БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ТОПИНАМБУРА

АННОТАЦИЯ

Экстрактивные вещества экстрагировали из топинамбура (Helianthus tuberosus L.) метанолом и водой, изучая их состав с качественной точки зрения. Состав макро- и микроэлементов корня и клубней топинамбура определяли с помощью инструментального нейтронно-активационного анализа. Анализ элементного состава корня топинамбура, показал наличие в корнеплоде 23-х  элементов, а в корневище 35 химических элементов.

ABSTRACT

Extractives were extracted from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) with methanol and water and their composition was studied from a qualitative point of view. The composition of macro- and microelements of the root and tubers of Jerusalem artichoke was determined using instrumental neutron activation analysis. Analysis of the elemental composition of Jerusalem artichoke root showed the presence of 23 chemical elements in the root crop and 35 chemical elements in the bark.

Ключевые слова. Топинамбур, Helianthus tuberosus L., экстрактивные вещества, макро- и микроэлементы, нейтронно-активационный анализ.

Keywords. Topinambur, Helianthus tuberosus L., extractives, macro- and microelements, neutron activation analysis.

Введение

Топинамбур широко используется в традиционной медицине благодаря своему уникальному составу. Данное растение является очень полезным продуктом, который при регулярном употреблении способен улучшить здоровье человека, снижая артериальное давление, нормализуя уровень сахара и крови, востанавливая микрофлору кишечника [3; 4].

Многочисленные исследования показали, что топинамбур очень богат биологическими веществами и минеральными элементами [5].

Экспериментальная часть.

Определение качественных показателей корня топинамбура .​​

Корнеплод топинамбура собирали в сентябре 2023 года в Янгикурганском районе Наманганской области. На основании следующих методов было проверено, что исследуемые плоды корня топинамбура являются сырьем хорошего качества. Гигроскопическая влажность и зольность топинамбура обычно находится пределах 12–15 %, допускаемых для фармакопейных образцов [1; 2]. Состав экстракта корня топинамбура проверяли на основе качественных реакций (табл. 1).

Определение суммы экстрактивных веществ.

Определение экстактивных веществ проводилось весовым методом. Для этого в колбу (50 мл) с известным весом, добавляли 10 мл используемого экстрогента, взвешивали и находили вес экстрогента, далее содержимое колбы выливали, высушивали и добавляли 10 мл готового экстракта, и, взвешивая на аналитических весах, находили вес готового продукта. Количество суммы экстрактивных веществ в % определяли по формуле:

где А – вес экстракта, В – вес чистого экстрогента, m – вес сухого сырья, x – выход суммы экстрактивных веществ в %.

Определение макро- и микроэлементный состав корня топинамбура.

Макро- и микроэлементный состав корня топинамбура определён с помощью инструментального нейтронно-активационного анализа в лаборатории аналитической химии Института Ядерной Физики Академии Наук Республики Узбекистан.

Клубни растения массой 100 г сушили до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре не выше 60 °С. Пробы измельчали в фарфоровой ступке до однородного состояния. Затем извлекали (брали два взвешенного образца: 40–50 мг для анализа короткоживущих радионуклидов и 90–100 мг для анализа средне- и долгоживущих радионуклидов) и упакованы в специальные пластиковые пакеты.

Подготовленные образцы растений облучались в потоке нейтронов. В качестве источника нейтронов использовался ядерный реактор типа ВВР-СМ. Поток нейтронов в каналах облучения составляет 5x10¹³ нейтронов/см² сек. В зависимости от группы радионуклидов выбираются режимы излучения t_света и «охлаждения» t_{охлаждения:}

• короткоживущие радионуклиды: t_света  –  15 с, t_{охлаждения}  –  10 мин; период полувыведения (Т½) – от нескольких минут до нескольких часов;
• среднеживущие радионуклиды: t_света – 15 часов, t_{охлаждения} – 10 суток; Т½ – от нескольких дней до нескольких недель;
• долгоживущие радионуклиды: t_света – 15 часов, t_{охлаждения} – 30 суток, T½ – от нескольких недель до нескольких месяцев.

Для регистрации стимулированной радиоактивности использовали детектор сверхчистого германия (В= 120 см³) с энергетическим разрешением 1,8 кэВ по гамма-линии изотопа Со-60 и гамма-спектрометр с компьютерным программным обеспечением. Данные обрабатывали с помощью программного обеспечения GENIE-2000. Максимальная погрешность метода нейтронно-активационного анализа, используемого при определении элементов, не превышает 14 %.

Обсуждение результатов.

При выделении биологически активных веществ из растений в первую очередь проверяют качественный показатель изучаемого растения [1; 2]. Соответственно было изучено, соответствуют ли требованиям качественные показатели растения топинамбура, выращенного в Янгикурганском районе Наманганской области. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Качественный показатели топинамбура

Из данных, представленных в таблице 1, видно, что гигроскопическая влажность, количество золы клубни и кожуры корны топинамбура не превышала предела 10–12 %, разрешенного для всех растений, обычно для фармакопейных образцов [1; 2]. Соответственно, из топинамбура можно извлечь биологические вещества.

Были выбраны наиболее достоверные качественные реакции для топинамбура, взятого нами для исследовательского анализа.

Результаты теста (качественной реакции) по определению состава экстракта корня топинамбура представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Качественный анализ экстракта плодов топинамбура

Примечание: “+” символ указывает на интенсивность окрашивания.

Таким образом, результаты проводимых качественных реакций показывают, что в экстрактах корнеплодов топинамбура не обнаружены крахмал из полисахаридов, цистин из аминокислот, аспарагиновая кислота и триптофан из аминокислот. Эти данные в некоторой степени согласуются с данными, описанными в научной  литературе.

Согласно анализу библиографических источников, одной из важнейших особенностей топинамбура является то, что он богат микро- и макроэлементами: содержит железо, кремний, цинк, магний, калий, марганец, фосфор, кальций. Стоит отметить, что недостаток данных элементов в организме человека снижает функциональную активность эндокринной и нервной систем, ухудшает показатели крови и может привести к патологии в любом органе любой системы.

Одним из положительных качеств топинамбура является его экологическая самозащита, то есть топинамбур не накапливает в себе нитраты, тяжелые металлы и радиоактивные элементы. Представленная выше информация показывает, что топинамбур не обладает токсическим и аллергическим действием. Поэтому, изучение содержания макро- и микроэлементов в корне топинамбура является одной из актуальных научных задач.

В связи с этим с помощью инструментального нейтронно-активационного анализа определен элементный состав корня топинамбура. В корновище обнаружено 23 элементов, в коре корневища – 35 элементов (рис. 1–3). В наших исследованиях эти элементы были разделены на три группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

Порядок убывания состава макроэлементов коры корневища топинамбура К> Са > Mg> Na. Содержание макроэлементов в корневище уменьшается в следующем порядке: K >Mg >Ca >Na. Количество макроэлементов в коре корневища относительно выше, чем количество макроэлементов в корневище. Наибольшее количество элемента К наблюдалось в коре корневища топинамбура, его значение составило 279000 мкг/г, а наибольшее количество элемента К – 22000 мкг/г в корнавище.

Из данных, представленных на рисунках 1–3, известно, что порядок снижения содержания микроэлементов в коре корневища топинамбура следующий: Fe > Zn >Ba >Mn> Cu > Cr > Мо > Ni >Cо. Состав основных микроэлементов для корневища уменьшался в следующем порядке: Fe > Zn>Cu>Мn>Мо>Ni>Со.

Рисунок 1. Макроэлементный состав корня топинамбура

Рисунок 2. Микроэлементный состав корня топинамбура

Рисунок 3. Ультрамикроэлементный состав корня топинамбура

В коре корневища топинамбура содержится наибольшее количество железа среди микроэлементов, его количество равно 574 мкг/г. Установлено, что наибольшее количество микроэлементов железа содержится в корневище. Кора корневища топинамбура содержит наименьшее количество микроэлементов самария, лютеция, иттербия, золота, вольфрама, ртути, европия, сурьмы, брома, тербия и тантала. Общие микроэлементы, такие как бор, фтор, фосфор и кремний не обнаружены.

Следует отметить, что в корневище топинамбура токсичные элементы ртуть и свинец не обнаружены.

Заключение

Исходя из всего вышеизложенного, топинамбур не накапливает тяжелые металлы и радиоактивные элементы. Качество продукции из топинамбура не зависит от окружающей среды. Поэтому, из топинамбура возможна разработка вспомогательных биологически активных добавок, обладающих экологически безопасным антитоксическим действием, применяемых при лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Список литературы:

1. Государственная фармакопея ГФ. – 16-е изд. – М.: Минздрав РФ, 2016. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://minzdrav.gov.ru/ministry/61/10/gosudarstvennaya-farmakopeya-rossiyskoy-federatsii-xv-izdaniya (дата обращения: 05.10.2024).
2. Европейский Фармакопея. – Страсбург, 2001. – 1705 с .
3. Исследование топинамбура и его применение в медицине [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://vestnik.vsau.ru/wp-content/uploads/2020/11/54-62.pdf. (дата обращения: 05.10.2024).
4. Останакулов Т., Эльмуродов А. Научное обоснование технологии выращивания топинамбура и особенности семеноводства в Зеравшанской долине // Отрасль топинамбура в Узбекистане: достижения и перспективы: сб. науч. ст. – Ташкентский государственный экономический университет. – 2011. – С. 21–94.
5. Путырский И.Н., Прохоров В.Н. Универсальная энциклопедия лекарств растений. – Минск: Книжный дом, Махаон 2000. – 441 с.