ИССЛЕДОВАНИЕ МАКРО И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ РАСТЕНИЯ Trifolium pratense МЕТОДОМ ICP-MS

АННОТАЦИЯ

Методом ICP-MS определен качественный и количественный состав 25 макро- и микроэлементов в образцах растения Trifolium pratense. Максимальное содержание имеют калий, фосфор, магний и кальций.

ABSTRACT

The qualitative and quantitative composition of 25 macro- and microelements in Trifolium pratense plant samples was determined by ICP-MS. Potassium, phosphorus, magnesium and calcium have the maximum content.

Ключевые слова: красный клевер, цветы, стебли, листья, макро- и микроэлементы, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой, калий, фосфор, магний, кальций.

Keywords: red clover, flowers, stems, leaves, macro- and microelements, inductively coupled plasma mass spectrometry, potassium, phosphorus, magnesium, calcium.

Красный клевер (Trifolium pratense) распространен в европейской части России, Сибири, на Украине, в Молдавии, Белоруссии, на Кавказе, в Казахстане и Средней Азии, а также в Европе, Западной Азии, Северо-Западной Азии, Северной и Южной Америке [4]. Произрастает в предгорьях и на орошаемых землях, по рекам, ручьям и канавам, в руслах рек, на лугах, на полях (особенно на лугах), на сырых и других местах. Красный клевер – многолетнее травянистое растение высотой 25–50 см, относящееся к семейству Fabaceae. Стебель восходящий, с зубчатыми листьями. Листья трехлопастные, расположены в ряд на стебле с помощью длинной ножки. Листовые доли яйцевидные, продолговато-яйцевидные или эллиптические, суженные к основанию. Красные пятилопастные цветки расположены в шаровидно-яйцевидном соцветии [6].

Плод – односемянный, эллиптический или продолговато-яйцевидный стручок. Цветет с апреля по сентябрь, плоды образуются с июня по октябрь. Головку (соцветие) употребляют в пищу в сыром, сушеном, приправленном, уксусном и соленом виде. Измельченный кочан добавляют в жидкие блюда, к нему добавляют отварной картофель и свеклу, готовят салаты. Молодые листья красного клевера обжаривают на бараньем жире, из него в Центральной Азии готовят сладкое, вкусное и питательное блюдо, его используют как ингредиент самсы. Надземная часть содержит флавоноиды (кверцетин, кемпферол, изорамнетин и их гликозиды), кумарин, изокумарины (куместрол, биоханин А и др.), антоцианы, органические (в том числе салициловую, кумаровую и другие ароматические) кислоты, сапонины, эфирные масла, дубильные и другие вещества [6]. Красный клевер также богат витаминами. В надземной части, где он цветет, содержится витамин С, до 30 мг% каротина и другие витамины. Растение используется в народной медицине. Настойку или отвар его соцветий (головки) применяют как отхаркивающее и мочегонное средство. Отвар и настойку используют также для лечения чесотки, ран и ожогов (раны промывают и перевязывают марлей). Для лечения ран измельченные, невысушенные листья привязывают к ранам и различным вздутиям или раны промывают отваром надземной части растения. Отваром верхней части растения лечат простуду, малярию и болезни желудка. Детям дают сок невысушенного листа при сахарном диабете [6].

Изучена биологическая оценка эстрогенной активности красного клевера [11; 10]. Исследованы антиоксидантные свойства экстрактов листьев Trifolium pratense [7]. В экспериментах изофлавон биоханин А ингибировал активность CYP19 и экспрессию генов [8]. Изучено влияние экстракта растения на опиатные рецепторы [там же]. Изофлавоноиды Trifolium pratense ингибируют внепеченочные цитохромы P450 1A1 и 1B1 человека [12].

Целью данного исследования является изучение содержания элементов в красном клевере, произрастающем в Республике Узбекистан, методом ICP-MS.

Материалы и методы. Растение Trifolium pratense было собрано в Ферганском районе Ферганской области Республики Узбекистан. Для анализа элементного состава растения Trifolium pratense были использованы высушенные в сухом прохладном месте цветы, листья и стебли [5; 2]. Измельченные части растения массой 100 мг взвешивали на аналитических весах. К образцам добавляли концентрированные растворы азотной кислоты и перекиси водорода в соотношении 3:1. Смесь исследуемых частей растения помещали в автоклав и ставили в микроволновую печь. Минерализация была проведена в течение часа. Анализ элементного состава проводили на приборе Perkin Elmer ISP-MS (NexION 2000) [1].

Обсуждение результатов.     В анализированных пробах растения Trifolium pratense количественно определили содержание 25 элементов. В цветах растения Trifolium pratense количество элементов уменьшается в следующем ряду K > P > Mg > Na > Ca > S > Si > Al > Fe > B > Mn > Ni > Li > Cr > Co > V > Be > U, в стеблях и листьях – Mg > K > Ca > S > Na > P > Fe > Si > Al > B > Mn > Li > Cr > V > Ni > Co > Be. Общее количество макроэлементов в цветах больше, чем в стеблях и листьях. В цветах растения Trifolium pratense из макроэлементов самое высокое содержание имеет калий, а в стеблях и листьях – магний. В цветах растения Trifolium pratense низкое содержание имеет элемент-неметалл сера, а в стеблях и листьях – фосфор (таблица 1).

В образцах семян и ростков растения Trifolium pratense, изученных раннее методом методом пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии, было обнаружено 12 химических элементов. Максимальное содержание имеют следующие макроэлементы: калий, магний и кальций [9]. В образцах травы растения Trifolium pratense, изученных методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, было обнаружено 11 химических элементов. Максимальное содержание имеют следующие макроэлементы: калий, магний и кальций [3]. В этих исследованиях элементы-неметаллы сера и фосфор не обнаружены.

Таблица 1.

Содержание макроэлементов в Trifolium pratense (мг/л)

В цветах растения Trifolium pratense количество макроэлементов увеличивается в следующем ряду K > P > Mg > Na > Ca > S, а в стеблях и листьях – Mg > K > Ca > S > Na > P. В цветах Trifolium pratense определено содержание 18 микроэлементов. Такие элементы, как титан, тантал, вольфрам, рений, таллий, висмут, в анализированных пробах не обнаружены (таблица 2). В стеблях и листьях растения Trifolium pratense отсутствует уран. В цветах растения Trifolium pratense более высокие концентрации имеют кремний, алюминий, железо, бор, марганец, а в стеблях и листьях – железо, кремний, алюминий, бор, марганец.       

В образцах семян и ростков растения Trifolium pratense, изученных ранее методом пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии, обнаружены следующие микроэлементы: медь, железо, марганец, селен, цинк, барий и серебро. Максимальное содержание имеют следующие микроэлементы: железо и цинк [9]. В образцах травы растения Trifolium pratense, изученных методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, обнаружены следующие микроэлементы: алюминий, медь, железо, марганец, стронций и цинк. Максимальное содержание имеют следующие микроэлементы: алюминий и железо [3].

Таблица 2.

Содержание микроэлементов в Trifolium pratense (мг/л)

В анализированных пробах растения Trifolium pratense также изучена концентрация ядовитых элементов. Из токсичных элементов обнаружен только свинец. В цветах растения концентрация свинца составляет от 0.006 мг/л.     В исследованных образцах семян, ростков и травы Trifolium pratense отсутствуют мышьяк, кадмий, ртуть и свинец [9; 3].

Выводы. Изучен элементный состав растения Trifolium pratense, произрастаюшего в Узбекистане. Проведенные эксперименты выявили в изученных частях растения Trifolium pratense содержание 25 элементов. В цветах, стеблях и листьях растения Trifolium pratense определено количество калия, фосфора, магния, натрия, кальция и серы. Наибольшее количество в цветах имеет калий, а в стеблях и листьях – магний. Из микроэлементов преобладает железо. В исследованных образцах из токсичных элементов обнаружен только свинец в цветах растения. Данные анализов показывают, что в изученных образцах растения в малом количестве обнаружен свинец и растения можно применять в различных пищевых добавках.

Список литературы:

1. Ибрагимов А.А., Аббасова Д.З., Назаров О.М. Определение содержания химических элементов в Ephedra equisetina Bunge с использованием нейтронно-активационного анализа // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. – 2020. – № 8 (74) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/9937 (дата обращения: 05.12.2022).
2. 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) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://7universum. com/ru/ nature/ archive/item/10659 (дата обращения: 05.12.2022).
3. Определение элементного состава травы клевера лугового (Trifolium pratense L.) / Т.Ш. Нгуен, З.Р. Дитковская, Ю.Э. Генералова, И.Е. Каухова [и др.] // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. – 2020. – № 23 (2). – С. 51–55 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://doi.org/10.29296/ 25877313-2020-02-08.
4. Павлов Н.В. Растительное сырье Казахстана / под ред. В.Л. Комарова. – М. – Л. : АН СССР, 1947. – С. 312–314.
5. Расулова М.О., Назаров О.М., Амирова Т.Ш. Определение содержания макро- и микроэлементов в различных видах кожи методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. – 2022. – № 6 (96) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа https://7universum.com/ru/ nature/archive/item/13847 (дата обращения: 05.12.2022).
6. Яковлев Г.П. Большая российская энциклопедия: в 35 т. / гл. ред. Ю.С. Осипов. – М. : Большая российская энциклопедия, 2004–2017.
7. Antioxidant Profile of Trifolium pretense / B. Kaurinovic, M. Popovic, S. Vlaisavljevic, H. Schwartsova [et al.] // L. Molecules. – 2012. – № 17 (9). – P. 11156–11172 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https: //doi.org/ 10.3390/molecules170911156.
8. Chaudhary N., Tripathi S. A review on chemical and biological activity of Trifolium Pretense // PharmaTutor. – 2014. – № 2 (3). – P. 93–101
9. Comparative Study of the Bioactive Properties and Elemental Composition of Red Clover (Trifolium pratense) and Alfalfa (Medicago sativa) Sprouts during Germination / E.R. Chiriac, C.L. Chiţescu, C. Sandru, E.-I. Geană [et al.] // Appl. Sci. – 2020. – № 10. – P. 7249 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://doi.org/10.3390/app10207249 Н.
10. Trifolium pratense (Red Clover) Exhibits Estrogenic Effects / J.E. Burdette, L. Jianghua, D. Lantvit, L. Eula [et al.] // Vivo in Ovariectomized Sprague-Dawley Rats J. Nutr. – 2002. – № 132. – P. 27–30.
11. Flux D.S., Munford R.E., Barclay P.C. Oestrogens in pasture legumes // N.Z. J. agric. Res. –1961. – № 4. – P. 328–335.
12. Wikideck / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://wikideck.com/Trifolium_pratense (Retrieved 5 Decemberl 2022).н Т.Ш., Дитковс Дитковская З.Р., Генералова Ю.Э., Каухова И.Е., & Сорокин В.В. (2020). ОПРДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ТРАВЫ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО (TRIFOLIUM PRATENSE L.). ВоЭ., Каухова И.Е., & Сорокин В.В. (2020окин В.В. (2020). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ТРАВЫ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО (TRIFOLIUM PRATENSE L.). Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 23 (2), 51-54. Нгуен Т.Ш., Дитковская З.Р., Генералова Ю.Э., Каухова И.Е., & Сорокин В.В. (2020). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ТРАВЫ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО (TRIFOLIUM PRATENSE L.). Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 23 (2), 51-54.