ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПОРОШКА КОРНЕВИЩА КУРКУМЫ (Curcuma longa L.) ПО ДАННЫМ ICP-OES

АННОТАЦИЯ

Куркума (Curcuma longa L.) как пряность и лекарственное растительное сырьё требует контроля элементного состава для оценки нутритивной ценности и безопасности. Методом ICP-OES выполнен многоэлементный анализ порошка корневища (“Зарчаба куркума”): макроэлементы (K, Mg, P, Ca, Na) определены на уровне г/кг при доминировании K (57,671 г/кг). Микроэлементы (Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Co, Sr, Ba и др.) выявлены на уровне мг/кг. Потенциально токсичные элементы составили: Cd 0,012 мг/кг, Pb 3,36 мг/кг, As 0,204 мг/кг, что обосновывает необходимость регулярного мониторинга и сопоставления с нормативами.

ABSTRACT

Turmeric (Curcuma longa L.) is used as a spice and medicinal raw material, making elemental profiling relevant for nutrition and safety. An ICP-OES multielement analysis of turmeric rhizome powder (“Тurmeric”) showed major elements (K, Mg, P, Ca, Na) at g/kg levels, with K dominating (57.671 g/kg). Trace elements (Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Co, Sr, Ba, etc.) were present at mg/kg levels. Potentially toxic elements were Cd 0.012 mg/kg, Pb 3.36 mg/kg, and As 0.204 mg/kg, supporting the need for routine monitoring and comparison with regulatory limits.

Ключевые слова: Curcuma longa, куркума, ICP-OES, элементный состав, тяжёлые металлы, микроэлементы, калий, свинец.

Keywords: Curcuma longa; turmeric; ICP-OES; elemental composition; trace elements; heavy metals; potassium; lead.

Введение

Куркума (Curcuma longa L.) относится к наиболее потребляемым специям мира и одновременно рассматривается как перспективное растительное сырьё для функционального питания и фитотерапии. На практике качество куркумы оценивают не только по органолептическим и фитохимическим показателям, но и по минеральному/элементному профилю, поскольку (а) макро- и микроэлементы участвуют в формировании пищевой ценности, (б) растения способны аккумулировать потенциально токсичные элементы из почв и воды, (с) элементный «отпечаток» может отражать геохимические особенности региона выращивания и технологию переработки [1–3].

Современные публикации (Scopus, 2010–2025) показывают, что для многоэлементного контроля куркумы и других специй наиболее применимы методы ICP-OES/ICP-MS после кислотного разложения матрицы, обеспечивающие одновременное определение макро- и микроэлементов, а также токсикантов (As, Cd, Pb и др.) [1,4,5]. Отдельное внимание уделяется проблеме контаминации специй тяжёлыми металлами и необходимости сопоставления результатов с санитарными ограничениями и риск-подходом [6].

Цель работы — представить результаты элементного анализа порошка корневища куркумы (образец “Куркума”) и обсудить их в сравнении с данными литературы Scopus (2010–2025) по многоэлементному составу куркумы и безопасности специй.

Материалы и методы

Объект исследования. Порошок корневища куркумы (Curcuma longa L.), образец “Куркума” (лабораторный №3).

Пробоподготовка. Для многоэлементного анализа растительного сырья применяют тонкую гомогенизацию и кислотное разложение навески в закрытых тефлоновых автоклавах с HNO₃ и H₂O₂ (микроволновая минерализация), после чего раствор доводят до заданного объёма деионизированной водой [1,7]. Аналогичный подход (навеска порядка 0,1 г, HNO₃ + H₂O₂, микроволновое разложение, доведение до метки) описан в типовой статье [1,7] и принят как базовая схема пробоподготовки для растительных матриц.

Метод измерения. ICP-OES. Для калибровки используется многоэлементный стандартный раствор; измерения выполняют в повторностях, рассчитывая среднее значение и контролируя RSD (как правило, в пределах ≤1%) [7].

Единицы измерения. В таблицах ниже концентрации приведены в мг/кг (ppm) на сухую массу; для макроэлементов дополнительно показан пересчёт в %.

Литературная база для обсуждения. Подбор источников выполнен по публикациям 2010–2025 гг. в журналах, индексируемых Scopus (аналитическая химия, пищевые науки, экологический контроль, токсикология).

Результаты и обсуждения

1) Макроэлементы: в образце “Куркума” доминирует калий (57 671 мг/кг = 5,767%), далее следуют Mg (4045 мг/кг), P (4264 мг/кг) и Ca (2795 мг/кг). Натрий определён на уровне 751 мг/кг. Такой порядок (K ≫ Mg, Ca, Na) типичен для куркумы и совпадает с общими закономерностями, приведёнными в работах по многоэлементному анализу куркумы, хотя абсолютные значения могут существенно варьировать в зависимости от региона выращивания, агрохимии почв, солевого стресса, года урожая и переработки [1,2].

Таблица 1.

Макроэлементы в порошке куркумы (ICP-OES)

Примечание: Fe приведён также как «крупный» элемент по величине содержания, хотя по биологической роли относится к микроэлементам.

2) Микроэлементы и технологически значимые примеси: среди микроэлементов наиболее выражены Fe (552 мг/кг) и Mn (65,7 мг/кг). Zn (10,3 мг/кг) и Cu (6,55 мг/кг) находятся в диапазонах, которые часто описываются для специй и лекарственных растений, но остаются чувствительными к эколого-геохимическим факторам [4,5]. Кобальт (0,514 мг/кг), никель (2,07 мг/кг), ванадий (2,17 мг/кг), рубидий (6,57 мг/кг), стронций (16,7 мг/кг) и барий (11,9 мг/кг) формируют дополнительный «профиль» сырья, который может использоваться как вспомогательный признак при сравнении партий по происхождению [2].

Таблица 2.

Микроэлементы и ряд сопутствующих элементов (ICP-OES, мг/кг)

3) Потенциально токсичные элементы (As, Cd, Pb): вопрос безопасности специй в последние годы активно обсуждается: систематические обзоры и региональные исследования фиксируют широкий разброс As/Cd/Pb в специях и подчёркивают роль загрязнения почв, воды, пост-уборочной обработки и возможной фальсификации/примесей [6].

Для исследованного образца получены значения: As = 0,204 мг/кг; Cd = 0,012 мг/кг; Pb = 3,36 мг/кг (Таблица 3). Концентрация Cd низкая, As — на уровне долей мг/кг, тогда как Pb требует повышенного внимания при серийном контроле партий и обязательного сопоставления с действующими нормативами той юрисдикции, где сырьё будет реализовано (пищевое использование/БАД/лекарственное растительное сырьё) [1].

Таблица 3.

Потенциально токсичные и радионуклидно-значимые элементы (мг/кг)

4) Редкоземельные элементы (REE) как часть «геохимического следа»: в образце куркумы определяются низкие концентрации La (0,310), Ce (0,658), Nd (0,254), Sm (0,059), Eu (0,017), Gd (0,038), Dy (0,044), Er (0,022 мг/кг); Tb, Ho ниже предела обнаружения. Подобные уровни REE обычно не рассматриваются как нутритивно значимые, однако в аналитической практике они могут дополнять набор признаков для сравнительной геохимической характеристики сырья (почва-растение-регион) при достаточной выборке и статистической обработке [6].

Вывод

В образце “Куркума” макроэлементы располагаются в убывающем порядке: K (5,767%) ≫ P (0,426%) ≈ Mg (0,405%) > Ca (0,280%) > Na (0,075%). Для микроэлементного профиля характерны повышенные значения Fe (552 мг/кг) и Mn (65,7 мг/кг) при умеренных уровнях Zn и Cu. Потенциально токсичные элементы показали низкую концентрацию Cd (0,012 мг/кг) и умеренные значения As (0,204 мг/кг) и Pb (3,36 мг/кг); это обосновывает необходимость регулярного контроля партий и сопоставления с применимыми нормативами для специй/растительного сырья. Наличие REE на уровне долей мг/кг может быть использовано как дополнительный компонент «элементного отпечатка» происхождения при расширении выборки.

Список литературы:

1. Zeiner, M., Šoltić, M., Cindrić, I. J., & Nemet, I. (2022). Multielement determination in turmeric (Curcuma longa L.) using different digestion methods. Molecules, 27(23), 8392. https://doi.org/10.3390/molecules27238392  
2. Zeiner, M., & Cindrić, I. J. (2017). Review—Trace determination of potentially toxic elements in (medicinal) plant materials. Analytical Methods, 9(10), 1550–1574. https://doi.org/10.1039/C7AY00016B  
3. Nasim, S. A., & Dhir, B. (2010). Heavy metals alter the potency of medicinal plants. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 203, 139–149. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1352-4_5  
4. Manousi, N., et al. (2022). Determination of metals in different matrices: A review of analytical methods focusing on ICP techniques. Applied Sciences, 12(2), 534. https://doi.org/10.3390/app12020534  
5. Senila, M., et al. (2024). A systematic overview of ICP-OES applications for elemental profiling in plant-derived matrices (2011–2023). Molecules, 29, 3169. https://doi.org/10.3390/molecules29143169
6. Tokalıoğlu, Ş., Çiçek, B., İnanç, N., Zararsız, G., & Öztürk, A. (2018). Multi-variate statistical analysis of data and ICP-MS determination of heavy metals in different brands of spices consumed in Kayseri, Turkey. Food Analytical Methods, 11, 2407–2418. https://doi.org/10.1007/s12161-018-1209-y