ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА СМОТРОДИНЫ ЧЁРНОЙ И РЯБИНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ КВАРКЕНСКОГО РАЙОНА ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

Ribes nigrum L. и Sorbus aucuparia L. являются ягодными культурами, которые пользуются заслуженным спросом, так как их плоды обладают лечебно-профилактическими и диетическими свойствами. Они содержат комплекс жизненно необходимых биологически активных веществ, таких как: микроэлементы, витамины (В_2, С, В₆, В₉, Е, Р, РР), флавоноиды, органические кислоты, сахара (сахароза, фруктоза, и глюкоза), пектиновые вещества [3, с. 328]. Черная смородина наиболее привлекает внимание ученых из-за высокого уровня накопления в плодах антоцианов, которые особо значимы для лечения и профилактики заболеваний зрительного аппарата [3, с. 331; 7, с. 140].

Во флоре Оренбургской области встречаются около 100 видов пищевых и плодово-ягодных растений. Они являются ценными витаминным подспорьем в питании человека, хотя и не могут заменить продукты, получаемые от огородов и садов. В группу витаминных относятся: земляника лесная, вишня степная, ежевика сизая, земляника зеленая (клубника), смородина черная, смородина золотистая, шиповник майский, рябина обыкновенная, и другие виды [3, с. 331; 13, с. 5].

Достаточно известно, что лекарственная ценность растительного сырья определяется содержанием в нем БАВ (витаминов, флавоноидов, алкалоидов, дубильных веществ и др.) и микроэлементов, накопление которых обусловлено экологическими факторами и природой растения [10, с. 155]. В норме пищевые продукты растительного происхождения также должны содержать биологически активные вещества [10, с. 157]. Физиологическая роль, а также биохимические механизмы их действия для многих БАВ и микроэлементов к настоящему времени изучены [3, с. 18]. Следовательно, в рационе питания имеет научное обоснование необходимость оценки содержания БАВ и микроэлементов, являясь актуальной проблемой современной науки.

Наше исследование предназначено для изучения элементного состава (хром, цинк, кобальт, никель) плодов Ribes nigrum L. и Sorbus aucuparia L., произрастающих в Оренбургской области.

Для анализа было отобрано сырье в Кваркенском районе Оренбургской области, расположенного в подзонах на крайнем северо-востоке области типичной и северной степи и граничит с Челябинской областью Российской Федерации, Башкирией, Кустанайской областью Казахстана. Почвы Кваркенского района, черноземные, обыкновенные и южные, а также их карбонатные разновидности, используемые в хозяйственной деятельности [12, с. 64]. В агроклиматическом отношении незначительно засушливый район, умеренно теплый [12, с. 63]. Растительность района в северо-восточной части имеет лесостепной вид. В южном направлении сменяют друг друга подзоны типичной, северной и южной степи [12, с. 65].

Sorbus aucuparia L. — Рябина обыкновенная встречается на Урале, в Сибири и по всей Европейской части, преимущественно произрастает между кустарниками в хвойных и смешанных лесах; на прогалинах и опушках; по берегам рек и озер; присутствует в придорожных и полезащитных лесополосах, иногда произрастает как отдельно стоящее дерево; часто разводится как декоративное растение.

Плоды рябины содержат бета-каротин, витамин С, катехины, флавоноиды, антоцианы, фенолокислоты, сахара (глюкоза, сахароза, фруктоза, сорбоза и др.), аминокислоты (аспарагиновая кислота, аргинин, аланин, глицин, гистидин, лизин, цистин, тирозин и цистеин), пектины, сорбин, органические кислоты (янтарная, сорбиновая, яблочная, винная), [5, с. 86; 1, с. 132]. Sorbus aucuparia L имеет пищевое, медицинское, медоносное, фитомелиоративное, декоративное и культурно-исследовательское значения. Чаще всего в медицине используются плоды.

Плоды рябины оказывают противоцинготное, желчегонное и диуретическое действие. Их используют для лечения и профилактики авитаминозов. Засахаренные плоды рябины обыкновенной и варенье из них — является диетическим продуктом, полезным для лечения и профилактики цинги и других авитаминозов [5, с. 105]. Одни из важных химических компонентов плодов рябины — это пектины, в присутствии сахаров и органических кислот способные к желеобразованию. Пектины предотвращают избыточное брожение углеводов, вследствие чего в кишечнике подавляется газообразование [11, с. 21; 14, с. 343]. Желеобразующие свойства пектина способствуют выведению избытка углеводов и связыванию экзогенных и эндогенных токсинов [11, с. 23; 9, с. 52; 6, с. 122].

Ribes nigrum L. — Смородина черная распространена на Урале, в европейской части России, в Восточной и Западной Сибири. Растёт во влажных лесах и по их опушкам, берегам рек, по окраинам болот, в ольшаниках, на влажных лугах. Широко культивируется. Используются плоды и листья, иногда — почки [8, с. 103].

Смородина черная — одна из наиболее ценных ягодных культур. Ягоды смородины содержат 5,5—12,9 % сахаров, 1,9—3,8 % органических кислот, 0,4—0,9 % пектина, 0,5—1,5 % азотистых веществ, 0,4—0,9 % дубильных веществ. В смородине черной большое количество кальция, калия, (мало натрия), железа, а также бора, бария, йода, марганца, меди, цинка; есть витамины РР, В₁, В₂, В₃, В₆, В₉, Н, Е и каротин. Целебными представляются и листья смородины, содержащие витамины, фитонциды, фенольные соединения и эфирные масла [8, с. 229].

Ягоды в медицинской практике применяют как поливитаминное средство. Из плодов готовят концентраты и витаминные сиропы; почки и листья входят в состав витаминных сборов. Ягоды чёрной смородины применяют в пищевой промышленности [6, с. 45; 8, с. 96].

Для оценки содержания никеля, цинка, кобальта и хрома в плодах исследуемых растений нами был использован метод атомной абсорбции. Метод основан на полной минерализации пробы смесью азотной кислоты и пероксида водорода в герметично замкнутом объеме аналитического автоклава, при воздействии повышенной температуры и давлении. Данные исследования производились на базе межкафедральной лаборатории ОГАУ.

Функции микроэлементов в организме растений и животных достаточно разнообразны. Роль многих биогенных элементов изучена достаточно полно, а для некоторых предполагается их участие в работе ферментов [2, с. 50]. Негативное действие на клеточный метаболизм оказывают высокие концентрации тяжелых металлов [2, с. 49]. Многие исследователи на первое место ставят образование активных форм кислорода, автоокисление и реакции Фентона и Хабера-Вейса [10, с. 161].

Таблица 1.

Элементный состав смородины чёрной и рябины обыкновенной Кваркенского района Оренбургской области

Цинк повышает устойчивость растений к засухе и гипертермии, входит в состав активных центров целого ряда ферментов [10, с. 162]. Суточная потребность человека в цинке оставляет около 10—25 мг. В организме человека цинк принимает участие в реакциях общего обмена, сахаро-инсулинового обмена, в остеогенезе, синтезе нуклеиновых кислот и белков, необходим для нормального функционирования половой системы. Для высоких концентраций цинка установлено генотоксическое действие. Максимальное содержание цинка отмечается в рябине обыкновенной (с. Кваркено), незначительно меньшее количество цинка содержит рябина обыкновенная (3 км от с. Кваркено). Минимальное — 5,0 мг/кг (черная смородина, произрастающая в 3 км от с. Кваркено) (табл. 1).

Содержание никеля в исследуемых образцах, таких как рябина и смородина, колебалось от 0,54 до 0,71 мг/кг (табл. 1). По содержанию никеля лидирует смородина черная, произрастающая вблизи промышленной зоны. С самым низким содержанием никеля рябина обыкновенная, собранная вблизи промышленной зоны. Никель относится к микроэлементам, участвует во многих клеточных реакциях, оказывает неспецифическое действие на целый ряд металлоферментов. Никель активирует оксалоацетатдекарбоксилазу, аргиназу, трансаминазу, ингибирует фосфатазу, ускоряет окисление сульфгидридных групп в дисульфидные, стимулирует синтез антоцианов, стабилизирует работу трансляционного аппарата [10, с. 163; 4, с. 420]. Суточная потребность человека в никеле в зависимости от возраста, веса и пола составляет около 100—300 мкг. Повышенные концентрации никеля могут способствовать усилению перекисного окисления липидов мембран [10, с. 163].

В растениях недостаточно изучена биологическая роль хрома, предполагается его участие в продуцировании флавоноидов и фотосинтезе [4, с. 427]. В организме человека хром принимает участие в регуляции обмена углеводов и является компонентом низкомолекулярного органического комплекса — фактора толерантности к глюкозе. Дефицит хрома может быть причиной диабетоподобного состояния. Суточная норма хрома в питании взрослого человека составляет в среднем 0,2—0,25 мг. Дефицит хрома приводит к нарушениям высшей нервной деятельности, задержке роста, снижению оплодотворяющей способности сперматозоидов [10, с. 165]. Максимальное содержание хрома отмечается в рябине обыкновенной. Минимальное содержание хрома зафиксировано в смородине черной.

Кобальт входит в состав витамина В12 и некоторых других кислород связывающих соединений, принимает участие в реакциях фосфорилирования, активирует ферменты симбиотической азотфиксации и, таким образом, связан с биосинтезом аминокислот и алкалоидов. Высказываются предположения о стимулировании этим элементом процесса оплодотворения [10, с. 165]. В организме человека и животных ионы кобальта принимают участие в кроветворении, в обмене углеводов, железа, липидов [10, с. 166]. Есть сведения о влиянии кобальта на состояние миокарда, функцию щитовидной железы [10, с. 168]. Суточная потребность взрослого человека в кобальте в среднем составляет около 0,1—0,2 мг.

Концентрация кобальта в исследуемых образцах колеблется от 0,10 мг/кг до 0,13 мг/кг (табл. 1). Максимальное содержание отмечено в рябине обыкновенной и смородине черной (с. Кваркено). Минимальным содержанием кобальта характеризуются рябина обыкновенная (3 км от с. Кваркено).

При сравнительной оценке показателей содержания исследуемых элементов в плодах рябины обыкновенной и смородины черной было установлено, что все исследуемые пробы по содержанию тяжелых металлов в плодово-ягодном сырье находятся в пределах допустимых значений (СанПин 2.3.2.1778-01).

Плоды смородины черной характеризуются максимальным накоплением кобальта и хрома. Плоды рябины обыкновенной характеризуются максимальным накоплением никеля и цинка. максимально содержание тяжелых металлов в период фактической спелости (15 сентября); в период физиологической спелости (1 октября) содержание тяжелых металлов снижается.

В плодах смородины черной содержание исследуемых элементов несколько ниже, чем в плодах рябины обыкновенной.

Плоды смородины черной и рябины обыкновенной, произрастающие в вблизи промышленной зоны, отличаются несколько повышенным содержанием хрома, цинка, кобальта и никеля, относительно тех же растений, произрастающих в экологически чистой зоне (в 3 км к северу от районного центра).

Список литературы:

1. Бучнова В.Г. О химическом составе плодов рябины и шиповника иглистого. // Ресурсы недревесной продукции лесов Карелии. 1981. — С. 132—135.
2. Власюк П.А. Физиологическая роль микроэлементов и их назначение в растениеводстве // В сб.: Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине. Улан-Уде, 1968. — С. 49—56.
3. Гусев Н.Ф., Немерешина О.Н., Филиппова А.В. Роль пищевых растений в профилактике заболеваний // LAP LAMBERT Academic Publishing. Saarbrucken, Deutschland. — 2012.
4. Гусев Н.Ф. Биологические особенности и перспективы использования растений рода Veronica l. (сем. Scrophulariaceae Juss.) Лесостепного и степного Предуралья. / дисс. доктора биол.наук Оренбургский государственный педагогический университет. Оренбург, 2010. — 542 с.
5. Гусев Н.Ф. Лекарственные растения Оренбуржья. (ресурсы, выращивание и использование) / Н.Ф. Гусев, Г.В. Петрова, О.Н. Немерешина. Оренбург, 2007. — 332 с.
6. Донченко Л.В. Технология пектинов и пектинопродуктов. — М.: ДеЛи, 2000. — 255 с.
7. Куминов Е.П., Жидехина Т.В. Смородина. — М.: ACT, 2003. — 255 с.
8. Куминов Е.П., Жидехина Т.В. Смородина. — М.: ACT, 2003. — 255 с.
9. Курьянов М.А. Рябина садовая. — М.: Колос, 1986. — 112 с.
10. Немерешина О.Н., Гусев Н.Ф., Филиппова А.В. Содержание микроэлементов и низкомолекулярных антиоксидантов в чае // Химия растительного сырья. — 2014. — № 2. — С. 155—168.
11. Немерешина О.Н. Анатомо-морфологические особенности перспективного растения степного Урала Plantago maxima Juss. et Jacq. / О.Н. Немерешина, Н.Ф. Гусев // Биофармацевтический журнал. 2015. Т. 7. № 4. — С. 21—29.
12. Рябинина З.Н. Растительность и растительные ресурсы степной зоны Оренбургской области. // География, экономика и экология Оренбуржья. — Оренбург. 1994. — С. 63—69.
13. Хлебников А.В. Запасы сырья лекарственных растений в западных и северо-западных районах Оренбургской области. / А.В. Хлебников, Г.И. Олешко, Н.Ф. Гусев // Растительные ресурсы. 1989. Т. 25. № 2.
14. Tinkov A.A., Sinitskii A.I., Popova E.V., Nemereshina O.N., Gatiatulina E.R., Skalnaya M.G., ... & Nikonorov A.A. (2015). Alteration of local adipose tissue trace element homeostasis as a possible mechanism of obesity-related insulin resistance. Medical hypotheses, 85 (3), 343—347.