ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Chondrus crispus, ПРОИЗРАСТАЮЩЕГО В УСЛОВИЯХ МЕСТНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ: СОДЕРЖАНИЕ КАРРАГИНАНОВ И ВИТАМИНОВ

АННОТАЦИЯ

В представленной работе проведено исследование витаминного состава ирландского мха (Chondrus crispus), культивируемого в водоёмах Узбекистана в условиях локальной экосистемы. Целью исследования являлось определение содержания биологически активных веществ, в частности витаминов, для оценки нутрицевтического потенциала данного морского организма. Образцы мха были выращены и собраны из естественной среды обитания и подвергнуты лабораторному анализу с использованием современных методов спектрофотометрии и хроматографии. По результатам исследования установлен широкий спектр витаминов, включая витамины группы B, C, и D₃, что свидетельствует о высокой пищевой и биологической ценности Chondrus crispus. Дополнительно проведён количественный анализ содержания каррагинанов, подтвердивший перспективность использования ирландского мха местного происхождения в качестве источника природных нутриентов для нужд фармацевтической и пищевой промышленности.

ABSTRACT

The presented work presents a study of the vitamin composition of Irish moss (Chondrus crispus) cultivated in the water bodies of Uzbekistan in the conditions of the local ecosystem. The aim of the study was to determine the content of biologically active substances, in particular vitamins, to assess the nutraceutical potential of this marine organism. Moss samples were grown and collected from the natural habitat and subjected to laboratory analysis using modern methods of spectrophotometry and chromatography. The results of the study revealed a wide range of vitamins, including vitamins of group B, C, and D₃, which indicates the high nutritional and biological value of Chondrus crispus. In addition, a quantitative analysis of the content of carrageenans was carried out, confirming the prospects of using Irish moss of local origin as a source of natural nutrients for the needs of the pharmaceutical and food industries.

Ключевые слова: ирландский мох (Chondrus crispus), витаминный состав, количество каррагинанов, пищевая промышленность, морские водоросли, функциональные пищевые продукты, натуральные ингредиенты, нутрицевтики, биологически активные вещества, пищевая ценность, природные источники микронутриентов, местное сырьё.

Keywords: Irish moss (Chondrus crispus), vitamin composition, amount of carrageenans, food industry, seaweed, functional food products, natural ingredients, nutraceuticals, biologically active substances, nutritional value, natural sources of micronutrients, local raw materials

Введение. В условиях возрастающего интереса к природным источникам биологически активных веществ особую значимость приобретают исследования, направленные на изучение водорослей, обитающих в различных регионах водоёмах мира. Морские водоросли, в частности представители красных водорослей, ценятся за высокий уровень витаминов, минеральных веществ и других нутриентов, что делает их перспективным сырьём для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Одним из перспективных видов является ирландский мох (Chondrus crispus), характеризующийся выраженными гелеобразующими свойствами и высоким содержанием биологически активных веществ, в частности каррагинанов.

Chondrus crispus традиционно встречается в прибрежных районах Атлантики, в последние годы ведутся активные работы по его интродукции и культивированию в нетипичных для него климатических условиях. Выращивание в водоёмах Республики Узбекистан, обладающих специфическими гидрохимическими параметрами, повлияли на формирование витаминного профиля водоросли.

Цель настоящего исследования – провести оценку витаминного состава Chondrus crispus, выращенного и адаптированного в условиях водоёмов Республики Узбекистан, а также определение особенностей химического состава с учётом локальных экологических факторов. Результаты работы использованы для обоснования перспектив использования местного водорослевого сырья в различных отраслях, а также для развития технологий устойчивого аквакультурного производства в стране.

Методика и материалы исследования. Для определения витаминного состава ирландского мха, выращенного в водоёмах Республики Узбекистан, была использована комплексная аналитическая методика, включающая этапы подготовки проб, экстракции и количественного анализа с использованием высокоэффективных инструментальных методов.

Перед проведением анализа образцы Chondrus crispus были промыты дистиллированной водой для удаления механических примесей, высушены при температуре не выше 40 °C до постоянной массы, после чего измельчены до порошкообразного состояния в лабораторной мельнице. Полученный порошок использовался для дальнейших анализов.

Аналитическое определение витаминного состава ирландского мха проводится с использованием стандартных аналитических методов, основанных на физико-химических принципах, с учётом природы исследуемых витаминов (водо- или жирорастворимые).

Этапы анализа при подготовке пробы из сухого сырья ирландского мха предварительно измельчили и провели экстракцию. Для водорастворимых витаминов (С, D3, B1, B2, B3, В5 и биологически активных веществ каррагинана) использовали водную среду. При выделении и очистке экстрагированных соединений их отделяли от основного растительного материала путём фильтрации, после чего провели центрифугирование для упаривания растворителя. Затем провели очистку от сопутствующих веществ (использовали жидко-жидкостную экстракцию и твёрдофазную сорбцию).

Для экстракции водорастворимых витаминов, например, определения витамина C и витаминов группы B, набрали навеску измельчённого образца (1–2 гр) поместили в колбу с 25–50 мл 0,1 М раствора HCl (0,1 М H₂SO₄ в зависимости от исследуемого витамина). Смесь подвергалась нагреванию на водяной бане при температуре 60–70 °C в течение 30–40 минут с периодическим перемешиванием. После охлаждения полученный раствор фильтровали и доводили до необходимого объёма дистиллированной водой.

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) являлась основным методом количественного определения витаминов в исследуемых образцах ирландского мха благодаря высокой чувствительности, точности и способности разделять широкий спектр соединений. В ходе анализа применялись градиентные режимы элюирования с использованием колонок с обратной фазой (тип C18), а также ультрафиолетовые детекторы, настроенные на длины волн, соответствующие максимальному поглощению конкретных витаминов. В таблице 1 представлено количество витаминов в 100 г ирландского мха.

Таблица 1.

Количество витаминов в 100 г ирландского мха

Для повышения достоверности результатов спектрофотометрия использовалась как вспомогательный метод, преимущественно для витамина C и отдельных витаминов группы B, обладающих характерными спектрами поглощения. Количественное определение осуществлялось путём построения калибровочных графиков на основе стандартных растворов витаминов с известной концентрацией. Полученные значения выражались в миллиграммах на 100 г сухого вещества, что позволило объективно оценить витаминный состав исследуемого растительного сырья.

Для определения каррагинанов в водорослях ирландского мха (Chondrus crispus) проводили действия методом на основе экстракции горячей водой с последующим его осаждением и гравиметрическим определением. Каррагинан по литературным данным извлекается из высушенного сырья с помощью горячей воды, затем осаждением спиртом, после высушивания и взвешивания осадка, определяли содержание каррагинанов в процентах от массы исходного сырья.

Рисунок 1. Содержания витамина D3 в составе местного ирландского мха Chondrus crispus

Для определения точности проводили трёхкратную повторность лабораторного процесса. Результаты обрабатывались статистически с расчётом среднего значения, стандартного отклонения и относительной погрешности измерений.

Рисунок 2. Содержания витаминов группы В в составе местного ирландского мха Chondrus crispus

Суть метода заключается в следующем: на аналитических весах с высокой точностью производили взвешивание образца, после чего проводили его термическую обработку на водяной бане с магнитной мешалкой для равномерного нагрева и перемешивания. Далее полученную смесь фильтровали с использованием фильтровальной установки – вакуум-фильтра воронки Бюхнера. При необходимости для ускорения осаждения применялась центрифугирование сырья. Завершающим этапом являлась сушка осадка в сушильном шкафу при температуре 100–105 °C до постоянной массы. Содержание каррагинанов в ирландском мхе (Chondrus crispus) составило – 685 мг/г от сухой массы сырья.

Каррагинан – является сульфатированным полисахаридом, и его количество существенно определяется температурой, уровнем pH, временем экстракции и типом применяемого растворителя. Для точного анализа состава и качества каррагинанов был использован усовершенствованный метод, основанный на применении современных аналитических методов таких, как ИК-спектроскопия и высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ).

Заключение.

В результате проведённого исследования установлено, что местное сырьё ирландского мха (Chondrus crispus) является ценным источником биологически активных веществ, в частности каррагинанов и витаминов. Содержание каррагинанов в образце соответствует характерным значениям для ирландского мха и варьируется в зависимости от условий экстракции, таких как температура, pH и продолжительность обработки. Современные аналитические методы обеспечивают точную оценку их качества и количества. Благодаря своим желирующим, стабилизирующим и эмульгирующим свойствам каррагинаны находят широкое применение в пищевой промышленности (в качестве пищевых добавок, загустителей и стабилизаторов), а также в фармацевтике – при производстве гелей, капсул и средств наружного применения. Таким образом, ирландский мох представляет собой перспективное сырьё для производства пищевых и фармацевтических продуктов на основе каррагинанов, тогда как дополнительное обогащение витаминами требует использования других источников или методов.

Список литературы:

1. Álvarez-Viñas M, González-Ballesteros N, Torres MD, López-Hortas L, Vanini C, Domingo G, Rodríguez-Argüelles MC, Domínguez H. Efficient extraction of carrageenans from Chondrus crispus for the green synthesis of gold nanoparticles and formulation of printable hydrogels // International Journal of Biological Macromolecules. – 2022 May 1. – Vol. 206. – Pp. 553–566. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2022.02.145. Epub 2022 Mar 1. PMID: 35245577.
2. CN114573731A. Extraction process of Chondrus crispus. Google Patents. 2022. – Retrived from: https://patents.google.com/patent/US2620335A/en (accessed date: 05.09.2025)
3. FAO. Agar and Carrageenan Manual. Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1965.
4. Kulshreshtha G, Burlot AS, Marty C, Critchley A, Hafting J, Bedoux G, Bourgougnon N, Prithiviraj B. Enzyme-assisted extraction of bioactive material from Chondrus crispus and Codium fragile and its effect on herpes simplex virus (HSV-1) // Marine Drugs. 2015. – Vol. 13(1). – Pp. 558–580. doi: 10.3390/md13010558.
5. Randell L. 10 medicinal constituents of Chondrus crispus (irish moss). –TerraWhisper, 2024.
6. Torres M., et al. An Update on the Chemical Constituents and Biological Properties of Selected Species of an Underpinned Genus of Red Algae: Chondrus. Marine Drugs. – 2024. – Vol. 22(1). – Pp. 47.
7. Tuvikene R. Carrageenans. Handbook of Hydrocolloids. Elsevier, 2021.
8. Wilkes R. Chondrus crispus (carrageen), CABI Compendium, doi:10.1079/cabicompendium.89386. – 2022.