Определение содержания химических элементов и аминокислот в Prunus persica var.nectarina

Determination of the content of chemical elements and amino acids in Prunus persica var.nectarina
Цитировать:
Карабаева Р.Б., Ибрагимов А.А., Назаров О.М. Определение содержания химических элементов и аминокислот в Prunus persica var.nectarina // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. № 9(75). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/10659 (дата обращения: 31.10.2020).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Методом нейтронно-активационного анализа определен элементный состав и количественное содержание 32 макро- и микроэлементов, а также изучен аминокислотный состав анализом ФТК-производных аминокислот методом ВЭЖХ в листьях и в ядрах косточек Prunus persica var.nectarina произрастающего в Узбекистане.

ABSTRACT

The quantitative content of 32 macro and microelements was determined by neutron activation analysis, as well as the amino acid composition was studied by the analysis of FTK-derivaties of amino acids by HPLC method in the leaves and kernels of seeds Prunus persica var.nectarina growing in Uzbekistan.

 

Ключевые слова: макро- и микроэлементы, аминокислоты, Prunus persica var.nectarina, нейтронно-активационный анализ.

Keywords: macro-and microelements, amino acids, Prunus persica var.nectarina, neutron activation analysis.

 

Нектари́н (Prunus persica var. nucipersica) — подвид персика обыкновенного, относится к семейству Rosaceae. Нектарин является очень популярной и достаточно распространенной во всем мире разновидностью персика. Сорта нектарина представлены различными эколого-географическими и помологическими группами, подгруппами и экотипами. К характерным особенностям плодов относится наличие гладкой и очень привлекательной кожицы. Растение может достигать в высоту семи метров. Листья зелёные, ланцетовидной и удлиненной формы, относительно крупных размеров, с наличием зубчиков на кромке. Цветок ароматный, белый. Плод шаровидный, с бороздкой, или так называемом швом на одной из сторон[1]. Химические компоненты различных видов персика(Prunus persica) широко изучаются во всём мире. Наряду с химическим составом растений, также изучают минеральные компоненты персика[2-5]. Хотя нектарин, как и персик относится к роду Prunus количественное содержание макро– и микроэлементов различных видов нектарина недостаточно изучены. Изучение качественного и количественного содержания элементов Prunus persica var. nucipersica в зависимости от эколого-географических условий и связанный с этим поиск новых источников ценных для организма веществ является актуальной задачей.              

Материалы и методы. Два образца сортаЖёлтый нектарин” (Prunus persica var.nectarina)  были собраны в Кувинском и в Алтарыкском районах Ферганской области Республики Узбекистан в июле 2019 г. Объектами исследования служили высушенные части растения: листья и ядра косточек Prunus persica var.nectarina. Образцы пронумерованы в следующим порядке:1-образец - листья (Кувинский район Ферганской области); 2-образец - листья (Алтарыкский район Ферганской области); 3-образец - ядра косточек (Кувинский район Ферганской области); 4-образец - ядра косточек (Алтарыкский район Ферганской области).

Количественное определение макро- и микроэлементов осуществляли с использованием инструментального нейтронно-активационного анализа в аналитической лаборатории института Ядерной физики АН РУз.

Листья и ядра косточек растения массой 50 г сушили до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре не более 60°С. Затем образцы растирали в фарфоровой ступке до однородной массы, после чего взвешивали (по две навески: 40−50 мг – для анализа по короткоживущим радионуклидам и 90−100 мг – для анализа по средне- и долгоживущим радионуклидам) и упаковывали их в маркированные полиэтиленовые пакеты. Подготовленные пробы растения были подвергнуты нейтронно-активационному анализу[6,7]. В качестве источника нейтронов использовали ядерный реактор ВВР-СМ ИЯФ АН РУз. Поток нейтронов в каналах облучения составляет 5х1013 нейтрон/см2 сек.

Количественное определение аминокислот осуществляли в лаборатории химии белков и пептидов института Биоорганической химии им. академика А.С.Садыкова АН  РУз.

Выделение свободных аминокислот. Воздушно-сухие листья и ядра косточек экстрагировали дистиллированной водой. Осаждение белков и пептидов водного экстракта в центрифужных стаканах: для этого к 1 мл исследуемого образца добавляли по 1 мл (точный объем) 20% ТХУК. Через 10 мин осадок отделяли центрифугированием при 8000 об/мин в течение 15 минут. Отделив 0.1 мл надоосадочной жидкости, лиофильно высушивали. Гидролизат упаривали, сухой остаток растворяли в смеси триэтиламин-ацетонитрил-вода(1:7:1) и высушивали. Эту операцию повторили дважды для нейтрализации кислоты. Реакцией с фенилтиоизоцианатом получали фенилтиокарбомил-производные (ФТК) аминокислот по методу Steven A., Cohen Daviel[8]. Идентификацию производных аминокислот проводили методом ВЭЖХ. Условия ВЭЖХ: хроматограф Agilent Technologies с DAD детектором 1200, колонка 75x4.6 mm Discovery HSC18. Раствор А: 0.14М CН3СOONa + 0.05% ТЭА рН 6.4; В: CH3CN. Скорость потока 1.2 мл/мин, поглощение 269 нм. Градиент % B/мин: 1-6%/0 - 2.5мин; 7-30%/2.51 - 40мин; 31-60%/40.1 - 45мин; 60-60%/45.1-50мин; 60-0%/50.1-55мин.

 Обсуждение результатов.

В таблице 1 приведены данные по содержанию макроэлементов в листьях и в ядрах косточек растения. Порядок убывания содержания  макроэлементов для листьев растения  Ca> K > Na. Содержание  макроэлементов в ядрах косточек убывает в следующем порядке K>Ca>Na. Листья нектарина произрастающего в Алтарыкском районе и ядра косточек нектарина произрастающего в Кувинском районе характеризуются более высоким содержанием макроэлементов. Самое высокое содержание в листьях наблюдалось для Ca, значения варьировали от  21000 мкг/г до 30000 мкг/г, а в ядрах косточек для К, значения варьировали от  7500 мкг/г до 10700 мкг/г (табл. 1).

 

Таблица 1.

Содержание макроэлементов в Prunus persica var. nucipersica, мкг/г.

Элемент

1

2

3

4

1

Na

57

69

190

38

2

K

20600

21600

10700

7500

3

Ca

21000

30000

4000

1500

 

В таблице 2 приведены количественные данные по содержанию микроэлементов в листьях и в ядрах косточек растения. Для листьев порядок убывания содержания основных микроэлементов является следующим Sr > Fe > Mn > Zn > Ba > Rb > Br > Ni. Содержание основных микроэлементов для ядер  косточек растения в порядке убывания: Fe > Zn > Sr > Mn >       Ba > Cr > Ni > Mo (3 образец) и Zn > Fe > Sr > Mn > Rb > Ba (4 образец). В листьях  содержание стронция было самым высоким среди микроэлементов и варьировалось от 400 мкг /г до 510 мкг/кг, в среднем 455.5 мкг/г. В ядрах косточек из микроэлементов преобладают железо (3 образец) и цинк (4 образец). Самое низкое содержание среди микроэлементов имеют лютеций, тербий и тантал. Такие часто встречающиеся микроэлементы, как бор, медь, хлор, кремний не обнаружены.

 

Таблица 2.

Содержание  микроэлементов в Prunus persica var. nucipersica, мкг/г.

Элемент

1

2

3

4

1

Au

0.0011

0.0049

0.0011

0.0016

2

Ba

6.9

21

2.5

<1.0

3

Br

1.5

0.92

0.35

0.13

4

Ce

0.25

0.25

0.17

0.1

5

Co

0.053

0.061

0.052

0.045

6

Cr

0.60

0.55

1.1

0.1

7

Cs

0.040

0.031

0.013

0.014

8

Eu

0.0036

0.0032

<0.01

<0.01

9

Fe

110

130

84

34

10

Hf

0.024

0.024

0.02

0.0098

11

La

0.090

0.12

0.076

<0.01

12

Lu

<0.001

<0.001

<0.001

<0.001

13

Mn

37

110

10

17

14

Mo

0.29

0.11

0.73

0.1

15

Ni

1.2

<1.0

<1.0

1.3

16

Rb

5.0

5.5

0.77

7.4

17

Sb

0.037

0.045

0.015

0.0082

18

Sc

0.032

0.038

0.021

0.0022

19

Se

0.13

0.10

<0.01

<0.01

20

Sm

0.015

0.013

0.013

<0.01

21

Sr

400

510

13

22

22

Tb

<0.001

0.0080

<0.001

<0.001

23

Th

0.029

0.042

0.018

<0.01

24

U

0.076

0.071

<0.01

<0.01

25

Yb

<0.001

0.0057

<0.01

<0.01

26

Zn

18

22

38

43

27

Ta

   

<0.001

<0.001

 

Среди токсичных элементов обнаружены ртуть (только 3 и 4 образцах)  и мышьяк (табл. 3). Их содержание значительно меньше ПДК для пищевых продуктов.

 

 Таблица 3.

Содержание токсичных элементов в Prunus persica var. nucipersica, мкг/г.

Элемент

1

2

3

4

1

As

0.17

0.097

<0.01

<0.01

2

Hg

   

<0.001

<0.001

 

Содержание аминокислот приведены в табл.4. В листьях обнаружено 19, а в ядрах косточек 20 аминокислот. В листьях гистидин не обнаружен. Общее количество аминокислот в листьях больше, чем в ядре косточек.Самое высокое содержание в листьях имеет пролин (1 - 4.400817 мг/г; 2 -3.900817мг/г), а в ядрах косточек аспарагин (3 - 0.63105 мг/г) и аргинин (4 - 0.869 мг/г). Самое низкое содержание в листьях имеет лизин (1 - 0,06688 мг/г) и серин (2 - 0,103741мг/г), а в  ядрах косточек фенилаланин (3 - 0.052332 мг/г) и метионин (4 - 0,071 мг/г ). В листьях и в ядрах косточек обнаружены все незаменимые аминокислоты: треонин, метионин, изолейцин, валин, фенилаланин, лейцин, триптофан и лизин. Самое высокое содержание в листьях имеет треонин (1 - 2.867409 мг/г; 2 - 3.067309мг/г), а в  ядрах косточек триптофан (3 - 0.337478 мг/г; 4 - 0.457мг/г). Самое низкое содержание в листьях имеет лизин ( 3 - 0.06688 мг/г; 4 - 0.18680 мг/г), а в ядрах косточек фенилаланин (3 - 0.052332 мг/г) и метионин; 4 - 0.071мг/г).

 

Таблица 4.

Содержание  аминокислот  в Prunus persica var. nucipersica, мг/г.

Аминокислота

1

2

3

4

1

Аспарагиновая к-та

0.736573

0.836573

0.387936

0.402

2

Глутаминовая к-та

0.703812

0.603912

1.079132

1.104

3

Серин

0.105741

0.103741

0.155054

0.165

4

Глицин

0.261532

0.160032

0.630963

0.854

5

Аспарагин

0.262671

0.362622

0.63105

0.854

6

Глутамин

1.650929

1.850139

0.281449

0.581

7

Цистеин

0.884615

0.984712

0.382878

0.182

8

Гистидин

0

0

0.212687

0.112

9

Аргинин

0.603679

0.513679

0.362463

0.869

10

Аланин

3.361894

2.361874

0.261056

0.465

11

Пролин

4.400817

3.900817

0.21881

0.208

12

Тирозин

0.822542

1.022532

0.106853

0.145

13

Валин

1.191397

1.192396

0.163928

0.301

14

Метионин

1.364142

1.368182

0.08127

0.071

15

Изолейцин

1.108212

1.908912

0.155925

0.185

16

Лейцин

0.742721

1.542791

0.114763

0.194

17

Треонин

2.867409

3.067309

0.163112

0.198

18

Триптофан

0.775985

0.978984

0.337478

0.457

19

Фенилаланин

0.713934

1.913994

0.052332

0.078

20

Лизин HCl

0.06688

0.18680

0.082185

0.091

 

Всего

22.62549

24.860001

5.861326

7.516

 

Выводы: Согласно полученным результатам, растение Prunus persica var.nectarina является  источником необходимых для жизнедеятельности организма элементов, таких как K, Ca, Fe,  Na, Sr, Zn и Mn. В различных органах растения из токсичных элементов обнаружены только ртуть и мышьяк в минимальных количествах. Общее количество макро- и микроэлементов в листьях больше чем, в ядрах косточек нектарина. Определён состав и количество аминокислот в листьях и в ядрах косточек. В нектарине произрастающем в Алтарыкском районе Ферганской области обшее количество аминокислот больше, чем в Кувинском аналоге. Листья нектарина как источник некоторых макро- и микроэлементов и незаменимых аминокислот можно рекомендовать для приготовления препаратов.

 

Список литературы:

  1. Череватенко А.С. Селекция персика в Узбекистане. - Ташкент, 1961. -123 с.
  2. Evangelos S. Lazos Composition and oil characteristics of apricot, peach and cherry kernel// Grasas yaceites.1991. Vol. 42 Fase. 2 рр.127-131.
  3. Kamel  B.S., Kakuda Y.  Characterization of the Seed Oil and  Meal from Apricot, Cherry, Nectarine,  Peach  and  Plum// JAOCS.1992. Vol. 69. №5.рр.492-494.
  4. Ashraf C. M., Iqbal Sh., Ahmed D. Nutritional and physicochemical studies on fruit pulp,seed and shell of indigenous Prunus persica// Journal of Medicinal Plants Research.2011.Vol.5. №.16 pp. 3917-3921.
  5. Iordănescu O.A., Alexa E., Radulov I., Costea A., Dobrei  Alina, Dobrei Alin Minerals and Amino Acids in Peach (Prunus persica L.) Cultivars and Hybrids Belonging to World Germoplasm Collection in the  Conditions of West Romania //Agriculture and Agricultural Science Procedia.   2015.Vol.6.pp.145 – 150.
  6. Ehmann W. D., Vance D. E. Radiochemistry and Nuclear Methods of Analysis. N. Y.:John Wiley and Sons, 1991. 531 p.
  7. Lutz G. J. et al. Activation Analysis: A Bibliography. NBS Technical Note 467.
  8. Gaithesburg, MD, 1968.
  9. Steven A., Cohen Daviel J. Amino acid analysis utilizing phenylisothiocyanata derivatives//Jour.Analytical Biochemistry.1988.V.17.№.1. pp. 1-16.
Информация об авторах

докторант кафедры химии Ферганского государственного университета, Узбекистан, г. Фергана
 

Doctoral student, Department of chemistry, Fergana State University, Uzbekistan, Fergana
 

д-р хим. наук, профессор кафедры химии Ферганского государственного университета, 150100, Узбекистан, г. Фергана, ул. Мураббийлар, 19

doct. of chem. sci., professor of the Department of Chemistry, Ferghana State University, 150100, Uzbekistan, Ferghana, Murabhillar str., 19

доктор философии по химическим наукам(PhD),ст. преп. кафедры химии Ферганского государственного университета, Узбекистан, г. Фергана
 

PhD, the senior lecturer, Department of chemistry, Fergana State University, Uzbekistan, Fergana
 

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top