Сравнительное исследование содержания водорастворимых витаминов и микроэлементов плодов айвы (Сydonia oblonga), произрастающей в разных регионах Республики Узбекистан

DOI: 10.32743/UniChem.2021.81.3-1.63-70

АННОТАЦИЯ

С помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой изучено содержание водорастворимых витаминов, макро- и микроэлементов в плодах айвы (Cydonia oblongа), произрастающей в различных регионах Республики Узбекистан. Было установлено, что количество витаминов, макро- и микроэлементов в плодах айвы варьируется в зависимости от условий выращивания растений.

ABSTRACT

Using high performance liquid chromatography and mass spectrometry with inductively coupled plasma, the content of water-soluble vitamins, macro and microelements in the fruits of quince (Cydonia oblongа), growing in various regions of the Republic of Uzbekistan, has been studied. It was found that the amount of vitamins, macro- and microelements in quince fruits varies depending on the growing conditions of the plants.

Ключевые слова: витамины, микро-, макроэлементы, высокоэффективная жидкая хроматография, айва.

Keywords: vitamins, micro- and macro elements, high-efficiency liquid chromatography, quince.

Введение. Айва (Cydonia oblonga) – плодовое дерево, принадлежащее к семейству Rosaceae Juss. род Cydonia Mill. В Азербайджане, Дагестане, Туркменистане и Иране его дикие виды называются по-турецки айвой [9]. Махмуд аль-Кашгари в своем произведении «Собрание тюркских языков» также упоминает эти плоды как айву. Айва богата провитамином А, витаминами С, Е, РР, группы В, множеством микро- и макроэлементов. В составе айвы имеются калий и натрий, а также яблочная, лимонная, тартроновая кислота и пектиновые вещества. Айва содержит большое количество углеводов, в основном фруктозу. Ценность плодов айвы обуславливается значительным содержанием комплекса витаминов, моносахаридов, биологически активных веществ. Они обладают лечебными свойствами, помогают при глазных болезнях, склерозе, гипертонии, ангине, смягчают кожу, оказывают мощное противовоспалительное, общеукрепляющее, антисептическое действие [3].

Зрелые плоды айвы обладают мочегонным эффектом, а также их применяют при лечении туберкулеза, хронического бронхита, бронхиальной астмы. Айва успешно снижает или подавляет рвотный рефлекс, также эффективна при некоторых заболеваниях печени как желчегонное средство. Плоды содержат железо, поэтому применяются при малокровии. Уникальный набор микроэлементов в айве используется врачами для лечения в комплексной терапии тяжелых заболевания, когда нужно восполнять потери минералов в крови. Слизистые отвары из семян айвы применяют в народной медицине как слабительное, мягчительное и обволакивающее средство. Показано применение таких отваров при желудочно-кишечных заболеваниях. Слизистые отвары также помогают при воспалительных заболеваниях горла, а также используются как отхаркивающее средство при кашле.

Плоды айвы отличаются высоким содержанием веществ, формирующих их химический состав. Выделены новые сорта – Подарочная, Золото скифов, а также сорт Краснодарская крупная, взятый в качестве родительской формы, содержащие более 16,0 % растворимых сухих веществ и более 10,9 % сахаров, а также новые сорта с высоким содержанием аскорбиновой кислоты – Золотистая (28,4 мг/100 г), Новогодняя (33,3 мг/100 г), Подарочная (32,3 мг/100 г) и высоким содержанием Р-активных катехинов – Кубаночка (225,0 мг/100 г), Новогодняя (222,2 мг/100 г), Подарочная (196,8 мг/100 г) [4].

Однако, учитывая недостаточность информации о содержании витаминов айвы, выращиваемых в разных регионах Республики Узбекистан, мы считаем эту тему актуальной.

Поэтому целью данной работы является сравнительное изучение витаминов и макро-, микроэлементов в составе плодов айвы, широко распространенной в различных регионах Республики Узбекистан. Для этого были использованы плоды айвы, собранные в 2019 году в Хорезмской, Наманганской, Ташкентской, Сырдарьинской областях, городе Ташкенте и Республике Каракалпакстан.

Методы и материалы

Водорастворимые витамины плодов извлекали методом экстракции. Полученные экстракты фильтровали и центрифугировали при 7000 об/мин в течение 10 мин. Полученные растворы анализировали методом ВЭЖХ.

Условия метода хроматографического анализа следующие.

Хроматограф – Agilent 1260 Infinity (США)

Подвижная фаза (градиентный поток) – ацетонитрил – буфер

pH = 2,92 (4 %: 96 %) 0–6 мин,

(10 %: 90 %) 6–9 мин,

(20 %: 80 %) 9–15,

(4 %: 96 %) 15–20 мин.

Количество инжекции – 20 мКл.

Динамик – Agilent Eclipse XDB-C18 4,6×250, 5 мкм

Детектор – диодно-матричный детектор (длины волн – 272 нм, 254 нм).

Каждый из образцов плодов был повторно исследован трижды, и рассчитаны их средние значения.

Рисунок 1. Хроматограммы водорастворимых витаминов плодов айвы

В плодах айвы содержатся витамины группы B, количество которых также варьируется в зависимости от условий выращивания. Из рис. 2 видно, что содержание витаминов B₁, B₆ и B₁₂ больше в плодах айвы,  выращиваемой в г. Ташкенте, чем в плодах, выращиваемых в других регионах республики. Это означает, что больше витаминов группы B содержится в относительно больших количествах в плодах из районов с невысокой соленостью. В отношении витамина B₁₂, республики Каракалпакстан, г. Ташкентом, Ташкентской, Сырдарьинской и Хорезмской областями содержание этого витамина не уменьшилось.

Рисунок 2. Содержание витаминов B₁, B₆ и B₁₂ в плодах айвы, выращиваемых в разных регионах Республики Узбекистан

А также, когда мы сравнивали содержание витамина В₂ (рибофлавин) плодов айвы, наблюдали такую же картину как витамин В₁. Эти результаты проведенных экспериментов можно увидеть на диаграмме, показанной на рисунке 3.

Рисунок 3. Содержание витамина B₂, мг/%

Аскорбиновая кислота в больших количествах содержится в растениях, фруктах, овощах, овсе, картофеле и других плодах, в листьях деревьев, в тканях некоторых животных организмов. Человек получает аскорбиновую кислоту в готовом виде [12; 8]. Недостаток витамина С в организме может привести к псориазу. При измерении содержания витамина С наблюдали, что его количество различается в плодах айвы, выращенных в разных 6 регионах страны: в Хорезмской области и Каракалпакстане больше, чем других регионах (рис. 4).

Рисунок 4. Содержание витамина С в плодах айвы, выращенных в разных регионах страны

Витамин Вс также известен как В₉. Этот витамин также содержится в плодах айвы, выращиваемых во всех регионах и в Республике Каракалпакстан, но также было обнаружено, что его количество варьируется в зависимости от условий выращивания растения. По результатам анализа содержание витамина Вс снижается в плодах в Хорезмской области, Республике Каракалпакстан, Ташкентской области, городе Ташкенте, Сырдарьинской и Наманганской областях. Это означает, что большое количество витаминов группы В₉ содержится в относительно больших количествах в плодах из райоов с высокой соленостью.

Рисунок 5. Содержание витамина В_С в плодах айвы

Согласно литературным данным, плоды айвы содержат 74,7–83,5 % воды, 8,5–15,2 % сахара, 0,2–1,5 % органических кислот и косточковых клеток [1]. Кроме того, согласно методу атомно-абсорбционной спектроскопии, плоды содержат 19 элементов (Сa – 0,770 мг/кг, Р – 0,145 мг/кг, K – 2,150 мг/кг, Na – 0,045 мг/кг, Mg – 260 мг/кг и др.). Эти макро- и микронутриенты играют важную роль в метаболических процессах в жизни растений [2; 5].

Элементный состав плодов айвы изучен гораздо глубже. При изучении состава свежих и сухих плодов было обнаружено, что плоды айвы содержат сахар, белки, фолиевую кислоту и витамины [7]. Было проанализировано содержание макро- и микронутриентов в незрелых плодах айвы, сырых фруктах, фруктовых соках и сухофруктах [10].

Мы также провели сравнительное исследование макро- и микроэлементов в плодах айвы, и полученные результаты представлены в табл. 1 и 2.

Таблица 1.

Содержание макроэлементов в плодах айвы

Сравнивая содержание кальция в плодах айвы, можно сделать вывод, что больше кальция содержится в плодах айвы, выращиваемых в Республике Каракалпакстан, чем в плодах из других регионов.

Микронутриенты в плодах айвы обладают рядом уникальных фармакологических свойств [10; 12]. Согласно литературным данным, плоды айвы содержат Сo – 0,003, Сr – 0,1 мг/кг в незрелом состоянии, тогда как в изученных нами сортах содержатся Сo – 0,001–0,0005 мг/кг и Сr – 0,001–0,003 мг/кг [8; 6; 11]. Таким образом, содержание хрома в плодах, выращиваемых в разных регионах страны, относительно невысокое, а содержание кобальта аналогично литературным данным (табл. 2).

Таблица 2.

Содержание микроэлементов в плодах айвы

Из табл. 2 видно, что содержание микроэлементов меди и цинка относительно больше в плодах в Республике Каракалпакстан и меньше всего в плодах в Наманганской и Ташкентской областях. Из этого можно сделать вывод, что медь и цинк в больших количествах накапливаются в плодах айвы, произрастающей в относительно засоленных почвах.

Заключение

1. Методом ВЭЖХ изучено содержание водорастворимых витаминов в плодах айвы, произрастающих в разных регионах Республики Узбекистан.

2. Обнаружено, что содержание витаминов в плодах айвы варьируется в зависимости от условий произрастания, то есть в районах с относительно высокой засоленностью содержание в плодах витаминов группы В и витамина С несколько выше, чем в айве из других регионов.

3. На основе масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проведено сравнительное исследование состава макро- и микроэлементов плодов айвы, произрастающих в различных регионах Республики Узбекистан.

4. Было обнаружено, что элементы Cu и Zn в плодах айвы накапливаются в относительно больших количествах у видов, произрастающих на относительно засоленных почвах.

5. Плоды айвы содержат элементы Сa, Р, K, Na, Ba, Fe, Mn, Co, Cu, Mo, Zn, F, Br, J, В и др. Поэтому плоды айвы можно использовать для профилактики и лечения заболеваний, вызванных дефицитом этих элементов.

6. В целом плоды айвы можно рекомендовать при лечении заболеваний, связанных с дефицитом витамином B и C, а также дефицитом кальция.

Список литературы:

1. Едыгова С.Н., Донченко Л., Хатько З.Н. Получение пектина из айвы // Межрегиональная конференция молодых ученых «Пищевые технологии». – Казань, 2003. – С. 125–126.
2. Ильяшенко А.А. Биологическая характеристика и продуктивность перспективных форм айвы низинной (Chaenomelesmaulei (Mast) Schneid) в Нечерноземной зоне России: Автореф. – М., 2012. – 19 с.
3. Причко Т.Г., Дрофичева Н.Б. Айва японская (henomalesmaulea) – биологически ценное сырье для создания продуктов функционального питания // Пищевая промышленность. – 2014. – № 9. – С. 25–27.
4. Причко Т.Г., Чалая Л.Д., Можар Н.В. Комплексная оценка сортового фонда айвы (Cydonia oblonga Mill.) в условиях Краснодарского края // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2017. – № 21 (2). – С. 180–188.
5. Разживин А.В. Атомный спектральный анализ макро- и микроэлементов в соках : выпускная квалификационная работа. – СПб., 2017. – С. 71.
6. Сравнительное исследование количества макро- и микроэлементов в вегетативных органах айвы (Сydonia oblonga), произрастающей в разных регионах страны / С.Д. Мадрахимова., Ш.Ш. Жураев, Ф.Н. Ташпулатов, К.В. Раимова [и др.] // ДАН Республики Узбекистан. – 2020. – № 2. – С. 54–61.
7. Шелеметьева О.В. Определение витаминов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в премиксах, биологически активных добавках и пищевых продуктах: Автореф. дис. … канд. хим. наук. – Томск, 2009. – 118 с.
8. Al-Snafi. The medical importance of Cydonia oblonga // A review J. farmacy. – 2016. – № 2. – P. 87–99.
9. Chemical composition and antioxidant of quince fruit pulp collected from different locations / M. Rasheed, I. Hussian, S. Rafiq, I. Hayat [et al.] // J. food PROPERTIES. – 2018. – № 1. – Р. 2320–2327.
10. Cydonia Оblonga M. Medicinal Plant Rich in phytonutrients for Pharmaceuticals / U.A. Muhammad, M. Gulzar, М. Hussain, N.A.С. Syed // Frontiers in Pharmacology. – 2016. – М. 3. – Р. 1–20.
11. Hamed Alizadeh, Nader Hajizadeh. Detection of Compounds and Antibacterial Effect of Quince (Cydoniya oblonga Miller). Extracts in vitro and vivo // TaylorFrancis. – 2013. – Р. 303–309.
12. The stydy Micro and Makroelements Compounds of Quince (Cydonia oblonga) Planrt Materials Research / M.F. Dabaneh, U.V. Grinenko, N.S. Almuaikel, I.O. Zhuravel // Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. – 2017. – P. 30–32.