2. Содержание витаминов в листьях клубники, растущей в остепнённых лугах, превалирует на 40% над содержанием витаминов в листьях земляники, произрастающей в пойме среднего течения р. Урала (Оренбургская область).

3. Листья Fragaria viridis, встречающиеся в степной зоне оренбургского Предуралья, собранные в качестве витаминного сырья, необходимы для использования в современной фитотерапии.

Литература

1. Гусев Н.Ф., Петрова Г.В., Немерешина О.Н. Лекарственные растения Оренбуржья (ресурсы, выращивание и использование). Оренбург: Изд. центр ОГАУ, 2007. 332 с.

2. Махлаюк В.П. Лекарственные растения в народной медицине. М.: Нива России, 1992. С. 134-136.

3. Климов С.В. Адаптация растений к стрессам через изменение донорно-акценторных отношений на разных уровнях структурной организации // Успехи современной биологии. 2008. Т. 28. № 3. С. 282-299.

4. Петухова О.В., Иванова Г. А., Олешко Г.И. Количественное содержание аскорбиновой кислоты в листьях земляники // Вузы и регион: матер. науч.-практич. конф. Пермь, 2003. С. 113-114.

5. ГОСТ 24556-89. Методы определения витамина С. Продукты переработки плодов и овощей. М., 1989.

6. ГОСТ 13496.17-95. Корма. Методы определения каротина. Межгосударственный стандарт. М., 1995.

7. Скурихин В.Н., Шабаев С.В. Методы анализа витаминов А, Е, Д и каротина в биологических объектах и продуктах животного происхождения. М.: Химия, 1996. 96 с.

8. Немерешина О.Н., Гусев Н.Ф. К вопросу изучения анти-оксидантной защиты высших растений в условиях влияния атмосферных выбросов предприятий Газпрома // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 2 (30). С. 218-224.