Our journals
Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

STUDY OF PHYTOCHEMICAL RAW MATERIALS OF SOME SPECIES OF CHRYSANTHEMUM

Research article
Reut A.A.
Denisova S.G.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.70.003
Issue: № 4 (70), 2018
Published:
2018/04/19
PDF

Реут А.А.1, Денисова С.Г.2

1ORCID: 0000-0002-4809-6449, Кандидат биологических наук, 2Кандидат биологических наук,

1,2Южно-Уральский ботанический сад-институт - обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИТОХИМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ХРИЗАНТЕМЫ

Аннотация

Приведены результаты фитохимических исследований различных видов сырья (цветки, листья, стебли, корни) некоторых таксонов рода хризантема: двух видов - Chrysanthemum coronarium, Ch.segetum и четырех сортов Ch. × hortorum Bailey - "Купава", "Дочь Розетты", "Оранжевый Закат", "Вечерние Огни". В качестве объекта сравнения использовали Tanacetum vulgare L. Определены количественные характеристики аминокислот, макро- и микроэлементов. Выявлена высокая способность листьев накапливать элементы, такие как натрий (0,30-0,41%), кальций (1,24-2,13 %), марганец (317,76-651,83 мг/кг), йод (0,18-0,32 мг/кг), цинк (80,55-115,44 мг/кг), а также аминокислоты (8,97-15,38 мг%). В корнях максимально содержится фосфор (0,18-0,92%), медь (4,61-20,18 мг/кг) и железо (507,48-1234,71 мг/кг); в стеблях – калий (0,80-1,63 %). Варьирование изученных показателей отражает разную биологическую ценность объектов исследования. Проведенные анализы элементного и аминокислотного состава различных видов сырья некоторых таксонов хризантем показали, что изученные культивары являются перспективными источниками аминокислот, макро- и микроэлементов. В качестве альтернативных источников биологически активных веществ для дальнейшего исследования предложены Ch. сoronarium, Ch. segetum, Ch. × hortorum Bailey "Оранжевый закат" и "Вечерние огни".

Ключевые слова: Chrysanthemum L., Tanacetum vulgare, аминокислоты, макро- и микроэлементы.

Reut A.A.1, Denisova S.G.2

1ORCID: 0000-0002-4809-6449, PhD in Biology, 2PhD in Biology,

1,2South Ural Botanical Garden-Institute, stand-alone structural unit of the Federal State Budget Scientific Institution of the Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, Ufa

STUDY OF PHYTOCHEMICAL RAW MATERIALS OF SOME SPECIES OF CHRYSANTHEMUM

Abstract

The results of phytochemical studies of various types of raw materials (flowers, leaves, stems, roots) of some taxons of Chrysanthemum genus: two species – Chrysanthemum coronarium, Ch.segetum and four varieties Ch. × hortorum Bailey - "Kupava", "Rosetta's Daughter", "Orange Sunset", "Evening Lights". Tanacetum vulgare L were used as an object of comparison. Quantitative characteristics of amino acids, macro- and microelements were determined. The high ability of leaves to accumulate such elements as sodium (0.30-0.41%), calcium (1.24-2.13%), manganese (317.76-651.83 mg/kg), iodine (0 , 18-0.32 mg/kg), zinc (80.55-115.44 mg/kg), as well as amino acids (8.97-15.38 mg%). Roots contain the maximum number of phosphorus (0.18-0.92%), copper (4.61-20.18 mg/kg) and iron (507.48-1234.71 mg/kg); stems contained potassium (0.80-1.63%). Variation of the studied indicators reflects the different biological value of the objects of research. The analysis of elemental and amino acid composition of various types of raw materials of some chrysanthemum taxons showed that the studied cultivars are promising sources of amino acids, macro- and microelements. Ch. coronarium, Ch. segetum, Ch. × hortorum Bailey "Orange sunset" and "Evening lights" are alternative sources of biologically active substances.

Keywords: Chrysanthemum L., Tanacetum vulgare, amino acids, macro- and microelements.

Род хризантема (Chrysanthemum L.) относится к трибе Антемидеевых семейства Астровые. Известно, что основной запасной углевод у представителей данного семейства – инулин (а не крахмал, как у большинства двудольных). К трибе Антемидеевых относятся около 90 родов и 1400 видов растений. Из них большинство произрастает в Южной Африке и в Средиземноморье. Широко распространены Антемидеевые, также в Евразии (где часто доминируют на огромных площадях). К ним относятся всем известные в декоративном садоводстве и разводимые в открытом грунте хризантемы, дико произрастающие в северной Африке и Европе [1, С. 27].

Хризантему увенчанную (Chrysanthemum coronarium (L.) Cass. ex Spach) или съедобную уже многие годы, а по некоторым данным тысячелетия, выращивают в ряде стран, особенно в Японии и Китае в качестве овощного растения [2, С. 101]. Ценятся они за высокое содержание в надземной массе целого ряда биологически активных веществ: витаминов, в частности, С, B1,B2, PP, бета-каротина, органических соединений, макро- и микроэлементов, в т.ч. йода и селена [3, С. 46]. Считается, что регулярное употребление листьев хризантемы увенчанной в пищу повышает иммунитет организма и является важным профилактическим средством против целого ряда заболеваний, в т.ч. онкологических [4, С. 124]. С лечебной целью заготавливают траву, цветки, корни. Настой, отвар надземной части растения применяют как противоопухолевое средство, отвар корней – как слабительное. Настой цветков пьют при желтухе, гонорее. Исследования по антиоксидантной активности показали, что экстракт из листьев хризантемы съедобной близок к экстракту женьшеня [5, С. 34].

Целью наших исследований было сравнительное фитохимическое изучение состава некоторых представителей рода Chrysanthemum L. и близкородственного фармокопейного вида Tanacetum vulgare L. (sin. Chrysanthemum vulgare (L.) Bernh.).

Tanacetum vulgare (пижма обыкновенная) – многолетнее травянистое растение. Препараты на основе пижмы нашли применение в современной медицине. Она включена в фармакопеи России, Бельгии, Финляндии, а также Португалии как антигельминтное средство. В официальной медицине используют цветки пижмы (Flores Tanaceti), собранные в начале цветения и высушенные отдельные цветочные корзинки или щитки с цветоносом длиной не более 4 см [6, С. 245].

В связи с вышесказанным в задачи наших исследований входило сравнительное изучение элементного и аминокислотного состава различных видов сырья в зависимости от видовых и сортовых особенностей интродуцентов. В ранее опубликованных работах [7, С. 116] уже сообщалось о некоторых результатах изучения химического состава сырья Chrysanthemum coronarium L. В настоящей статье приводится полный анализ итогов фитохимических исследований сырья шести таксонов хризантемы.

Для фитохимического исследования были взяты цветки, листья, стебли и корни двух видов Chrysanthemum coronarium (L.) Cass. ex Spach, Chrysanthemum segetum (L.) Fourr. и четырех сортов Chrysanthemum × hortorum Bailey ("Купава", "Дочь Розетты", "Оранжевый Закат", "Вечерние Огни"). Эти таксоны были выбраны в результате проведенных интродукционных исследований (2000-2017 годы) на базе Южно-Уральского ботанического сада-института – обособленного структурного подразделения Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра РАН (далее ЮУБСИ УФИЦ РАН), на основе которых выявлено, что они хорошо переносят условия Башкирского Предуралья.

Для сравнения использовали пижму обыкновенную (Tanacetum vulgare L. семейство Asteraceae Dumort.) как близкородственный фармокопейный вид.

Для проведения анализа с 10 растений каждого сорта и вида в фазе цветения брали цветки, листья и стебли. Корни выкапывали в конце сентября-начале октября (до первых заморозков). Для количественного анализа цветки, стебли, листья и корни высушивали до воздушно-сухого состояния, затем измельчали до размера частиц, проходящих сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм [8, С. 214; 9, С. 201].

Определение аминокислот в исследуемых образцах проводили на аминокислотном анализаторе ААА-339 (ЧССР) в стандартных условиях, используемых для разделения белковых гидролизатов. Элементный состав определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе Hitachi-508 (Япония), используя в качестве сравнения стандартные образцы металлов.

Статистическую обработку данных проводили в соответствии с требованиями «Государственной фармокопеи…», с использованием критерия Стьюдента, с вычислением граничных значений доверительного интервала среднего результата и определением средней арифметической ошибки при различных значениях «n» [10, С. 215].

Известно, что 31 соединение является незаменимыми компонентами пищи человека, из них двенадцать витаминов, восемь аминокислот, одиннадцать минеральных элементов [11, С. 56]. Минеральные вещества, попадая в организм человека, выполняют функцию регуляторов основных процессов жизнедеятельности, стимулируют и нормализуют обмен веществ.

Методика, использованная для изучения элементного состава, позволила определить  количественное содержание четырех макроэлементов: K, Na, Ca, P и пяти микроэлементов: Zn, Fe, Cu, Mn, J. Сравнительное изучение элементного состава сырья хризантем позволило выявить следующее: максимальное содержание натрия, кальция, марганца и йода отмечено в листьях изученных таксонов. А у Ch. сoronarium еще фосфора и меди. Самое высокое содержание кальция и натрия (соответственно в 1,1 и 1,4 раза выше, чем у T. vulgare) отмечено у Ch. × hortorum "Оранжевый закат". У Ch. segetum,  Ch. × hortorum "Купава", Ch. × hortorum "Дочь Розетты", Ch. × hortorum "Оранжевый закат", Ch. × hortorum "Вечерние огни" зафиксировано и более высокое (в 1,1-1,4 раза) содержание цинка по сравнению с контрольным образцом.

Также, в результате сравнительного биохимического исследования сырья было отмечено, что в листьях Ch. сoronarium, Ch. segetum, Ch. × hortorum "Оранжевый закат" и Ch. × hortorum "Вечерние огни" содержание марганца и йода в 1,3-1,4 раза выше, чем в листьях T. vulgare, а в сырье Ch. × hortorum "Купава" и Ch. × hortorum "Дочь Розетты" содержание этих микроэлементов было ниже (в 1,3-1,5 раза), чем в контрольном образце.

В корнях исследуемых таксонов, за исключением Ch. coronarium, обнаружено более высокое содержание фосфора и меди, чем в других видах сырья. Содержание фосфора было в 1,2-5,1 раза выше, чем в контрольном образце. По количественному содержанию меди в корнях, исследуемые образцы в порядке убывания расположились следующим образом: Ch. × hortorum "Оранжевый закат" > Ch. × hortorum "Вечерние огни" > T. vulgare > Ch. segetum > Ch. × hortorum "Дочь Розетты" > Ch. × hortorum "Купава". В результате исследования также отмечено, что в корнях Ch. segetum,  Ch. × hortorum "Купава", Ch. × hortorum "Дочь Розетты", Ch. × hortorum "Оранжевый закат", Ch. × hortorum "Вечерние огни" более высокое содержание железа (в 1,6-4,8 раза), чем в корнях T. vulgare.

Показано, что в стеблях накапливается большее количество калия. По содержанию данного элемента лидирующее положение занимает Ch. coronarium. В других образцах содержание этого элемента ниже, чем в контрольном образце в 1,2-1,7 раза.

Выявлено, что в цветках T. vulgare, которые и используются в официальной медицине, более высокое содержание цинка и железа по сравнению с другими образцами. Исключение составили цветки Ch. coronarium, у которых количество цинка в 1,2 раза выше, чем в контрольном образце.

Таким образом, в результате фитохимического исследования установлено, что у большинства исследуемых объектов в листьях наблюдалось более высокое содержание натрия, кальция, марганца, йода и цинка; в корнях - фосфора, меди и железа; в стеблях – калия. Кроме того, сравнительное изучение элементного состава разных видов сырья показало, что большинство исследуемых образцов превосходят или равны по количественному содержанию T. vulgare. Полученные данные позволяют рекомендовать Ch. сoronarium, Ch. segetum, Ch. × hortorum "Оранжевый закат" и Ch. × hortorum "Вечерние огни" для дальнейшего углубленного изучения.

В результате биохимического исследования сырья хризантем выявлено наличие 14 аминокислот (лизин, метионин, цистеин, гистидин, аргинин, треонин, серин, пролин, глицин, валин, изолейцин, лейцин, тирозин, фенилаланин), 9 из которых являются незаменимыми. Максимальное накопление аминокислот наблюдается в листьях. По суммарному содержанию аминокислот объекты исследования расположились в порядке убывания следующим образом: Ch. × hortorum "Оранжевый закат" > Ch. × hortorum "Вечерние огни" > Ch. сoronarium > , Ch. segetum > T. vulgare > Ch. × hortorum "Дочь Розетты" > Ch. × hortorum "Купава". Сумма незаменимых аминокислот составляет 2,93-8,65 мг/%, сумма всех аминокислот 8,97-15,38 мг/%, что отражает биологическую ценность объектов исследования.

Таким образом, анализ элементного и аминокислотного состава различных видов сырья некоторых представителей рода Chrysanthemum L. выявил наличие девяти элементов и 14 аминокислот, девять из которых являются незаменимыми. Показано, что у большинства исследуемых объектов в листьях наблюдалось более высокое содержание натрия, кальция, марганца, йода, цинка и аминокислот; в корнях - фосфора, меди и железа; в стеблях – калия. Полученные данные позволяют рекомендовать Ch. сoronarium, Ch. segetum, Ch. × hortorum "Оранжевый закат" и Ch. × hortorum "Вечерние огни" для дальнейшего углубленного изучения в качестве альтернативного сырья, богатого макро – и микроэлементами, аминокислотами.

Список литературы / References

  1. Адрианов В. Н. Съедобные хризантемы, их пищевые, целебные достоинства и особенности размножения / В. Н. Адрианов, А. В. Андреева // Материалы IX международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». ‒ М: РУДН, 2011. ‒ Т. I. ‒ С. 26-31.
  2. Стрелец В. Д. Зеленная продуктивность хризантемы увенчанной (Chrysanthemum coronarium) в зависимости от способов выращивания / В. Д. Стрелец, М. И. Кулешова // Известия ТСХА. ‒ 2010. ‒ Вып. 4. ‒ С. 100-103.
  3. Кононков П. Ф. Хризантема съедобная – ценная овощная культура / П. Ф. Кононков, В. К. Гинс, Г. Б. Демьянинова // Сборник материалов Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». ‒ Пенза, 2000. ‒ Т. 2. ‒ С. 45-52.
  4. Кононков П. Ф. Интродукция зеленых культур (на примере хризантемы съедобной Chrysanthemum coronarium L.) в Нечерноземную зону России / П. Ф. Кононков, В. К. Гинс, Г. Б. Демьянинова-Рой, М. Е. Тришин, А. Б. Конобеева // Сборник научных трудов «Нетрадиционные ресурсы, инновационные технологии и продукты». ‒ М., 2004. ‒ Вып. 11. ‒ Ч. 1. ‒ С. 121-135.
  5. Пятина И. С. Хризантема увенчанная: биологические особенности и химический состав / И. С. Пятина // Материалы II Международная научная конференция «Лекарственные растения: фундаментальные и прикладные проблемы». ‒ Новосибирск, 2015. ‒ С. 33-36.
  6. Черкас В. В. Сравнительное изучение химического состава спиртового извлечения пижмы обыкновенной и пижмы бальзамической / В. В. Черкас, А. В. Стреляева, Р. М. Кузнецов // Сборник трудов V научно-практической конференции «Современные аспекты использования растительного сырья и сырья природного происхождения». ‒ М., 2017. ‒ С. 244-247.
  7. Пятина И. С. Биологические особенности некоторых представителей рода Chrysanthemum L. при интродукции в Башкирское Предуралье / И. С. Пятина, Л. Н. Миронова // Сборник научных трудов третьей научно-практической конференции с международным участием «Молодые ученые и фармация XXI века». ‒ М., 2015. ‒ С. 114-118.
  8. Денисова С. Г. Особенности накопления биологически активных веществ в корнеклубнях георгин / С. Г. Денисова, К. А. Пупыкина, Л. Н. Миронова, Р. Р. Файзуллина // Традиционная медицина. ‒ ‒ № 5. ‒ С. 213-215.
  9. Реут А. А. Исследование элементного и аминокислотного состава растительного сырья некоторых представителей рода Paeonia L. / А. А. Реут, Л. Н. Миронова // Субтропическое и декоративное садоводство. ‒ ‒ Т. 48. ‒ С. 200-203.
  10. Государственная фармакопея Российской Федерации. 12-е изд. / под ред. Н.В. Юргель. ‒ М.: Научный центр экспертизы средств медицинского применения, 2008. ‒ 704 с.
  11. Петрушевский В. В. БАВ пищевых продуктов: справочник / В. В. Петрушевский, В. Г. Гладких, Е. В. Винокурова. ‒ Киев, 1992. ‒ 192 с.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Adrianov V. N. Syedobnyye khrizantemy, ikh pishchevyye, tselebnyye dostoinstva i osobennosti razmnozheniya [Edible chrysanthemums, their nutritional, medicinal virtues and peculiarities of reproduction] / V. N. Adrianov, A. V. Andreyeva // Materialy IX mezhdunarodnogo simpoziuma «Novyye i netraditsionnyye rasteniya i perspektivy ikh ispolzovaniya» [Materials of the IX International Symposium «New and non-traditional plants and prospects for their use»]. ‒ M: RUDN, 2011. ‒ T. I. ‒ P. 26-31. [in Russian]
  2. Strelets V. D. Zelennaya produktivnost khrizantemy uvenchannoy (Chrysanthemum coronarium) v zavisimosti ot sposobov vyrashchivaniya [Green productivity of the Chrysanthemum coronarium, depending on the cultivation methods] / V. D. Strelets, M. I. Kuleshova // Izvestiya TSKhA [Proceedings of the TSAA]. ‒ 2010. ‒ Vyp. 4. ‒ P. 100-103. [in Russian]
  3. Kononkov P. F. Khrizantema syedobnaya – tsennaya ovoshchnaya kultura [Chrysanthemum edible - a valuable vegetable culture] / P. F. Kononkov, V. K. Gins, G. B. Demianinova // Sbornik materialov Mezhdunarodnoy nauchno-proizvodstvennoy konferentsii «Introduktsiya netraditsionnykh i redkikh selskokhozyaystvennykh rasteniy» [Collection of materials of the International Scientific and Production Conference «Introduction of Unconventional and Rare Agricultural Plants»]. ‒ Penza, 2000. ‒ T. 2. ‒ P. 45-52. [in Russian]
  4. Kononkov P. F. Introduktsiya zelenykh kultur (na primere khrizantemy syedobnoy Chrysanthemum coronarium L.) v Nechernozemnuyu zonu Rossii [The introduction of green crops (on the example of Chrysanthemum coronarium L.) into the Non-Black Earth Zone of Russia] / P. F. Kononkov, V. K. Gins, G. B. Demianinova-Roy, M. E. Trishin, A. B. Konobeyeva // Sbornik nauchnykh trudov «Netraditsionnyye resursy, innovatsionnyye tekhnologii i produkty» [Collection of scientific works «Non-traditional resources, innovative technologies and products»]. ‒ M., 2004. ‒ Vyp. 11. ‒ Ch. 1. ‒ P. 121-135. [in Russian]
  5. Pyatina I. S. Khrizantema uvenchannaya: biologicheskiye osobennosti i khimicheskiy sostav [Chrysanthemum crowned: biological features and chemical composition] / I. S. Pyatina // Materialy II Mezhdunarodnaya nauchnaya konferentsiya «Lekarstvennyye rasteniya: fundamentalnyye i prikladnyye problemy» [Materials II International Scientific Conference «Medicinal Plants: Fundamental and Applied Problems»]. ‒ Novosibirsk, 2015. ‒ P. 33-36. [in Russian]
  6. Cherkas V. V. Sravnitelnoye izucheniye khimicheskogo sostava spirtovogo izvlecheniya pizhmy obyknovennoy i pizhmy balzamicheskoy [Comparative study of the chemical composition of alcohol extraction of tansy and tansy balsamic] / V. V. Cherkas, A. V. Strelyayeva, R. M. Kuznetsov // Sbornik trudov V nauchno-prakticheskoy konferentsii «Sovremennyye aspekty ispolzovaniya rastitelnogo syria i syria prirodnogo proiskhozhdeniya» [Proceedings of V scientific-practical conference «Modern aspects of the use of plant raw materials and raw materials of natural origin»]. ‒ M., 2017. ‒ P. 244-247. [in Russian]
  7. Pyatina I. S. Biologicheskiye osobennosti nekotorykh predstaviteley roda Chrysanthemum L. pri introduktsii v Bashkirskoye Preduralye [Biological features of some representatives of the genus Chrysanthemum L. when introduced into the Bashkir Preduralye] / I. S. Pyatina, L. N. Mironova // Sbornik nauchnykh trudov tretyey nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem «Molodyye uchenyye i farmatsiya XXI veka» [Collection of scientific works of the third scientific and practical conference with international participation «Young Scientists and Pharmacy of the XXI Century»]. ‒ M., 2015. ‒ P. 114-118. [in Russian]
  8. Denisova S. G. Osobennosti nakopleniya biologicheski aktivnykh veshchestv v korneklubnyakh georgin [Features of the accumulation of biologically active substances in the root stones of the dahlias] / S. G. Denisova, K. A. Pupykina, L. N. Mironova, R. R. Fayzullina // Traditsionnaya meditsina [Traditional medicine]. ‒ 2012. ‒ № 5. ‒ P. 213-215. [in Russian]
  9. Reut A. A. Issledovaniye elementnogo i aminokislotnogo sostava rastitelnogo syria nekotorykh predstaviteley roda Paeonia L. [Investigation of the elemental and amino acid composition of plant raw materials of some representatives of the genus Paeonia L.] / A. A. Reut, L. N. Mironova // Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo [Subtropical and decorative gardening]. ‒ 2013. ‒ T. 48. ‒ P. 200-203. [in Russian]
  10. Gosudarstvennaya farmakopeya Rossiyskoy Federatsii [State Pharmacopoeia of the Russian Federation]. 12-e izd. / pod red. N.V. Yurgel. ‒ M.: Nauchnyy tsentr ekspertizy sredstv meditsinskogo primeneniya, 2008. ‒ 704 p. [in Russian]
  11. Petrushevskiy V. V. BAV pishchevykh produktov: spravochnik [BAS food: a directory] / V. V. Petrushevskiy, V. G. Gladkikh, E. V. Vinokurova. ‒ Kiyev, 1992. ‒ 192 p. [in Russian]