Krasnoyarsk, Krasnoyarsk, Russian Federation
Krasnoyarsk, Krasnoyarsk, Russian Federation
The results of studies of the chemical composition of inflorescences of hemp seed variety Maria, growing in the territory of the Ermakovsky District of the Krasnoyarsk Region, are presented. The inflorescences were dried in a thermostat at a temperature of 50–60 °C to an air-dry state, crushed in a laboratory mill, and sieved on a sieve with a mesh size of 3–4 mm. An average sample was taken by the quartering method to study the chemical composition of hemp inflorescences. The protein content in the inflorescence of hemp seed was 14.369 %; fat – 4.03; sugars – 0.538; starch – 2.93; minerals – 20.71 %. The qualitative and quantitative elemental composition of inflorescences was studied. There is a high content of such minerals as calcium (206.000 g/kg), magnesium (17.880 g/kg), sodium (341.600 g/kg), potassium (14.800 mg/kg), iron (916.80 mg/kg). The results of the study of the fatty acid composition of hemp inflorescences showed that it contains essential polyunsaturated acids – linoleic (40.7799 %), alpha-linoleic (14.0285 %). The amino acid composition of the protein of cannabis inflorescences was determined. The content of essential amino acids threonine (0.5364 mg%), methionine (0.2232 mg%), tryptophan (0.0396 mg%), leucine + isoleucine (0.4196 mg%), valine (0.5074 mg%) , phenylalanine (0.6344 mg%), lysine (0.4312 mg%) was established. The content of ascorbic acid in the inflorescence of hemp seed was 0.121 %. The presence of vitamins of group B was established: B2 – 6.00 g/kg; B3 – 0.2905; B5 – 0.4587; B6 – 7.35 g/kg. Thus, inflorescences of hemp seed variety Maria contain physiologically significant components in their composition and can be a valuable source of raw materials in the development of formulations for various food products.
chemical composition, inflorescences, hemp seed, amino acids, mineral elements, vitamins
Введение. Создание нового ассортимента продукции на основе потенциала местного сырья является важной составляющей развития продовольственной программы Красноярского края. Около 70 % растительных ресурсов в Российской Федерации используются нерационально вследствие недостаточности сведений об их химическом составе, отсутствия систематизации в зависимости от климатических, почвенных условий региона и технологических приемов переработки. Исследование биохимического состава растительного сырья позволит обозначить пути их квалифицированного применения в различных направлениях использования. Создание новых композиций пищевых продуктов с содержанием функционально значимых компонентов с использованием местного растительного сырья региона является актуальным вопросом.
В последние годы все больший интерес стали проявлять исследователи и практики к некогда популярной культуре, используемой в различных отраслях народного хозяйства в советское время, – конопле посевной.
Конопля культурная, или посевная (Cannabis sativa L.), представляет собой травянистое однолетнее растение, относится к семейству тутовых (Моrасеае), подсемейству коноплевых (Саnnabinaceae) [1–3].
Производство конопляной продукции из разных частей конопляного растения приобретает в последние годы все большую популярность вследствие появления безнаркотических сортов и совершенствования технологических процессов ее переработки [4–6].
Потенциал конопляного растения в качестве эффективного терапевтического средства, продукции парфюмерно-косметического направления, пищевых и других целей на данное время до конца не дифференцирован. Известны направления использования переработки надземной части конопли для получения конопляной пеньки, костры, семян, масла, жмыха, косметических средств, пива [4]. В народной медицине конопля используется для лечения мышечных судорог, эпилепсии и рассеяного склероза, при ревматизме, онкологических заболеваниях, мигрени, астме, выполняет функцию местного анальгетика, действуют на вирус герпеса, нормализует сон [6, 7].
В литературных источниках присутствуют ограниченные сведения по химическому составу надземной части конопли посевной – соцветий. Известно, что в состав семян входит около 40 % жирного масла, содержащего эссенциальные жирные кислоты такие как линоленовая, линолевая. В составе белка присутствуют незаменимые аминокислоты: валин, лейцин, фенилаланин, изолейцин, треонин. В семенах конопли кроме жира присутствуют белки, витамины, слизистые вещества, фитонциды, гликозиды, смолы, стероидные сапонины, следы алкалоидов, обладающих терапевтическим действием [7, 8].
В связи с этим исследования, направленные на изучение химического состава соцветий конопли посевной для дальнейшего их квалифицированного использования, являются актуальными.
Цель исследования – изучение химического состав соцветий конопли посевной сорта Мария, произрастающей на плантациях Ермаковского района Красноярского края.
Задачи: определить химический состав соцветий конопли посевной; изучить индивидуальный состав минеральных веществ; исследовать аминокислотный состав белка; установить индивидуальный жирнокислотный состав; определить содержание витаминов.
Объекты и методы. Объектом исследования были соцветия ненаркотической конопли посевной сорта Мария, собранные с плантации Ермаковского района Красноярского края. Соцветия высушивались в термостате при температуре 50–60 °С до воздушно-сухого состояния, измельчались на лабораторной мельнице, просеивались на сите с размером ячеек 3–4 мм. Методом квартования отбирали среднюю пробу для исследования химического состава соцветий конопли [9, 10].
Определение содержания белка, жиров, углеводов, зольных веществ проводили по методикам, принятым в биохимии растений [11]. Определение содержание крахмала – по ГОСТ 10845-98. Аминокислотный состав белка устанавливали методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105М», жирнокислотный состав – на газовом хроматографе CLARUS 580 GC (ЭЗД и ПИД детекторы), индивидуальный минеральный состав – согласно ГОСТ 30178-96. Определение содержания аскорбиновой кислоты, витаминов группы В – методом капиллярного анализа. Обработка полученных результатов проводилась методом математической статистики. Объект исследования представлен на рисунке.
Конопля посевная
Результаты и их обсуждение. В таблице 1 приведен химический состав соцветий конопли посевной, собранных с плантации в Ермаковском районе Красноярского края. Подготовку проб к анализу осуществляли согласно методике, приведенной в методической части. Результаты анализа химического состава соцветий конопли посевной приведены в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав соцветий конопли посевной, %
|
Показатель |
Количественное значение |
|
Белок |
14,369±0,05 |
|
Жир |
4,030±0,01 |
|
Сахара |
0,538±0,0,005 |
|
Крахмал |
2,930±0,22 |
|
Зольные вещества |
20,710±0,3 |
Согласно полученным результатам, в соцветиях конопли посевной установлено высокое содержание зольных веществ (20,710 %) и белка (14,369 %).
Минеральный состав соцветий конопли посевной представлен в таблице 2.
Таблица 2
Минеральный состав соцветий конопли посевной
|
Элемент |
Содержание |
|
|
г/кг |
мг/кг |
|
|
Магний |
17,880 |
– |
|
Калий |
14,800 |
– |
|
Кальций |
206,000 |
– |
|
Цинк |
– |
56,27 |
|
Никель |
– |
3,321 |
|
Железо |
– |
916,800 |
|
Марганец |
– |
217,200 |
|
Медь |
– |
16,740 |
|
Кобальт |
– |
6,605 |
|
Хром |
– |
4,687 |
|
Кадмий |
– |
0,887 |
|
Натрий |
– |
341,600 |
Как следует из данных таблицы 2, в минеральном составе соцветий конопли посевной в большом количестве присутствуют такие физиологически значимые элементы, как кальций (206,000 г/кг), магний (17,880 г/кг), натрий (341,600 г/кг), калий (14,800 мг/кг), железо (916,800 мг/кг).
Жирнокислотный состав соцветий конопли посевной приведен в таблице 3.
Таблица 3
Жирнокислотный состав соцветий конопли посевной, %
|
Жирная кислота |
Процент от суммы жирных кислот |
|
Пальмитиновая |
18,2582 |
|
Пальмитоолеиновая |
0,9001 |
|
Олеиновая |
24,7482 |
|
Линолевая |
40,7799 |
|
α-Линолевая |
14,0285 |
|
Миристиновая |
1,0381 |
|
Капроновая |
0,2468 |
В составе жирных кислот соцветий конопли содержится 2 незаменимые кислоты – линолевая (40,7799 % ) и α-линолевая (14,0285 %).
Аминокислотный состав белка соцветий конопли посевной приведен в таблице 4.
Как следует из полученных результатов (табл. 4), в составе белка соцветий конопли посевной присутствуют 7 незаменимых аминокислот.
Таблица 4
Аминокислотный состав белка соцветий конопли посевной
|
Аминокислота |
Содержание, м.д. в 100 мг |
|
|
Экспериментальные данные |
В эталонном белке |
|
|
Аргинин |
0,1887 |
– |
|
Лизин |
0,4312 |
5,5 |
|
Фенилаланин |
0,6344 |
6 |
|
Лейцин + изолейцин |
0,4196 |
11 |
|
Валин |
0,5074 |
5,0 |
|
Пролин |
0,4482 |
– |
|
Треонин |
0,5364 |
4,0 |
|
Серин |
0,6756 |
– |
|
Аланин |
0,5954 |
– |
|
Глицин |
0,6418 |
– |
|
Триптофан |
0,0396 |
1,0 |
|
Тирозин |
0,3570 |
|
|
Метионин |
0,2232 |
, |
Таблица 5
Содержание витаминов в соцветии конопли посевной
|
Витамин |
Количественное значение |
|
С, % |
0,121 |
|
В2, г/кг |
6,000 |
|
В3, г/кг |
0,2905 |
|
В5, г/кг |
0,4587 |
|
В6, г/кг |
7,3500 |
Определено содержание аскорбиновой кислоты в соцветиях конопли посевной, которое составило 0,121 %. Содержание витаминов группы В наибольшее: В2 – 6 г/кг и В6 – 7,3599 г/кг.
Заключение. Определен химический состав соцветий ненаркотической конопли посевной сорта Мария, произрастающей на территории Ермаковского района Красноярского края. Установлено высокое содержание в соцветии конопли посевной минеральных веществ (20,710 %) и белка (14,369 %).
Изучен индивидуальный состав минеральных веществ соцветий конопли. Результаты исследований показали, что в большом количестве присутствуют такие физиологически значимые элементы, как кальций (206,000 г/кг), магний (17,880), натрий (341,600), калий (14,800), железо (916,80 мг/кг).
Исследован аминокислотный состав белка соцветий конопли посевной. Установлено присутствие 7 незаменимых аминокислот.
Определен индивидуальный жирнокислотный состав соцветий конопли посевной, в нем присутствуют 2 незаменимые полиненасыщенные кислоты – линолевая и α-линолевая.
Установлено содержание в соцветиях конопли посевной аскорбиновой кислоты (0,121 %) и витаминов группы В, наибольшее из которых приходится на В2 – 6 г/кг и В6 – 7,3599 г/кг.
Таким образом, соцветия конопли посевной сорта Мария содержат в своем составе физиологически значимые компоненты и могут представлять ценный сырьевой источник при разработке рецептур различных пищевых продуктов.
1. Cannabis sativa L. (incl. C. ruderalis Janisch.) – konoplya posevnaya // Illyustrirovannyy opredelitel' rasteniy Sredney Rossii: v 3 t. T. 2. Pokrytosemennye (dvudol'nye: razdel'nolepestnye) / I.A. Gubanov [i dr.]. M.: KMK; In-t tehnol. issled., 2003. S. 38.
2. Laptev Yu.P. Rasteniya ot A do Ya. M.: Kolos, 1992. 351 s.
3. Grinkevich N.I., Balandina I.A. Lekarstvennye rasteniya: sprav. posobie / pod red. N.I. Grinkevich. M.: Vyssh. shk., 1991. 308 s.
4. URL: https://monamo.ru/rasteniya/lechebnye-svojstva-konopli.
5. Issledovanie himicheskogo sostava semyan i volokna Cannabis sativa L. / S.L. Belopuhov [i dr.] // Butlerovskie soobscheniya. 2012. № 7-9, t. 31. S. 124–128.
6. Abduvohidov A., Karomatov I.D., Hamraeva A.H. Perspektivnoe lechebnoe rastenie konoplya // Biologiya i integral'naya medicina. 2016. № 6. S. 243–255.
7. Elsohly M.A., Desmond S. Chemical constituents of marijuana: the complex mixture of natural cannabinoids // Life Sciences. 2005. 78(5):539-48.
8. Turner C.E., Elsohly M.A. and Boeren E.G., Constituents of Cannabis sativa L. XVII. A review of the natural constituents // Journal of Natural Products. 1980. 43 (2): 169–234.
9. GOST 24027.2-80. Syr'e lekarstvennoe rastitel'noe. M., 1980. S. 284–294.
10. Ushanova V.M., Lebedeva O.I., Devyatlovskaya A.M. Osnovy nauchnyh issledovaniy. Krasnoyarsk: Izd-vo SibGTU, 2004. 335 s.
11. Pleshkov B.P. Praktikum po biohimii rasteniy. 3-e izd.; pererab. i dop. M.: Agropromizdat, 1985. 225 s.
