АМИНОКИСЛОТНЫЙ И МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ЦВЕТКОВ Calendula officinalis L.: КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты комплексного исследования аминокислотного и элементного состава цветков Calendula officinalis, культивируемых в условиях Ферганской области. Аминокислотный профиль определяли методом ВЭЖХ, элементный состав — методом ICP-OES. Установлено наличие 20 аминокислот с суммарным содержанием 225,354 мг/г сухой массы. Доминирующими являются пролин (74,108 мг/г) и треонин (31,447 мг/г). Среди макроэлементов преобладают K (187,35 мг/10 г), Ca (167,427 мг/10 г) и Mg (76,382 мг/10 г), среди микроэлементов — Fe (18,764 мг/10 г), Mn (0,723 мг/10 г) и Zn (0,338 мг/10 г). Показано, что выявленный химический профиль обосновывает противовоспалительные, ранозаживляющие и общеукрепляющие свойства растения.

ABSTRACT

This study presents the results of a comprehensive investigation of the amino acid and elemental composition of the flowers of Calendula officinalis, cultivated in the conditions of the Fergana region. The amino acid profile was determined using high-performance liquid chromatography (HPLC), while the elemental composition was analyzed by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES).A total of 20 amino acids were identified, with a total content of 225.354 mg/g of dry mass. Proline (74.108 mg/g) and threonine (31.447 mg/g) were found to be the dominant components. Among macronutrients, potassium (K, 187.35 mg/10 g), calcium (Ca, 167.427 mg/10 g), and magnesium (Mg, 76.382 mg/10 g) were predominant, whereas iron (Fe, 18.764 mg/10 g), manganese (Mn, 0.723 mg/10 g), and zinc (Zn, 0.338 mg/10 g) were the major trace elements. The obtained chemical profile substantiates the anti-inflammatory, wound-healing, and general strengthening properties of the plant.

Ключевые слова: Calendula officinalis, аминокислоты, макроэлементы, микроэлементы, ВЭЖХ, ICP-OES.

Keywords: Calendula officinalis, amino acids, macroelements, microelements, HPLC, ICP-OES.

Введение. Calendula officinalis является одним из наиболее исследованных представителей рода Calendula L. (семейство Asteraceae), биологическая активность которого давно признана в фитотерапии и фармакологии. Цветки данного вида традиционно используются при воспалительных процессах кожи, в заживлении ран и профилактике инфекционных осложнений, что подтверждается рядом фармакологических исследований, демонстрирующих их противовоспалительное, антимикробное и антиоксидантное действие [1]. Основное внимание современного научного сообщества уделяется изучению фенольных компонентов, каротиноидов и сапонинов, которые считаются ключевыми активными метаболитами календулы [2]. Однако относительно количественного анализа аминокислотного профиля и минерального состава цветков имеются лишь фрагментарные сведения, что затрудняет комплексную оценку фармакологического потенциала сырья.

Аминокислоты, в том числе заменимые и незаменимые, участвуют в регуляции метаболических процессов, синтезе белков, ферментативной активности и адаптации растений к стрессовым факторам [3-4]. В контексте фитохимии измерение аминокислотного состава предоставляет важные данные о метаболическом статусе растения и может служить дополнительным критерием качества растительного сырья. Так, пролин известен как метаболит, связанный с осмотическим стрессом и регенерацией тканей, а валин, лейцин и треонин относятся к незаменимым аминокислотам, обладающим высокой биологической ценностью [5-7].

Минеральные элементы, такие как калий, кальций, магний, а также микроэлементы (Fe, Zn, Mn и др.), играют важную роль в физиологии растений и оказывают влияние на качество растительного сырья с фармакологической точки зрения. Эти элементы участвуют в ферментативных реакциях, поддерживают структурную целостность тканей растений и могут усиливать антиоксидантную защиту [8-9]. В то же время содержание токсичных элементов (Pb, Cd, Hg) должно соответствовать фармакопейным требованиям, чтобы обеспечить безопасность фитопрепаратов.

Анализ аминокислотного состава методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) представляет собой стандартный подход к количественной оценке аминокислот, включая их разделение и детектирование с высокой степенью точности. Аналогичным образом, индуктивно связанная плазменная оптическая эмиссионная спектрометрия (ICP-OES) позволяет достоверно определять широкий спектр элементов в растительных образцах, обеспечивая чувствительность и специфичность, необходимые для профильного минералогического анализа [10].

Таким образом, проведение комплексного количественного анализа аминокислотного и минерального состава цветков Calendula officinalis является актуальной задачей современного фитохимического исследования. Полученные данные способствуют не только углублению понимания метаболического статуса данного лекарственного растения, но и расширяют научную основу для стандартизации сырья, оценки его биологической ценности и потенциала для применения в фармакологии и функциональном питании.

Целью настоящего исследования является комплексная количественная оценка аминокислотного и минерального состава цветков Calendula officinalis, культивируемых в условиях Ферганской области, с использованием современных аналитических методов (ВЭЖХ и ICP-OES), а также научное обоснование их биологической и фармакологической значимости.

Материалы и методы

Объектом исследования служили высушенные цветки Calendula officinalis, культивируемые в Ферганской области Республики Узбекистан. Сбор сырья проводили в фазе полного цветения. После сбора растительный материал сушили в тени при температуре 25–28°C до воздушно-сухого состояния. Высушенные образцы измельчали до порошкообразного состояния (размер частиц <1 мм) и хранили в герметичной таре до проведения анализа.

Определение аминокислотного состава. Количественный анализ свободных аминокислот осуществляли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с предварительной дериватизацией фенилтиоизоцианатом.

Экстракцию свободных аминокислот проводили из водного экстракта образца с последующим осаждением белков 20% раствором трихлоруксусной кислоты. После центрифугирования (8000 об/мин, 15 мин) надосадочную жидкость подвергали лиофильной сушке. Полученные остатки дериватизировали с использованием фенилтиоизоцианата с образованием фенилтиокарбамильных производных.

Хроматографирование проводили на системе Agilent 1200 с DAD-детектором при длине волны 269 нм. Разделение осуществляли на колонке C18 (75 × 4,6 мм) в градиентном режиме. Количественную оценку проводили методом внешнего стандарта. Результаты выражали в мг/г сухой массы.

Определение минерального состава. Для элементного анализа применяли метод индуктивно связанной плазменной оптической эмиссионной спектрометрии (ICP-OES).

Минерализацию образцов (0,1000 г) осуществляли в микроволновой системе с использованием концентрированной азотной кислоты и пероксида водорода. Полученные растворы доводили до фиксированного объема деионизированной водой.

Анализ проводили на приборе Avio-200 (Perkin Elmer). Определяли содержание макроэлементов (K, Ca, Mg, Na, P, S) и микроэлементов (Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Ni и др.), а также токсичных элементов (Pb, Cd, Hg, As). Концентрации выражали в мг/10 г сухой массы [11].

Результаты и обсуждение.

Результаты количественного анализа аминокислотного состава цветков Calendula officinalis, полученные методом ВЭЖХ, представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Содержание аминокислот в составе цветки Calendula officinalis

Рисунок 1. Хроматограммы цветки Calendula officinalis

В таблице 1 представлены качественные и количественные показатели аминокислотного состава цветков Calendula officinalis. Согласно полученным результатам, в исследуемом образце идентифицировано 20 аминокислот, а их суммарное содержание составило 225,354 мг/г сухой массы.

Анализ данных показывает, что среди всех аминокислот наибольшая концентрация характерна для пролина, содержание которого достигает 74,108 мг/г, что составляет около 30–33% от общего количества аминокислот. Высокий уровень пролина свидетельствует о важной роли данного соединения в процессах адаптации растения к стрессовым условиям, а также в регенерации тканей. На втором месте по содержанию находится треонин (31,447 мг/г) — незаменимая аминокислота, участвующая в синтезе белков и функционировании иммунной системы. Существенные количества также обнаружены для аланина (16,853 мг/г) и аспарагиновой кислоты (13,639 мг/г), которые играют ключевую роль в энергетическом и азотистом обмене.

К числу аминокислот со сравнительно высоким содержанием относятся серин (11,424 мг/г), глицин (9,670 мг/г) и лейцин (9,405 мг/г). Глицин известен своим участием в регуляции функций центральной нервной системы, тогда как лейцин является важным компонентом в процессах биосинтеза белка.

Следует отметить наличие незаменимых аминокислот, таких как валин (8,050 мг/г), фенилаланин (6,832 мг/г), гистидин (6,684 мг/г) и изолейцин (5,276 мг/г), что указывает на высокую биологическую ценность исследуемого растительного сырья.

В меньших количествах обнаружены метионин (2,686 мг/г), триптофан (3,350 мг/г), тирозин (4,400 мг/г), аргинин (1,257 мг/г), цистеин (0,559 мг/г) и лизин (0,314 мг/г). Несмотря на относительно низкое содержание, данные аминокислоты выполняют важные функции в метаболических и антиоксидантных процессах.

Качественный и количественный состав элементов в цветках Calendula officinalis был определён методом ICP-OES (индуктивно-связанной плазменной оптической эмиссионной спектрометрии), полученные результаты представлены в таблице 2 и рисунок 1.

Таблица 2.

Содержание элементов в составе цветки Calendula officinalis

Как видно из данных, представленных в таблице 2, цветки Calendula officinalis характеризуются богатым и разнообразным минеральным составом. В результате ICP-OES анализа в исследуемом образце было выявлено около 30 макро- и микроэлементов, что свидетельствует о высокой биологической ценности растительного сырья.

Среди макроэлементов наибольшая концентрация отмечена для калия (187,35 мг/10 г), который играет ключевую роль в регуляции осмотического давления, водно-солевого баланса и нормализации деятельности сердечно-сосудистой системы. Высокое содержание калия может объяснять потенциальный гипотензивный эффект препаратов на основе календулы.

Второе место по количественному содержанию занимает кальций (167,427 мг/10 г). Кальций является важным структурным элементом костной ткани и участвует в процессах свертывания крови, а также может усиливать противовоспалительное действие растительных экстрактов.

Значительное содержание также характерно для магния (76,382 мг/10 г), который участвует более чем в 300 ферментативных реакциях и играет важную роль в функционировании нервной системы и мышечной активности.

К числу макроэлементов со средним содержанием относятся натрий (18,721 мг/10 г) и фосфор (11,472 мг/10 г), участвующие в поддержании кислотно-щелочного равновесия и энергетическом обмене.

Среди микроэлементов наибольшая концентрация отмечена для железа (18,764 мг/10 г), что указывает на потенциальную роль растения в процессах кроветворения. Также выявлены марганец (0,723 мг/10 г), цинк (0,338 мг/10 г) и медь (0,307 мг/10 г), которые являются компонентами антиоксидантных ферментов и участвуют в защите клеток от окислительного стресса.

Дополнительно обнаружены такие элементы, как никель, кобальт, хром, стронций и кремний в малых количествах, что свидетельствует о комплексном минеральном профиле растения.

Особое внимание следует уделить токсичным элементам. В исследуемом образце такие элементы, как Hg, As, Sb и Sn, не обнаружены, а содержание свинца (Pb — 0,002 мг/10 г) и кадмия (Cd — 0,003 мг/10 г) не превышает допустимых нормативных значений. Это подтверждает экологическую безопасность исследуемого растительного сырья.

Заключение. Таким образом, на основании полученных результатов установлено, что цветки Calendula officinalis являются ценным источником аминокислот и минеральных элементов, обладающих высокой биологической активностью; их сбалансированный состав и экологическая безопасность обосновывают перспективность применения данного растительного сырья в фармацевтике и фитотерапии.

Список литературы:

1. Shahrajabian M.H., Sun W., Cheng Q. Therapeutic applications of Calendula officinalis: Pharmacological perspectives // Plants. – 2023. – Vol. 13(2). – P. 210.
2. Jan N., Andrabi K. I., John R. Calendula officinalis: An Important Medicinal Plant with Potential Biological Properties // Proceedings of the Indian National Science Academy. – 2017. – Vol. 83. – №. 4. – P. 769-787.
3. Muley B.P., Khadabadi S.S., Banarase N.B. Phytochemical constituents and pharmacological activities of Calendula officinalis Linn // Tropical Journal of Pharmaceutical Research. – 2009. – Vol. 8(5). – P. 455–465.
4. Шилова И.В. Аминокислотный и минеральный состав надземной части Atragene speciosa Weinm // Химико-фармацевтический журнал. — 2002. — Т.36. — №11. — С. 36-38.
5. Li X., Wu Y., Zhang J. Amino acids in plant metabolism and stress response // Plant Physiology Reports. – 2025. – Vol. 30(3). – P. 455–467.
6. Shahane K, Kshirsagar M, Tambe S, Jain D, Rout S, Ferreira MKM, Mali S, Amin P, Srivastav PP, Cruz J, Lima RR. An Updated Review on the Multifaceted Therapeutic Potential of Calendula officinalis L. Pharmaceuticals (Basel). 2023 Apr 18;16(4):611.
7. Шкроботько П.Ю. Аминокислотный состав подземных органов валерианы Фори и валерианы бузинолистной // Фармация. — 2009. — №7. — С.19-23. 2.
8. Шуляковская Т.А. Динамика содержания аминокислот в почках и листьях Betula pubescens и B. pendula (Betulaceae) в течение вегетационного периода // Растительные ресурсы. — 2007. — Т. 43, вып. 4. — С. 87-94. 3
9. Бурханова Х.В., Каримова Д.Б. Сравнительный анализ минерального состава различных сортов миндаля // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2024. 4(121).
10. Preethi K.C., Kuttan R. Wound healing activity of flower extract of Calendula officinalis // Journal of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology. – 2009. – Vol. 20(1). – P. 73–79.
11. Каримова Д.Б., Усманов Н.Х., Азимова К.А. Контроль качества тяжелых металлов в зубных пастах методом ИСП-ОЭС // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 6(99).