ИССЛЕДОВАНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА СЕМЯН Artemisia absinthium И Trigonella foenum-graecum

STUDY OF MACRO- AND MICROELEMENTS IN THE SEEDS OF Artemisia absinthium AND Trigonella foenum-graecum

Исмоилов М.Ю. Толипов Х.Т.

06.09.2025 170

9(135)

Цитировать:

Исмоилов М.Ю., Толипов Х.Т. ИССЛЕДОВАНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА СЕМЯН Artemisia absinthium И Trigonella foenum-graecum // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2025. 9(135). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/20683 (дата обращения: 05.12.2025).

Прочитать статью:

DOI - 10.32743/UniChem.2025.135.9.20683

АННОТАЦИЯ

Настоящее исследование посвящено сравнительному анализу макро- и микроэлементного состава семян Trigonella foenum-graecum и Artemisia absinthium, выращенных в домашних условиях в Ферганском регионе Узбекистана. Элементный анализ методом индуктивно-связанной плазменной масс-спектрометрии (ICP-MS) охватил 61 элемент. Оба растения показали наличие широкого спектра элементов, однако A. absinthium обладала значительно более богатым составом. В частности, содержание калия составило 17 413 мг/кг, кальция — 5 061 мг/кг, магния — 3 110 мг/кг, железа — 1 234 мг/кг, что значительно превышает аналогичные показатели у T. foenum-graecum (например, Fe — 222 мг/кг). Среди микроэлементов также выявлены высокие концентрации марганца (47,4 мг/кг), никеля (12,0 мг/кг), молибдена (5,33 мг/кг). Уровень токсичных элементов, таких как свинец и кадмий, оказался незначительным и не превышал допустимых пределов. Эти данные подтверждают потенциал A. absinthium как перспективного источника минеральных веществ для использования в нутрицевтике, фитотерапии и биофортификации.

ABSTRACT

This study presents a comparative analysis of the macro- and microelement composition of Trigonella foenum-graecum and Artemisia absinthium seeds cultivated under home conditions in the Fergana region of Uzbekistan. Elemental profiling was performed using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), covering 61 elements. Both plants exhibited a broad spectrum of essential and trace elements, with A. absinthium demonstrating a significantly richer mineral profile. Notably, potassium content reached 17,413 mg/kg, calcium 5,061 mg/kg, magnesium 3,110 mg/kg, and iron 1,234 mg/kg, all of which were considerably higher than those in T. foenum-graecum (e.g., Fe = 222 mg/kg). Among microelements, elevated levels of manganese (47.4 mg/kg), nickel (12.0 mg/kg), and molybdenum (5.33 mg/kg) were observed in A. absinthium. Toxic elements such as lead and cadmium were detected at trace levels, within acceptable safety limits. These findings highlight the nutritional and pharmacological potential of A. absinthium as a promising source of bioavailable minerals for nutraceuticals, phytotherapy, and biofortification.

Ключевые слова: Artemisia absinthium, Trigonella foenum-graecum, элементный состав, ИСП-МС, макро- и микроэлементы, пищевая ценность, лекарственные растения, редкоземельные элементы.

Keywords: Artemisia absinthium, Trigonella foenum-graecum, elemental composition, ICP-MS, macro- and microelements, nutritional value, medicinal plants, rare earth elements.

Введение

Изучение макро- и микроэлементного состава растений имеет большое значение для оценки их пищевой, фармакологической и экологической ценности. Растения являются основным источником жизненно важных элементов, таких как калий (K), кальций (Ca), магний (Mg), фосфор (P), железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), селен (Se) и др., играющих ключевую роль в метаболизме, иммунной защите и развитии организма человека. В этой связи идентификация растений с высоким содержанием биологически значимых элементов представляет интерес в поиске новых функциональных продуктов питания и лекарственного растительного сырья [1-2]. Кроме того, элементный анализ служит важным инструментом контроля качества растительных продуктов, позволяя выявлять потенциально токсичные элементы, такие как свинец (Pb), кадмий (Cd) и мышьяк (As), которые могут накапливаться в растениях вследствие загрязнения окружающей среды. Регулярный мониторинг элементного состава важен также для оценки состояния почв и степени антропогенного воздействия, поскольку растения способны аккумулировать элементы из среды обитания [3]. Профилирование элементного состава находит применение и в хемотаксономии, так как для некоторых видов характерны уникальные схемы накопления минералов. Кроме того, использование этих данных в сельском хозяйстве, в частности при биофортификации, направлено на обогащение продовольственных культур микроэлементами с целью профилактики глобальных дефицитов питания [4].

РастениеArtemisiaabsinthium, относящаяся к семейству Asteraceaeизвестно своим выраженным горьким вкусом и высоким содержанием эфирных масел. В народной медицине оно используется из-за противопаразитарных, противовирусных и противовоспалительных свойств. A. absinthium особенно богата эфирными маслами, сесквитерпеновыми лактонами, флавоноидами и дубильными веществами. Основные биологически активные компоненты растения — абсинтин и артемизинин — были широко изучены с научной точки зрения[5-6]. РастениеTrigonellafoenum-graecumотносится к семейству Fabaceaeи представлено множеством разновидностей. В основном оно произрастает в тропических и субтропических регионах. T. foenum-graecumшироко используется в народной медицине благодаря своим антисептическим, противовоспалительным и обезболивающим свойствам. Эфирные масла, получаемые из растения, активно применяются в ароматерапии и медицине [7-8].

Рисунок 1. Общий вид растенийT. foenum-graecum (А) и A. absinthium (B)

Хотя химический состав и биологическая активность этих двух видов изучены достаточно хорошо, их минеральный состав остается малоизученным. В настоящем исследовании мы проанализировали макро- и микроэлементный состав семян этих растений, выращенных в домашних условиях.

Материалы и Методы

Подготовление сырья.Семена растений T. foenum-graecum и A. absinthiumбыли высажены на территории села Хонкиз Ферганской области, Узбекистан. Отбор семян для анализа проводился в осенний период. Собранные образцы были высушены в прохладном месте.

Подготовка проб к анализу. 20 граммов семян были взвешены на электронной весах и тщательно измельчены в ступке. После измельчения во флаконы добавляли по 30 мл концентрированной азотной кислоты, после чего смесь оставляли на 30 минут до получения прозрачного раствора. Полученные растворы фильтровали во флаконы объёмом 100 мл и доводили до метки дистиллированной водой.Ранее подготовленные образцы семянанализировали в режиме полуквантитативногоанализа с использованием масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MSAT 7500) [9].

Параметры прибора: мощность плазмы — 1200 Вт, время интеграции — 0,1 сек. Калибровка и количественные расчёты проводились с использованием многоэлементного калибровочного стандарта “AgilentTechnologist” (61 элемент).

Результаты и обсуждение

Результаты анализа представлены в таблице 1, где показано количественное содержание 61 элемента, расположенного в порядке возрастания атомной массы.

Таблица 1.

Элементный состав семян T. foenum-graecum и A. absinthium

№	Название элемента	Диапазон измерения содержания элементов	Количество ( mg/kg)
№	Название элемента	Диапазон измерения содержания элементов	*T. foenum-graecum*	*А. absinthium*
1	Li (3)	0,05-4000	0,269	0,685
2	Be (4)	0,05-4000	0,073	0,073
3	B (5)	0,10-4000	13,1	14,1
4	Na(11)	0,004-11%	989	1500
5	Mg(12)	0,004-11%	2553	3110
6	Al(13)	0,002-20%	127	1203
7	P(15)		6289	6765
8	K(19)	0,008-30%	16922	17413
9	Ca(20)	0,005-28%	2869	5061
10	Sc (21)	0,10-4000	0,280	0,576
11	Ti(22)	0,0006-9%	15,5	56,6
12	V(23)	0,10-4000	0,465	2,95
13	Cr(24)	1,0-4000	3,00	4,45
14	Mn(25)	0,002-10%	18,4	47,4
15	Fe(26)	0,006-30%	222	1234
16	Co(27)	0,10-4000	0,551	0,909
17	Ni(28)	1,0-4000	10,2	12,0
18	Cu(29)	1,0-4000	14,5	14,3
19	Zn(30)	1,0-4000	48,3	42,9
20	Ga(31)	0,10-4000	0,059	0,371
21	As(33)	0,10-4000	0,139	0,189
22	Se(34)	0,50-4000	1,37	1,32
23	Rb(37)	0,10-4000	9,44	8,88
24	Sr(38)	0,10-4000	8,86	15,4
25	Y (39)	0,10-4000	<0,10	0,371
26	Zr(40)		<0,10	<0,10
27	Nb(41)	0,005-4000	0,022	0,063
28	Mo(42)	0,10-4000	1,92	5,33
29	Ag(47)	0,05-10,0	<0,05	<0,05
30	Cd(48)	0,005-4000	0,054	0,040
31	In(49)		<0,01	<0,01
32	Sn(50)	0,10-10	<0,10	<0,10
33	Sb(51)	0,10-4000	<0,10	<0,10
34	Te (52)	0,30-4000	<0,30	<0,30
35	Cs(55)	0,02-4000	0,023	0,039
36	Ba(56)	0,10-4000	4,83	7,33
37	La (57)	0,50-4000	0,040	0,265
38	Ce (58)	0,04-4000	0,084	0,596
39	Pr (59)	0,01-4000	<0,01	0,068
40	Nd (60)	0,01-4000	0,030	0,308
41	Sm (62)	0,01-4000	0,027	0,090
42	Eu (63)	0,01-4000	<0,01	0,024
43	Gd (64)	0,01-4000	0,013	0,073
44	Tb (65)	0,01-4000	<0,01	0,013
45	Dy (66)	0,01-4000	0,014	0,075
46	Ho (67)	0,01-4000	<0,01	0,013
47	Er (68)	0,01-4000	<0,01	0,027
48	Tm (69)	0,01-4000	<0,01	<0,01
49	Yb (70)	0,01-4000	<0,01	0,026
50	Lu (71)	0,01-4000	<0,01	<0,01
51	Hf (72)	0,05-4000	<0,05	<0,05
52	Ta(73)	0,04-4000	0,022	0,023
53	W(74)	0,08-4000	0,017	0,015
54	Re(75)	0,01-4000	<0,01	<0,01
55	Pt* (78)	0,05-4000	<0,05	<0,05
56	Au* (79)	0,05-4000	<0,05	<0,05
57	Tl(81)	0,01-4000	<0,01	<0,01
58	Pb(82)	0,1-4000	2,03	1,91
59	Bi(83)	0,01-4000	0,011	0,016
60	Th (90)	0,01-4000	0,013	0,050
61	U(92)	0,01-4000	0,045	0,056

Результаты элементного анализа семян T. foenum-graecum и A. absinthium показали наличие широкого спектра макро-, микро-, редкоземельные элементы. В целом установлено, что A. absinthium обладает более богатым минеральным составом, чем T. foenum-graecum, с повышенным содержанием большинства исследованных элементов.Среди макроэлементов наибольшее содержание в обеих растениях выявлено у калия (K): 17 413 мг/кг у A. absinthium и 16 922 мг/кг у T. foenum-graecum. Аналогичная картина наблюдается по фосфору (P) и магнию (Mg), которые также присутствуют в более высоких концентрациях в A. absinthium. Особенно следует отметить содержание кальция (Ca), которое у A. absinthium (5 061 мг/кг) почти в два раза выше, чем у T. foenum-graecum (2 869 мг/кг). Повышенное содержание натрия (Na) у A. absinthium может быть связано с адаптацией к определённым почвенным или климатическим условиям.Что касается микроэлементов, A. absinthium продемонстрировала значительно более высокие значения. Содержание железа (Fe) у A. absinthium (1 234 мг/кг) превышает аналогичный показатель у T. foenum-graecum (222 мг/кг) более чем в пять раз, что указывает на высокую питательную ценность данного растения как источника железа. Марганец (Mn) также содержится у A. absinthium в более чем двукратном количестве. Повышенные уровни также зафиксированы по таким микроэлементам, как кобальт (Co), никель (Ni) и хром (Cr). В то же время содержание цинка (Zn) и меди (Cu) оказалось примерно одинаковым у обоих растений, а уровень селена (Se) был почти идентичен (~1,3 мг/кг).Потенциально токсичные элементы, такие как свинец (Pb), кадмий (Cd) и мышьяк (As), были выявлены в следовых количествах в обеих пробах, при этом значения не превышали допустимые пределы, хотя у T. foenum-graecum содержание свинца и кадмия оказалось немного выше.Наиболее выраженное различие между двумя видами растений наблюдается в накоплении редкоземельных элементов. У A. absinthium обнаружены такие элементы, как лантан (La), церий (Ce), неодим (Nd), самарий (Sm) и другие, тогда как у T. foenum-graecum их содержание либо не определялось, либо находилось на крайне низком уровне. Это свидетельствует о способности A. absinthium к накоплению редкихэлементов, что, возможно, связано с особенностями почвы или морфологией корневой системы.

Заключение

Проведённый элементный анализ семян Trigonellafoenum-graecum и Artemisiaabsinthium показал, что оба растения являются ценными источниками макро- и микроэлементов, необходимых для здоровья человека. Особенно богатым минеральным составом отличается A. absinthium, демонстрирующая высокое содержание как основных биогенных элементов (K, Ca, Mg, Fe), так и редкоземельных соединений. Эти различия, вероятно, обусловлены физиолого-биохимическими особенностями растений и условиями произрастания. Незначительное содержание токсичных элементов подтверждает экологическую безопасность исследованных образцов. Полученные результаты могут быть использованы при создании обогащённых биологически активных добавок, а также служить основой для дальнейших агрохимических и фармакологических исследований.

Список литературы:

Monib, A. W., Alimyar, O., Mohammad, M. U., Akhundzada, M. S., & Niazi, P. (2023). Macronutrients for Plants Growth and Humans Health. Journal for Research in Applied Sciences and Biotechnology, 2(2), 268–279. https://doi.org/10.55544/jrasb.2.2.38
Shenkin A. (2006). Micronutrients in health and disease. Postgraduate medical journal, 82(971), 559–567. https://doi.org/10.1136/pgmj.2006.047670
Kabata-Pendias, A. (2010). Trace Elements in Soils and Plants (4th ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/b10158
White, P. J., & Broadley, M. R. (2009). "Biofortification of crops with seven mineral elements often lacking in human diets—iron, zinc, copper, calcium, magnesium, selenium and iodine." New Phytologist, 182(1), 49–84. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2008.02738.x
Batiha, G. E., Olatunde, A., El-Mleeh, A., Hetta, H. F., Al-Rejaie, S., Alghamdi, S., Zahoor, M., Magdy Beshbishy, A., Murata, T., Zaragoza-Bastida, A., & Rivero-Perez, N. (2020). Bioactive Compounds, Pharmacological Actions, and Pharmacokinetics of Wormwood (Artemisia absinthium). Antibiotics (Basel, Switzerland), 9(6), 353. https://doi.org/10.3390/antibiotics9060353
Szopa, A., Pajor, J., Klin, P., Rzepiela, A., Elansary, H. O., Al-Mana, F. A., Mattar, M. A., & Ekiert, H. (2020). Artemisia absinthium L.-Importance in the History of Medicine, the Latest Advances in Phytochemistry and Therapeutical, Cosmetological and Culinary Uses. Plants (Basel, Switzerland), 9(9), 1063. https://doi.org/10.3390/plants9091063
Visuvanathan, T., Than, L. T. L., Stanslas, J., Chew, S. Y., &Vellasamy, S. (2022). Revisiting Trigonella foenum-graecum L.: Pharmacology and Therapeutic Potentialities. Plants (Basel, Switzerland), 11(11), 1450. https://doi.org/10.3390/plants11111450
Bahmani, M., Shirzad, H., Mirhosseini, M., Mesripour, A., & Rafieian-Kopaei, M. (2016). A Review on Ethnobotanical and Therapeutic Uses of Fenugreek (Trigonella foenum-graceum L). Journal of evidence-based complementary & alternative medicine, 21(1), 53–62. https://doi.org/10.1177/2156587215583405
Smirnova E.V., Zarubina O.V. Determination of macro- and microelements in biological standard samples of plant and animal origin by inductively coupled plasma mass-spectrometry // modern methods of analysis of substances and materials: Mass spectrometry. Standard samples No. 3, 2014, pp. 45-57. [Published in Russian].

Информация об авторах