Кемерово, Кемеровская область, Россия
с 01.01.2022 по настоящее время
Кемеровский государственный медицинский университет
с 01.01.2008 по 01.01.2023
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Цель исследования – изучить макро- и микрокомпонентный состав растительной части дягиля лекарственного (Angelica archangelica L.) и образцов пчелопродуктов монофлорного меда, собранного пчелами с этого растения, для прогнозирования функциональных свойств пчелопродуктов. Задачи: проанализировать образцы на содержание макро-, микроэлементов; оценить количественное содержание минеральных элементов в растительной части дягиля лекарственного и пчелопродуктах; провести анализ влияния минерального состава пчелопродуктов на физиологический и фармакологический потенциал организма человека; исследовать ботаническое происхождения меда. Объект исследования – надземная часть (соцветия) дягиля лекарственного и образцы монофлерного меда, собранные в зоне черневой тайги Кузнецкого Алатау в период первой половины июля 2022 г. Образцы меда исследовались на «частоту встречаемости пыльцевых зерен медоносных растений» по требованиям стандарта ГОСТ 31769-2012, на основе чего методом мелиссопалинологического анализа определялось ботаническое происхождение. Определение компонентного минерального состава проб меда проводилось методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на спектрометре ISP-AES 9820 (Shimadzu, Япония). Анализ содержания элементов в пробах проводился по градуировочной зависимости стандартных растворов ионов элементов. Количественный анализ содержания элементов проводился с использованием мультиэлементных стандартных образцов (ICP multi-element standard solution IV Merck). Установлено соответствие ботанического происхождения меда с растения Angelica archangelica L. Из 23 элементов, идентифицированных в соцветиях растения, 17 элементов обнаружены в пчелопродукции. Определено содержание элементов фосфора (340 мкг/кг), олова (110) и индия (380 мкг/кг) в меде. Высокое накопление макроэлемента калия до 3 800 мкг/кг в меде при содержании до 5 700 мкг/кг в растительной части связано с повышенным содержанием элементов в почвах Западной Сибири. Рассчитана степень удовлетворения суточной потребности в минеральных компонентах дягелевого меда. Пчелопродукцию можно рассматривать как натуральный источник минеральных компонентов.
минеральные вещества, Angelica archangelica L., дягилевый мед, показатели качества
Введение. Польза меда, как функционального продукта, известна достаточно давно [1]. Мед содержит в среднем 81 % сахаров, 17 % воды и 2 % других соединений. Такие компоненты пчелопродуктов, как ферменты, фенольные соединения, макро- и микроэлементы, влияют на их фармакологические свойства [2]. Состав меда и его функциональные свойства зависят от сорта, места сбора и биосинтетических характеристик растений, от которых он получен [3].
Мед изучен на предмет пользы для здоровья, обусловленной биологически активными соединениями в его составе. Установлено, что вторичные метаболиты растений-медоносов, такие как полифенольные комплексы, алкалоиды и терпеноиды, определяют органолептические и функциональные свойства растений. Фенольные соединения собираются пчелами из нектара и пыльцы, а далее перерабатываются в пчелопродукцию. В исследованиях сообщается, что помимо фенольных соединений мед также содержит ферменты, такие как глюкозооксидаза, диастаза, инвертаза, каталаза и пероксидаза, которые также отвечают за антибактериальную активность [1, 2, 4].
В различных исследованиях отмечается антимикробная, антибактериальная и антиоксидантная активность меда, значительно различающаяся от его ботанического и географического происхождения [5]. Данные по свойствам австралийского меда манука в отношении многих микроорганизмов исследователи связывают с компонентным составом биологических соединений, передающихся в пчелопродукты из нектара и пыльцы от растения Leptospermum scoparium [6].
Таким образом, исследования, направленные на изучение компонентного состава пчелопродуктов, выявление различий, связанных с видовым происхождением меда, являются актуальными и востребованными.
Популярным среди потребителей считается мед манука, известный своим антимикробным механизмом действия. В то же время существуют местные виды меда, недостаточно изученные, но считающиеся полезными для здоровья. В Сибирском регионе известным монофлерным видом меда является дягилевый, собираемый в регионах Кузнецкого Алатау и Алтайского края. Цветки дягиля лекарственного (Angelica archangelica L.), стебель и корни широко известны высокой терапевтической эффективностью как в народной медицине, так и втрадиционной медицинской системе. Изучена антиоксидантная, антимикробная и антибактериальная активность вторичных биоактивных метаболитов растения. В соцветиях растения обнаружено более 60 соединений эфирных масел, включая эфирные, кумарины, терпеноидные соединения и спирты [7]. Описан опыт использования растений родаAngelica archangelica L. для лечения многих заболеваний [8]. Исследователи указывают на нестабильность изученного фитохимического состава как извлечений из дягиля лекарственного, так и медовой продукции. Отмечается, что свойства и состав сырья значительно варьируются для регионов произрастания, связываемых исследователями с видом почв и временем сбора [9]. Следовательно, исследование спектра состава биоактивных соединений, передающихся в мед от растений-медоносов, связанных с функциональными свойствами пчелопродуктов, является актуальной научной задачей.
Цель исследования – изучить макро- и микрокомпонентный состав соцветий дягиля лекарственного (Angelica archangelica L.) и образцов пчелопродуктов (монофлорного меда), собранного пчелами с этого растения, для прогнозирования функциональных свойств пчелопродуктов.
Задачи: определить ботаническое происхождение меда; изучить содержание макро-, микро- элементов и установить их количественное распределение в соцветиях дягиля лекарственного и образцах пчелопродуктов; оценить уровень суточного потребления дягелевого меда; провести анализ влияния минерального состава пчелопродуктов на физиологический и фармакологический потенциал организма человека.
Объекты и методы. Объектом исследования являлись соцветия дягиля лекарственного (Angelica archangelica L.) и образцы монофлерного меда, собранные в зоне черневой тайги Кузнецкого Алатау, географическое место – пос. Бенжереп Новокузнецкого района Кемеровской области (Кузбасс). Образцы растений и меда собирались в период первой половины июля 2022 г.
Собранные соцветия растений высушивались в конвективном дегидраторе при температуре 30 °C в течение 24 ч, далее в упакованном виде хранились при температуре минус 18 °C до проведения анализов. Образцы меда получены непосредственно от пчеловодов, отобраны в стерилизованные стеклянные емкости со стеклянными крышками 250 мл, которые хранились в темном месте при температуре 20 °C.
Образцы меда исследовались на «частоту встречаемости пыльцевых зерен медоносных растений» по требованиям стандарта ГОСТ 31769-2012, на основе чего методом мелиссопалинологического анализа определялось ботаническое происхождение.
Определение компонентного минерального состава проб меда проводилось методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на спектрометре ISP-AES 9820 (Shimadzu, Япония) в условиях лаборатории физико-химических исследований фармакологически активных и природных соединений ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет». Анализ содержания элементов в пробах проводился по градуировочной зависимости стандартных растворов ионов элементов. Пробоподготовка образцов меда состояла в растворении (1:5) с подготовленной в системе Milli-Q Element водой, фильтровании через обезжиренные диски фильтровальной бумаги с размером пор 8–12 мкм (желтая лента).
Количественный анализ содержания элементов проводился с использованием мультиэлементных стандартных образцов (ICP multi-element standard solution IV Merck).
Исследования реализовывались в трех повторностях, с обработкой результатов в статистическом пакете Statsoft, INC. Statistica, оценка значимости в процедурах множественного сравнения рассчитывалась по тесту Duncan при уровне значимости р < 0,05 между результатами.
Результаты и их обсуждение. С использованием метода определения частоты встречаемости пыльцевых зерен (ГОСТ 31769-2012) изучено ботаническое происхождение меда. Пыльцевой анализ образцов показал преимущественное наличие (86,9 ± 18,3 %) пыльцевых зерен растения Angelica archangelica L. Согласно мелиссопалинологическим исследованиям, при доле более 40 % зерен медоноса образцы считаются монофлерным дягилевым медом.
Содержание минеральных элементов исследованных образцов соцветий Angelica archangelica L. и меда представлены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты количественного содержания минерального состава, мкг/кг
|
Элемент |
Образцы соцветий Angelica archangelica L. |
Образцы меда |
|
Al |
12 |
2,1 |
|
B |
400 |
160 |
|
Ca |
4400 |
1200 |
|
Cu |
150 |
25 |
|
Er |
3,8 |
– |
|
Fe |
1500 |
64 |
|
I |
15,0 |
1,60 |
|
In |
– |
380 |
|
K |
3800 |
|
|
Li |
2,9 |
2,1 |
|
Mg |
40000 |
990 |
|
Mn |
140 |
7,4 |
|
Mo |
88 |
– |
|
Na |
4700 |
840 |
|
Ni |
36 |
– |
|
P |
30 |
340 |
|
Rb |
15 |
– |
|
S |
7200 |
1500 |
|
Si |
610 |
80 |
|
Sn |
– |
110 |
|
Sr |
43 |
4,4 |
|
Ti |
2,1 |
– |
|
Zn |
210 |
17 |
Из данных таблицы 1 следует, что значительная часть элементного состава, обнаруженного в соцветиях растения Angelica archangelica L., идентифицирована в образцах меда этого вида. Более низкое содержание в пробах меда элементов Al, B, Mg, Na, S, Zn, выявленных также в растении и важных для физиологического и фармакологического статусов организма, можно объяснить миграцией этих веществ из пыльцевой обножки (пыльцы) в мед при ферментативной обработке летными пчелами нектара, концентрированием в улье и последующим созреванием в сотах.
Идентифицированные элементы фосфора (P = 340 мкг/кг), олова (Sn = 110 мкг/кг), индия (In = 380 мкг/кг) в меде можно связать с содержанием этих минеральных веществ в нектаре. Нектаропродуктивность растений зависит от типа почвы, ее геохимического состава. Имеющиеся данные согласуются с результатами исследований по анализу почв черневой тайги, где географически расположен пос. Бенжереп, в которых установлено содержание фосфора до 682 мг/кг почвы [10].
В исследованиях минерального состава отечественных монофлорных медов (Краснодарский край) указывается, что содержание макроэлемента калия выявлено до 1 080 мкг/кг меда [11], это согласуется с полученными данными (3 800 мкг/кг) исследования. Повышенное содержание данного элемента обусловлено содержанием калия в почвах Западной Сибири до 470 мг/кг почвы [10].
На основе норм физиологической потребности в микронутриентах для различных групп населения [12] проанализировано влияние минерального состава меда на физиологический и фармакологический потенциал организма человека. Данные по удовлетворению в потребности минеральных веществах при употреблении 100 г меда представлены в таблице 2.
Таблица 2
Степень удовлетворения в основных минеральных веществах 100 г дягилевого меда
|
Показатель |
Суточная потребность для взрослых |
Содержание минеральных веществ в 100 г меда |
Степень удовлетворения суточной потребности, % |
|
Макроэлемент |
|||
|
Кальций, мг |
1000 |
0,12 |
0,012 |
|
Фосфор, мг |
700 |
0,034 |
0,005 |
|
Магний, мг |
420 |
0,099 |
0,024 |
|
Калий, мг |
3500 |
0,38 |
0,011 |
|
Натрий, мг |
1300 |
0,084 |
0,007 |
|
Микроэлемент |
|||
|
Железо, мг |
10–18 |
0,064 |
0,64–0,36 |
|
Цинк, мг |
12 |
0,0017 |
0,014 |
|
Йод, мкг |
150 |
0,16 |
0,11 |
|
Медь, мг |
1,0 |
0,0025 |
0,25 |
|
Марганец, мг |
2 |
0,00074 |
0,037 |
|
70 |
Не обнаружено |
– |
|
|
Селен, мкг |
55–70 |
Не обнаружено |
– |
|
Хром, мкг |
40 |
Не обнаружено |
– |
|
Кобальт, мкг |
10 |
Не обнаружено |
– |
|
Фтор, мг |
4 |
Не обнаружено |
– |
|
Кремний, мг |
30 |
0,008 |
0,03 |
|
Ванадий, мкг |
15 |
Не обнаружено |
– |
По данным таблицы 2 макроэлементный состав меда в соответствии с физиологическими потребностями представлен полностью. Самую высокую степень удовлетворения имеет магний (0,024 %). Магний является важным макроэлементом в метаболизме человека, прежде всего в качестве кофактора активности ферментов, предотвращает развитие гипертонии и болезней сердца. Ряд важных микроэлементов: молибден, селен, хром, кобальт, фтор – в исследованных образцах не обнаружены. Степень удовлетворения в йоде (0,11 %), меди (0,25), железе (0,64–0,36 %) значительно выше, чем в остальном минеральном составе. Физиологическая роль микроэлементов: алюминия, бора, индия, лития, олова, серы, стронция – в организме человека не представлена в методических рекомендациях МР 2.3.1.2432-08, но эти минеральные вещества присутствуют в меде (см. табл. 1). Необходимо учитывать концентрацию поступления их в организм человека для здорового питания.
Заключение. С использованием метода определения частоты встречаемости пыльцевых зерен найдена доля зерен растения Angelica archangelica L. (86,9 ± 18,3 %) в изученных образцах меда. Мелиссопалинологические исследования подтвердили ботаническое происхождение дягилевого меда.
Проведено исследование макро- и микрокомпонентного состава соцветия дягиля лекарственного (Angelica archangelica L.) и образцов монофлорного меда. Согласно результатам анализа, из 23 элементов, идентифицированных в соцветиях растения, 17 элементов обнаружено в меде. Меньшее количество (относительно остальных элементов) в пробах меда Al, B, Mg, Na, S, Zn связано, вероятно, с диффузионной миграцией этих веществ из пыльцевой обножки при ферментативной обработке пчелами и созреванием меда в улье.
Повышенное содержание идентифицированных элементов фосфора (340 мкг/кг), олова (110) и индия (380 мкг/кг) в меде можно объяснить высоким содержанием этих минеральных веществ в географическом месте сбора в зоне черневой тайги Кузнецкого Алатау. Наиболее высокое накопление макроэлемента калия (до 3 800 мкг/кг) в меде при содержании до 5 700 мкг/кг в соцветиях также связано с повышенным содержанием этого элемента в почвах Западной Сибири.
Проанализировано влияние минерального состава образцов меда на физиологический и фармакологический потенциал организма человека. Самую высокую степень удовлетворения имеет магний, йод, медь, железо. Таким образом, дягилевый мед, собранный в зоне черневой тайги Кузнецкого Алатау, можно рассматривать как натуральный источник минеральных компонентов.
1. Miguel M.G., Antunes M.D., Faleiro M.L. Honey as a complementary medicine // Integr. Med. Insights. 2017. № 12. 1178633717702869.
2. Agastache honey has superior antifungal activity in comparison with important commercial honeys / S. Anand [et al.] // Sci Rep 9. 2019. 18197. DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-019-54679-w.
3. Crittenden A.N. The importance of honey consumption in human evolution // Food and Foodways. 2011. Т. 19, № 4. P. 257–273.
4. Al-Mamary M., Al-Meeri A., Al-Habori M. Antioxidant activities and total phenolics of differrent types of honey // Nutr. Res. 2002. № 22. P. 1041–1047.
5. Antibacterial activity of different blossom honeys: New findings / M. Bucekova [et al.] // Molecules. 2019. № 24. 1573.
6. Antibacterial Mechanism of Action of Two Types of Honey against Escherichia coli through Interfering with Bacterial Membrane Permeability / A.M. Al-Sayaghi [et al.] // Inhibiting Proteins and Inducing Bacterial DNA Damage. Antibiotics. 2022. № 11 (9). 1182. DOI:https://doi.org/10.3390/antibiotics11091182.
7. Kaur A., Bhatti R. Understanding the phytochemistry and molecular insights to the pharmacology of Angelica archangelica L. (garden angelica) and its bioactive components // Phytotherapy research. 2021. PTR, 35 (11), P. 5961–5979. DOI:https://doi.org/10.1002/ptr.7206.
8. Identification of non-alkaloid natural compounds of Angelica purpurascens (Avé-Lall.) Gilli. (Apiaceae) with cholinesterase and carbonic anhydrase inhibition potential / S. Karakaya [et al.] // Saudi Pharmaceutical Journal. 2020. 28 (1). 1–14. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jsps.2019. 11.001.
9. Оценка качества и безопасности некристаллизованного меда южных районов Омской области / Е.В. Шмат [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2016. № 6 (117). С. 154–160.
10. Почвы черневой тайги Западной Сибири – морфология, агрохимические особенности, микробиота / Е.В. Абакумов [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55, № 5. С. 1018–1039. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.5.1018rus.
11. Минеральный состав монофлорных медов / Л.А. Бурмистрова [и др.] // Пчеловодство. 2016. № 3. С. 54–55.
12. МР 2.3.1.0253-21.2.3.1. Гигиена питания. Рациональное питание. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: метод. рекомендации (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 22.07.2021). URL: https://sudact.ru/law/mr-2310253-21-231-gigiena-gigiena-pitaniia-ratsionalnoe.
