ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА МЕСТНЫХ СОРТОВ ШЕЛКОВИЦЫ

АННОТАЦИЯ

В работе изучен химический состав плодов белой шелковицы и сорта чёрная жемчужина. Проведён анализ аминокислот, углеводов, фенольных соединений и витаминов методом ВЭЖХ. Установлено, что белая шелковица содержит больше аминокислот, а чёрная жемчужина богата минеральными веществами и флавоноидами. В плодах обоих сортов отсутствуют тяжёлые металлы; витамины C, B₆ и PP присутствуют в высоких концентрациях. Полученные данные свидетельствуют о высокой питательной и биологической ценности плодов и их перспективном использовании для функциональных продуктов.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой питательной и биологической ценности плодов шелковицы и могут быть использованы для разработки функциональных продуктов и обогащённых напитков.

ABSTRACT

The chemical composition of the fruits of the white mulberry and the black pearl variety has been studied. The analysis of amino acids, carbohydrates, phenolic compounds and vitamins was performed by HPLC. It has been found that white mulberry contains more amino acids, while black pearl is rich in minerals and flavonoids. The fruits of both varieties are free of heavy metals; vitamins C, B6 and PP are present in high concentrations. The data obtained indicate the high nutritional and biological value of fruits and their promising use for functional products.

The results obtained indicate the high nutritional and biological value of mulberry fruits and can be used to develop functional products and fortified drinks.

Ключевые слова: шелковица, аминокислоты, углеводы, макро- и микроэлементы, витамины, флавоноиды, фенольные соединения, ВЭЖХ.

Keywords: mulberry, amino acids, carbohydrates, macro- and microelements, vitamins, flavonoids, phenolic compounds, HPLC.

Введение. Шелковица (Morus L.) относится к ценным плодово-ягодным культурам, плоды которой традиционно используются в народной и современной медицине благодаря высокому содержанию биологически активных соединений [1, 2]. В последние годы наблюдается повышенный научный интерес к изучению химического состава различных сортов шелковицы, поскольку их фенольные соединения, флавоноиды, витамины и минеральные элементы обладают выраженными антиоксидантными, противовоспалительными и кардиопротекторными свойствами [3, 4].

Различия в химическом составе сортов, таких как белая шелковица и сорт чёрная жемчужина, обусловлены генетическими особенностями, агроклиматическими условиями и степенью зрелости плодов [5].

Целью данной работы является комплексное исследование химического состава плодов белой шелковицы и сорта чёрная жемчужина с использованием современных хроматографических методов и оценка их пищевой и биологической ценности.

По данным многочисленных научных публикаций установлено, что ресвератрол содержится не только в сортах винограда, но и в таких растительных источниках, как грецкий орех, шелковица, чёрная смородина, клюква и какао. В исследованиях китайских учёных отмечено, что в составе свежего сока шелковицы выявлено значительное количество антиоксидантов, оказывающих благоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему, включая ресвератрол и стерины [6].

На территории Республики плоды шелковицы традиционно применяются при заболеваниях системы кровообращения. Плоды белой шелковицы, а также отвары её листьев используются в народной медицине как средства, способствующие снижению артериального давления, нормализации функций мочевыводящих путей и улучшению состояния тканей пародонта. Уксус, полученный из плодов белой шелковицы, характеризуется выраженным физиологическим действием: способствует разжижению крови, выведению метаболитов, поддержанию нормального уровня холестерина и глюкозы в крови, стабилизации артериального давления и снижению риска развития инсульта. Сок шелковицы применяется для улучшения кровообращения и общего очищения крови. Биологическая активность плодов шелковицы обусловлена высоким содержанием полифенольных антиоксидантов, прежде всего флавоноидов и ресвератрола. Согласно экспериментальным данным, плоды шелковицы проявляют терапевтический эффект при миокардиодистрофии: у пациентов отмечены уменьшение одышки, снижение болевого синдрома в области сердца, нормализация частоты сердечных сокращений, а также снижение выраженности отёков, возникающих вследствие задержки жидкости [7, 8].

Учитывая приведённые сведения, с целью повышения функциональных свойств создаваемого напитка, а также улучшения его органолептических характеристик, был проведён анализ химического состава плодов шелковицы, произрастающих на территории Республики.

Материалы и методы исследования

Материалом исследования служили плоды двух местных сортов шелковицы, собранные в период полной зрелости.

Определение химического состава проводилось с использованием стандартных аналитических методов: содержание аминокислот, водорастворимых витаминов и флавоноидов – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии; макро- и микроэлементы методом масс-спектрометрии.

Растворимые в воде витамины в сортах шелковицы определялись методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Анализ растворимых витаминов проводился с использованием режима градиентного элюирования и диодного матричного детектора. В качестве подвижной фазы применялись ацетонитрил и буферный раствор. Спектральные данные регистрировались в диапазоне 200–400 нм.

Условия хроматографического анализа: подвижная фаза (градиентный режим): ацетонитрил – буферный раствор, pH 2,92, (4% : 96%) 0-6 мин.,  (10% : 90%) 6-9 мин., (20% : 80%) 9-15 мин, (4% : 96%) 15-20 мин. Объём инъекции - 10 мкл; скорость подвижной фазы - 0,75 мл/мин; колонка - Eclipse XDB – C18, 5,0 мкм, 4,6×250 мм; детектор - диодный матричный детектор (ДМД), длина волн для регистрации спектра 254, 272, 292, 297, 360 нм.

Результаты и обсуждение

Исследование показало значительные различия в химическом составе между сортами. Ниже в таблице 1 приведены аминокислотный состав плодов двух сортов шелковицы.

Таблица 1.

Аминокислотный состав плодов различных сортов шелковицы

В сорте белой шелковицы содержание аминокислот в 3 раза выше, чем в сорте черная жемчужина, при этом среди всех аминокислот наиболее высоким является уровень цистеина (10,02623 мг/г). Также содержание пролина в этом сорте значительно превышает уровень других аминокислот. В сорте черная жемчужина среди аминокислот сравнительно высокими являются показатели цистеина (0,955191 мг/г), пролина (0,808473 мг/г) и серина (0,878827 мг/г). Таким образом, содержание азотсодержащих соединений в плодах шелковицы невелико, и их состав преимущественно представлен углеводами, витаминами и полифенольными веществами.

Химический состав плодов шелковицы варьирует в зависимости от сорта и климатических условий. Массовая доля воды в плодах составляет 82–86 %, содержание сахаров — 10,9–12,7 %. В сушёной шелковице количество сахаров достигает 73,29–83,71 %. Кроме того, плоды богаты витаминами группы В, а также витаминами C, E, K, PP и минеральными элементами, такими как калий, натрий, фосфор, кальций, магний, железо. Семена шелковицы содержат до 24–33 % жира и другие биологически активные соединения.

Содержание углеводов в плодах белой шелковицы меньше, чем в плодах сорта чёрная жемчужина, что представлено в таблице 2.

Таблица 2.

Содержание углеводов в составе плодов шелковицы

Сорт чёрная жемчужина характеризуется повышенным содержанием минеральных веществ, таких как калий, фосфор и магний, что положительно влияет на работу сердечно-сосудистой системы и функции головного мозга. По сравнению с плодами белой шелковицы содержание минеральных элементов в плодах сорта чёрная жемчужина отличается следующим образом: кальция - в 6,5 раза, калия - в 1,4 раза, фосфора - в 2,2 раза, магния - в 2,7 раза.

Таблица 3.

Содержание макро- и микроэлементов в сортах шелковицы

Тяжёлые металлы, такие как свинец, мышьяк и ртуть, в плодах обоих сортов шелковицы не обнаружены. Содержание свинца составляет 0,1 мг на 20 г продукта. Был изучен также состав флавоноидов в плодах сорта чёрная жемчужина и белой шелковицы.

Таблица 4.

Содержание фенольных соединений в плодах различных сортов шелковицы

В плодах сорта чёрная жемчужина выявлено повышенное содержание апигенина, а в плодах белой шелковицы установлено более высокое содержание рутина, гиперазида и робинина.

Таблица 5.

Содержание витаминов в плодах различных сортов шелковицы

В составе плодов шелковицы установлено наличие витаминов, при этом особенно высокое содержание витаминов C, B₆ и PP. Известно, что витамин C оказывает выраженное биологическое действие: способствует снижению воспалительных процессов, профилактике простудных заболеваний, разжижению крови и улучшению работы сердечно-сосудистой системы [9,10].

Заключение. Проведённые исследования показали, что химический состав плодов различных сортов шелковицы существенно варьирует и определяется их биологическими особенностями. Установлено, что плоды белой шелковицы содержат более высокие концентрации аминокислот, особенно цистеина и пролина, тогда как сорт чёрная жемчужина характеризуется повышенным содержанием минеральных веществ, включая кальций, калий, фосфор и магний. Анализ флавоноидного состава позволил выявить, что в сорте чёрная жемчужина отмечено более высокое содержание апигенина, а в белой шелковице доминируют рутин, гиперазид и робинин.

Определение витаминов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии показало, что плоды обоих сортов богаты витаминами C, B₆ и PP, что подтверждает их высокую антиоксидантную активность и потенциал для укрепления сердечно-сосудистой системы. В плодах шелковицы не обнаружены токсичные тяжёлые металлы (свинец, мышьяк, ртуть), что свидетельствует об их экологической безопасности.

Полученные результаты подтверждают высокую пищевую и биологическую ценность плодов шелковицы и указывают на перспективы их использования в разработке функциональных продуктов питания и обогащённых напитков.

Список литературы:

1. Ivanova T.A. Chemical composition of mulberry fruits. Journal of Plant Foods, 2020.
2. Li X. et al. Bioactive compounds in Morus species. Food Chemistry, 2019.
3. Kim J. Antioxidant activity of mulberry phenolics. Phytotherapy Research, 2018.
4. Zhang L. Mulberry flavonoids and cardiovascular effects. Nutrients, 2021.
5. Rasulov A. Influence of climate on mulberry composition. Uzbek Biological Journal, 2022.
6. Wei, H.; Zhu, J.J.; Liu, X.Q.; Feng, W.H.; Wang, Z.M.; Yan, L.H. Review of bioactive compounds from root barks of Morus plants (Sang-Bai-Pi) and their pharmacological effects. Cogent. Chem. 2016, 2, 1212320.
7. Yang, Y.; Tan, Y.X.; Chen, R.Y.; Kang, J. The latest review on the polyphenols and their bioactivities of Chinese Morus plants. J. Asian Nat. Prod. Res. 2014, 16, 690–702.
8. El-Mawla, A.M.; Mohamed, K.M.; Mostafa, A.M. Induction of Biologically Active Flavonoids in Cell Cultures of Morus nigra and Testing their Hypoglycemic Efficacy. Sci. Pharm. 2011, 79, 951–961.
9. Saribaeva D., Kurbanov N., Atamirzayeva S., Yakubzhanova Yo.Ginger root as a source of biologically active substances // E3S Web of Conferences 486, 02028 (2024) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202448602028 AGRITECH-IX 2023.
10.  Saribaeva D., Aripova K. Producing the processes of obtaining functional drinks based on medicinal plants extract // E3S Web of Conferences 486, 02018 (2024) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202448602018 AGRITECH-IX 2023.