ИЗУЧЕНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗИРЫ (Cuminiumcyminum)

STUDY AND COMPARATIVE ANALYSIS OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF ZIRA (Cuminiumcyminum)
Цитировать:
Имомова М.Ё., Хошимов Д.Ю., Мамадалиев М.Р. ИЗУЧЕНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗИРЫ (Cuminiumcyminum) // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2023. 7(109). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/15645 (дата обращения: 20.07.2024).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты количественного определения минерального состава, белков и витаминов в трех образцах тмина (Cuminiumcyminum) различного происхождения. Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, в режиме полуколичественного анализа "Semiguant" в составе вегетативных органов лекарственного растения Cuminiumcyminum проведено определение 37 макро- и микроэлементов. Сравнение результатов исследований различных образцов растений показало, что количественное содержание макро- и микро-элементов в образце Шахимарданского тмина значительно выше, чем у других. В то же время содержание общего белка в тмине иранского происхождения, выше, чем в стеблях тмина Соха.

ABSTRACT

The paper presents the results of quantitative determination of mineral composition, proteins and vitamins in three samples of cumin (Cuminiumcyminum) of various origin. 37 macro- and microelements were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry in the Semiquant semi-quantitative analysis mode as part of the vegetative organs of the medicinal plant Cuminiumcyminum. Comparison of the results of studies of various plant samples showed that the quantitative content of macro- and micro-elements in a sample of Shakhimardan cumin is significantly higher than in others. At the same time, the total protein content in coming of Iranian origin is higher than in the stems of cumin Sokha.

 

Ключевые слова: тмин (Cuminiumcyminum), химический состав, макро- и микроэлементы, витамины, белки, ИСП-масс-спектрометрия, ВЭЖХ, химия товаров, пищевые добавки, народная медицина.

Keywords: cumin (Cumin cyminum), chemical composition, macro- and microelements, vitamins, proteins, ISP-mass spectrometry, HPLC, chemistry of goods, food additives, folk medicine.

 

Введение

В последние годы народная медицина все чаще возвращается к применению лекарственных препаратов растительного происхождения[1-3]. Преимуществом лекарственных растений является их широкий спектр биологической активности, малая токсичность и возможность длительного применения без существенных побочных явлений [4-6]. Это касается и тмина Cuminiumcyminum, в основном применяемого в качестве кулинарных специй [7]. Ареал произрастания тмина весьма широк и охватывает многие страны Европы и Азии с умеренным климатом [9].

Наличие в составе семян и стеблей тмина многих необходимых для организма макро- и микроэлементов, витаминов различных классов, антиоксидантов позволяет отнести это растение к лекарственным, а также открывает широкие возможности применения в народной медицине[10,11]. Действительно, издавна из семян тмина готовят настои и отвары для очищения организма от вредных веществ, шлаков, токсинов [12,13]. А широко рекламируемое различными СМИ масло черного тмина, получаемое холодным отжимом, нормализует обменные процессы, действует как противовоспалительное средство и даже уменьшает жировую массу тела, способствуя похудению [14]. Масло чёрного тмина используют для лечения и профилактики расстройств пищеварительного тракта, а также применяется для борьбы с мигренью и облегчения протекания аллергических реакций.  В этой связи представляет большой практический интерес сравнение макро-микроэлементного и витаминного состава образцов тмина, произрастающего в различных уголках нашей планеты.

Целью настоящего исследования является определение химического состава образцов местного и иранского тмина с применением современных методов анализа: масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) и высоко эффективной жидкостной хроматографии (HPLC).

Материалы и методы исследования

Объектом исследования служили три различных образца тмина (Cuminiumcyminum): шахимарданский тмин (образец №1), черный иранский тмин (образец №2), желтый иранский тмин (образец №3), массой по 3 грамма каждый. После измельчения образцов проводили их азотнокислое разложение, для чего в колбу с образцом тмина добавляли по 30 мл концентрированной азотной кислоты и выдерживали 30 минут при перемешивании. Затем полученные растворы фильтровали в мерные колбы на 100 мл и добавляли дистиллированную воду до метки.

Подготовленные растворы образцов тмина анализировали на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой в режиме полуколичественного анализа "Semiguant"[15-17].

Параметры прибора: мощность плазмы 1200 Вт, время интегрирования 0,1 сек. Калибровку прибора и количественные расчеты проводили на основе многоэлементного калибровочного стандарта AgilentTechnologist (44 элемента).

Анализ водорастворимых витаминов проводилиметодом ВЭЖХ с использованием режима градиентного элюирования и диодно-матричного детектора в спектральном диапазоне 200 – 400 нм [18,19].

Условия хроматографирования

Подвижная фаза (градиентный режим) – ацетонитрил – буферный раствор pH=2,92 (4%:96%) 0-6 мин.,  (10% : 90%) 6-9 мин., (20% : 80%) 9-15мин., (4% : 96%) 15-20 мин.

Объём инжекции – 10 мкл.

Скорость подвижной фазы – 0,75 мл/мин.

Колонка – EclipseXDB – C18. 5,0 мкм, 4,6х250мм.

Детектор – диодно-матричного детектора, длины волн: 272, 292, 254, 297 и 360 нм.

Общее содержание белков в образцах определяли методом Кьельдаля в соответствии с ГОСТ 10846-91[20,21].

Результаты и их обсуждение

В таблице 1 представлены результаты количественного масс- спектрометрического определения 37 элементов, расположенных в порядке возрастания их атомной массы.

Таблица 1.

Минеральный состав тмина (Cuminiumcyminum), мг/кг

Элементы

Элементный состав, мг/кг

1-й образец

2-й образец

3-й образец

1

7Li

0.460

0.031

0.016

2

9Be

0.003

0.003

0.003

3

11B

3.132

3.553

3.768

4

23Na

743.474

794.484

1038.200

5

24Mg

2035.398

1955.660

1840.933

6

27Al

443.040

500.173

405.571

7

28Si

276.970

208.075

185.868

8

31P

4620.151

3653.347

3278.089

9

32S

376.165

436.651

376.884

10

39K

11210.388

9753.402

9213.427

11

40Ca

687.946

648.377

524.833

12

48Ti

15.455

1.094

0.868

13

51V

0.044

0.048

0.038

14

52Cr

0.074

0.053

0.046

15

55Mn

0.274

0.840

0.944

16

57Fe

8.480

2.178

0.177

17

59Co

0.006

0.005

0.003

18

60Ni

0.077

0.017

0.058

19

63Cu

0.078

0.216

0.054

20

66Zn

0.054

0.266

0.019

21

69Ga

0.008

0.010

0.001

22

75As

0.006

0.003

0.005

23

82Se

0.158

0.169

0.126

24

85Rb

0.119

0.173

0.270

25

88Sr

2.438

1.097

1.141

26

90Zr

0.009

0.004

0.009

27

93Nb

0.001

0.001

0.001

28

98Mo

0.018

0.048

0.037

29

107Ag

0.001

-

0.001

30

111Cd

0.243

0.249

0.220

31

118Sn

0.016

0.002

0.019

32

121Sb

0.002

0.002

0.002

33

138Ba

0.031

0.035

0.002

34

202Hg

0.003

0.003

0.002

35

208Pb

0.830

0.854

0.757

36

209Bi

0.001

0.001

0.001

37

238U

0.003

0.004

0.003

Сумма

20425.56

17961.13

16872.40

 

Анализ полученных данных по элементам, приведенных в таблице, показывает, что макроэлементы во всех образцах тмина в наибольшем степени представлены натрием, калием, магнием, кальцием, фосфором, серой. Среди микроэлементов преобладают бор, алюминий, кремний, селен, титан, железо, марганец, стронций. В то же время суммарное количество макро- и микроэлементов явно преобладает в образце местного шахимарданского тмина, произрастающего в Ферганской долине Республики Узбекистан. Сравнительно большое количество токсичных тяжелых металлов, таких как свинец и кадмий, скорее всего связано с особенностями геопровинции, в которой произрастает тмин. Но уже тот факт преобладающего количества макро- и микроэлементов в местном тмине дает основание рассматривать шахимарданский тмин в качестве перспективной пищевой добавки, обладающей широким спектром действия.

Содержание общего белка в растительном сырье также имеет определяющее значение в изготовлении и использовании фитопрепаратов.

Определение общего белка в образцах тмина по методу Кьельдаля основано на сернокислотном разложении азотсодержащих органических веществ, при котором образуется сульфат аммония по схеме [21]:

Азотсодержащее органическое вещество+H2SO4=(NH4)2SO4+CO2+H2O

При добавлении раствора гидроксида натрия образуется аммиак:

Аммиак отгоняется в 0,05 М серную кислоту, избыток которой титруется 0,1 М раствором едкого натра. Массовую долю азота (Х) в образце рассчитывают по формуле:

где: V0 — объем 0,1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия, пошедшего на титрование 0.05 моль/дм3 серной кислоты в «холостом» определении, см3;

V1 — объем 0.1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия, пошедшего на титрование 0,05 моль/дм3 серной кислоты в анализируемом растворе, см3;

К — поправка к титру 0,1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия:

0.0014 — количество азота, эквивалентное 1 см3 0,05 моль/дм3 раствора серной кислоты, г.

100 – коэффициент пересчета в проценты.

В таблице 2 приведены % содержание белков и количество азота в двух образцах тмина.

Таблица 2.

Содержание белков и количество азота в разных образцах тмина

Образец

Количество азота (%)

Количество белков (%)

1

Тмин Соха (стебель)

0.83

5.188

2

Иранский тмин

2.899

18.121

 

 

Для сравнительного анализа образцов тмина было определено содержание витаминов с помощью ВЭЖХ при условиях хроматографирования, описанных в экспериментальной части работы.

В таблице 3 представлены результат этого эксперимента.

Таблица 3.

Количественное определение содержания водорастворимых витаминов из состава тмина методом ВЭЖХ (HPLC)

Наименование образца

Количественное содержание, мг/100г

В1

В6

В9

РР

С

В2

В12

1

Иранский чёрный тмин

0.151

0.052

0.001

-

-

1.823

0.404

2

Тмин Соха

0.231

0.149

0.001

-

-

1.791

0.498

 

Выводы

Проведены экспериментальные исследования образцом тмина различного происхождения с применением современных инструментальных методов анализа.

Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой установлено количественное содержание 37 макро- и микроэлементов, показавшее, что в образце шахимарданского тмина их суммарное количество значительно больше, чем в образцах черного и желтого тмина иранского происхождения, уступая при этом им по белковому содержанию, 5,188 и 18,121 мг/100 г, соответственно.

 С применением ВЭЖХ определено содержание витаминов в исследуемых образцах, которое показало, что количество витаминов В1, В6 В12 в местном тмине Соха также больше, чем в черном иранском тмине.

На основании проведенных исследований однозначно следует, что тмин Соха шахимарданского происхождения обладает большим биоактивным потенциалом и может быть рекомендован в качестве биологически активной пищевой добавки в традиционной и народной медицине.

 

Список литературы:

  1. Аскаров И.Р. Химия товаров. - Т.: Издательский дом науки и технологий. – 775 стр.
  2. Мамарахмонов М.Х. “Химия товаров” - новый предмет в химии // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 2 (56). URL:https://7universum.com/ru/nature/archive/item/6872 (дата обращения: 30.05.2023).
  3. Алексеева, Е. Фитопрепараты в современной рациональной фармакотерапии // Рос.аптеки. -2002. - Т2. -C. 23-27.
  4. Булаев, В.М., Ших, Е.В., Сычев, Д.А. Безопасность и эффективность лекарственных растений: учеб.пос. – 2-е изд. Москва, Практическая медицина, 2013. - С. 1-272.
  5. Бойко Н.Н., Бондарев А.В., Жилякова Е.Т. и др.  Фитопрепараты, анализ фармацевтического рынка российской федерации // Медицина и фармация. 2017.- Т. 3, № 4. -С. 30-38. DOI:10.18413/2313-8955-2017-3-4-30-38
  6. Posadzki, P., Watson L.K., Ernst E. Adverse effects of herbal medicines: an overview of systematic  reviews // Clin Med (Lond). 2013. Feb,13(1). Pp. 7-12.
  7. ПохлёбкинВ.В. Ажгон (айован, коптский тмин, индийский тмин, зира). Всё о пряностях. - М.: Пищевая промышленность, 1973. - С.104-105.-208с.
  8. Cuminium Сyminum// Ботанический словарь/ сост. Н. И. Анненков.- СПб.: Тип. Имп. АН, 1878.-XXI + 645с.
  9. www.https://en.wikipedia.org/wiki/Medicinal_plants (дата обращения: 30.05.2023 г.).
  10. Collins, Minta (2000). Medieval Herbals: The Illustrative Traditions. University of Toronto Press. p. 32. ISBN978-0-8020-8313-5.
  11. Авиценна. Канон медицины. 3-том. -Т.: Изд-во народного наследия им. А.Кодирий, 1994. – 320 с.
  12. Аскаров И.Р. Канон врачевания. -Т.: Изд-во «Мумтозсуз». – 1142 с.
  13. Baser K.H.C., Özek T., Abduganiev B. E., Abdullaev U. A., Aripov Kh. N. Composition of the Essential Oil of Bunium persicum (Boiss.) B. Fedtsch. from Tajikistan // Journal of Essential Oil Research.Volume 9, 1997.– Is.5.
  14. Пупышев А.А., Суриков В.Т. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Образование ионов. - Екатеринбург, УрО РАН: 2006.
  15. Пупышев А.А., Сермягин Б.А. Дискриминация ионов по массе при изотопном анализе методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, Екатеринбург.: УПИ, 2006.
  16. Большаков А.А., Ганеев А.А., Немец В.М., Перспективы аналитической атомной спектроскопии, Успехи химии. 75 (4), 2006. С. 322-338.
  17. Abduganiyev B.Yo. ,  Asqarov I.R. Study of the qualitative and quantitative composition of tissues by physico-chemical methods/J Chem Good Trad Med, Volume 2, Issue 1, 2023. P 29-44.
  18. Abduganiyev B.Yo., Asqarov I.R. Ensuring the reliability of the results in the study of the qualitative and quantitative composition of goods by physicochemical methods //J. Chem. Good Trad Med, Volume 2, Issue 1, 2023. P 45-58.
  19. ГОСТ 10846-91. Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка. – М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2009.
  20. Методы контроля. Химические факторы. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище. Руководство Р4.1.1672-03. - М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004.
  21. Определение общего количества азота по Кьельдалю. http: //yars-analyt.ru/nitrogen/keldal.shtml. Дата обращения:30.05.2023.
Информация об авторах

д-р филос. по хим. наукам (PhD), доц., Ферганский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Фергана

Candidate of technical sciences, associate professor, Fergana state university, Republic of Uzbekistan, Fergana

магистр кафедры химии факультета Естественных наук, Ферганский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Фергана

Second course Master Department of Chemistry of the Faculty Natural Sciences Fergana state university, Republic of Uzbekistan, Fergana

студент, Ферганский мединститут общественного здоровья, Республика Узбекистан, г. Фергана

Student Ferghana Medical Institute public health, Republic of 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