CC BY
120
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2013 БИОЛОГИЯ Вып. 2
УДК 638.16: 581.19
ВЛИЯНИЕ БОТАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ МЁДА НА СОДЕРЖАНИЕ СВОБОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ ГИСТИДИНА, ФЕНИЛАЛАНИНА И ТРИПТОФАНА
Р. В. Кайгородов3 ь, Т. С. Кулешова3, Е. А. Семёнова3
11 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 и триптофана в основных типах мёда среднетаежной и южнотаежной ландшафтно-географических зон Пермского края (липовых, клеверных и козлятниковых мёдах). Установлено влияние ботанического происхождения мёда на содержание фенилаланина и гистидина.
Ключевые слова: аминокислоты; мёд; медоносные растения; ботаническое происхождение мёда.
Введение
Продукты пчеловодства являются одними из важнейших биологических ресурсов планеты. Функциональные свойства продуктов пчеловодства - мёда, прополиса, перги, маточного молочка - используются в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности. В мире ежегодно производится около 1.4 млн т мёда. Две третьи произведенного количества мёда используется на внутренних рынках стран-производителей и около 350-400 тыс. т поступает на \ ю жду на род н ы й рынок [Filodda, 2008]. Мёд производится пчёлами в природных и природно-антропогенных ландшафтах, и от состояния их компонентов существенно зависят функциональные свойства готового продукта. К качеству и безопасности мёда предъявляются самые строгие требования международных и российских нормативных документов: Codex Alimentarius, Предписания Международной комиссии по мёду, Единые санитарные требования к пищевым продуктам Таможенного союза Белоруссии, Казахстана и России, ГОСТ Р, стандарты Немецкого института нормирования (DIN), Требования Немецкого союза пчеловодов и др.
Качество мёда и его полезные свойства существенно зависят и от ботанического происхождения его основных компонентов - нектара и пыльцы, а также от деятельности самих пчёл и состояния пчелосемей.
Аминокислоты выступают одними из важнейших компонентов мёда, поскольку он содержит широкий спектр ферментов, белков пыльцевых зерен и
свободные аминокислоты. Количество аминокислот в мёде является одним из главных показателей его натуральности и зрелости. Среди аминокислот в мёде доминирует пролин, основным источником которого являются секреты пчелиных желёз. Концентрация пролина в мёде должна составлять не менее 180 мг/кг [Von der Ohe, Dustmann, Von der Ohe, 1991]. Остальные аминокислоты попадают в мёд в основном с растительными компонентами взятка: нектаром, пыльцой или падью [Beckmann, 2008]. Практически во всех медах содержатся аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, валин, глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, лизин, серин, тирозин, треонин и фенилаланил. Реже в меде находят гистидин, метионин, триптофан, цистеин [Бабина, 1984]. Данные по содержанию аминокислот в мёдах в литературе существенно варьируют в связи с разнообразием условий территории сбора, в силу использования разных методов пробоподготовки и анализа мёда.
Содержание и соотношение аминокислот или аминокислотный профиль мёда зависит от многих экологических факторов и прежде всего от его ботанического происхождения. Свободные аминокислоты относятся к обязательным компонентам нектара и пыльцы растений и служат в качестве аттрактан-тов для насекомых-опылителей. При сборе нектара и пыльцы аминокислоты поступают в организм пчелы, а затем в процессе переработки растительного сырья в мёд. Целебные и пищевые свойства натурального мёда основаны на содержании широкого спектра биологически активных веществ: флавонои-
© Кайгородов Р. В., Кулешова Т. С., Семёнова Е. А., 2013
22
дов, органических кислот, ферментов, витаминов, аминокислот и др. Одной из самых распространенных аминокислот растительного происхождения в мёде выступает фенилаланин. По данным разных авторов повышенным содержанием фенилаланина характеризуется шалфейные и лавандовый мёды (1390 мг/кг и более), пониженным - падевые мёды (менее 5 мг/кг) [Beckmann, 2008].
Фенилаланин является ключевой аминокислотой, которая участвует в биосинтезе многочисленных биологически активных веществ в клетке растений, и, прежде всего, фенольных соединений. Содержание фенилаланина в мёде может служить показателем его пищевой и целебной ценности. Относительно редко встречающиеся в мёде аминокислоты гистидин и триптофан могут быть маркерами ботанического происхождения взятка.
Цель нашего исследования - изучение влияния ботанического происхождения мёда на содержание трёх свободных аминокислот: фенилаланина, гистидина и триптофана.
Материал и методы исследований
Было исследовано содержание свободных аминокислот в водных растворах мёда разного ботанического происхождения. Исследовано 8 образцов липового мёда с долей липового взятка от 24 до 75%, 4 образца клеверного мёда, с долей клеверного взятка от 26 до 45% и 4 образца мёда с козлятника лекарственного (Galega officinalis L.) с долей взятка козлятника от 21 до 28%. Образцы мёда были отобраны в разных му ниципальных районах Пермского края, относящихся к ландшафтно-географической зонам средней и южной тайги.
В литературе редко встречается описание мёда с козлятника лекарственного, поэтому приведем краткую информацию об этом медоносном растении. Козлятник лекарственный относится к семейству
PROLIN #3 Tmodified bv Ultimate 30001 UV VIS 1
І.. ЛІ I--------'-------------‘' Шиї VIA —
г L
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00
Рис. 1. Хроматограмма аминокислот в стандартном образце
бобовых, распространен в центральной и южной Европе, цветет с мая по август. Медоносные пчёлы и шмели часто посещают цветки козлятника в основном для сбора пыльцы. По некоторым данным козлятник обладает хорошей нектаропродуктивно-стью и является хорошим источником мёда. Однако в некоторых регионах мира, например на острове Великобритания, козлятник нектара не даёт. Вероятно, нектаропродуктивность этого растения зависит от почвенных условий произрастания [Kirk, Howes, 2012].
Пыльцевой анализ выполнялся по ГОСТ Р 52940-2008 «Мёд. Метод определения частоты встречаемости пыльцевых зерен». Данные по ботаническому происхождению мёда предоставлены испытательной лабораторией ООО Центр исследований и сертификации «Федерал» (г. Пермь), а также студентами кафедры ботаники и генетики растений ПГНИУ.
Содержание аминокислот определяли в водных растворах мёда методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на приборе Ultimate 3000 (Dionex, Германия). Тип хроматографической колонки - Acclaim® CiS; 3 мкм; 120 А; 2.1x210 мм. В качестве подвижной фазы использо-вашсь элюэнты: ацетонитрил (ОСЧ для ВЭЖХ) и фосфатный буфер (25 мМ КН2Р04 с pH 5.5). Градуировка прибора проводилась по государственным стандартным образцам (ГСО) аминокислот: гистидин, фенилаланин и триптофан. Условия хроматографирования аминокислот были разработаны авторами и адаптированы для особенностей объекта исследований (мёд) и условий лаборатории. Точность адаптированной методики подтверждена путём анализа ГСО аминокислот и медов с использованием метода внутреннего стандарта. Примеры хроматограмм аминокислот в стандартных и опытных образцах, полученные нами, представлены на рис. 1 и 2.
AnmoSTD #21 fmodiied bv Ultimate 30001___________________________________________UV VIS 1
n/4J ! -Gis -1 -PheA-1,853 293 WVL210 nrr
I 4 -3,047 L_Л
min
—1—•—*—і—*—1—*—і—*—*—1—і—*—1—*—і—*—*—1—і—•—*—1
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00
Рис. 2. Хроматограмма аминокислот в образце липового мёда
Статистическая обработка данных проводилась Результаты и их обсуждение
в программе 81|рпаР1о111.0 с использованием методов описательной статистики, дисперсионного, кор- Данные по содержанию аминокислот гистидин
реляционного и регрессионного анализов. и фенилаланин в мёде представлены в таблице.
Содержание свободных аминокислот в медах разного ботанического происхождения, мг/100 г мёда
Ботаническое наименование мёда п Г истидин ton ter Фенилаланин ton ter
Липовый 8 51.4±3.9 6.93 2.37 22.5±4.1 7.55 2.37
Клеверный 4 60.8±3.4 6.35 3.18 64.1±3.2 6.35 3.18
Козлятниковый 4 48.4±5.5 15.31 3.18 34.2±1.3 39.81 3.18
НСР 05 5.15 11.34
Примечания. ± - стандартное отклонение; I - критерий Стьюдента; * данные достоверны при 1^; ** показатель достоверно отличается при уровне значимости р = 0.05, НСР® - наименьшая существенная разница при уровне значимости р = 0.05.
Как видно из таблицы, максимальным содержанием гистидина и фенилаланина отличался клеверный мёд. Липовый и козлятниковый мёды достоверных различий по содержанию исследуемых аминокислот не имели. Липовый мёд отличался более высоким содержанием гистидина по сравнению с фенилаланином. В остальных мёдах содержание обеих аминокислот было равномерным. Аминокислота триптофан была обнаружена только в одном образце липового мёда в количестве 9.9 мг/100 г и в таблице не приводится.
Различия в составе и соотношении аминокислот в медах могут определять особенности их пищевой и целебной ценности. На основании комплексного исследования состава и свойств продуктов пчеловодства, а также при оценке экологических факторов их формирования могут быть разработаны рекомендации по рациональному использованию и переработке.
В ходе исследований была разработана и апробирована методика одновременного определения трех свободных аминокислот в мёде без деривати-зации, что существенно упрощает анализ аминокислотного состава медов.
Исследования проводятся в рамках Единого за-каз-наряда Министерства образования и науки Российской Федерации № 4.3870.2011.
Библиографический список
Бабина Н.В. Пчеловодство. М.: Академия, 1996. 448 с.
Beckmann К. Neue Ansatze in der Qualitatssicherung von Honig: diss. dr. rer. nat. Technische Universi-tat Dresden. Dresden, 2008. 128 s.
Filodda F. Der meiste Honig kommt aus Argentinien //Deutsches Bienenjoumal. 2008. №10. S. 4-5.
Kirk W.D.J., Howes F.N. Plant for bees. IBRA, 2012. 311 p.
Von der Ohe W., Dustmann J. H., Von der Ohe K. Prolin als Kriterium der Reife des Honigs // Deutsche Lebensmittelrundschau. 1991. № 87. S. 383— 386.
Поступила в редакцию 22.05.2013
Influence of the botanical origin of honey on the content of free amino acids gistidin,
phenilalanin and triptofan
R. W. Kaygorodov, candidate of biology, associate professor
Perm State University. 15, Bukirev str., Perm, Russia, 614990; [email protected]; (342)2396203 Natural Sciences Institute of Perm State University, 4 Genkel Str., Perm, Russia, 614990 T. S. Kuleshova, the student E. A. Semenova, the student
Perm State University. 15, Bukirev str., Perm, Russia, 614990
The content of free amino acids gistidin, phenilalanin and triptofan the basic types of honey in the boreal geographical zones of the Perm edge (honey from lime, clover and goat’s rue) is investigated. Influence of a botanical origin of honey on the content gistidin and phenilalanin is established.
Key words: amino acids; honey; melliferous plants; a botanical origin.
Кайгородов Роман Владимирович, кандидат биологических наук, доцент, зав. лабораторией ботаники и экологии почв
ФГБОУВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» Естественнонаучный институт ФГБОУВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Кулешова Татьяна Сергеевна, студентка Семёнова Екатерина Александровна, студентка
ФГБОУВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
