Дослідження накопичення неорганічних елементів у рослинній сировині Carduus nutans L., Carduus acanthoides L.

Abstract

Мета роботи – дослідження методом АЕС(AES) якісного складу та кількісного вмісту неорганічних елементів під час цвітіння в суцвіттях і листях перспективних видів Carduus nutans L. і Carduus acanthoides L. Матеріали та методи. Об’єкт дослідження – суцвіття та листя будяка пониклого (Carduus nutans L.) та б. акантовидного (Carduus acanthoides L.), що заготовлені в різних регіонах України під час цвітіння (травень–серпень 2013–2015 рр.), відповідно до загальних вимог ДФУ I (дод. 1.2). Сушіння здійснили в сушильній шафі «Termolab СНОЛ 24/350» (Україна), (t = 40 °С) протягом 15 год. Аналіз проведено на атомно-емісійному спектрометрі ДФС-8 з атомізатором ІВС-28. Для ідентифікації та кількісного визначення використані відповідні смуги поглинання за стандартними зразками (нм): 196,0 (Se); 213,9 (Zn); 223,1 (Вi); 228,8 (Cd); 232,0 (Ni); 240,7 (Co); 248,3 (Fe); 249,7 (В); 257,0(Hg); 279,5(Mn); 283,3 (Pb); 285,2 (Mg); 286,3 (Sn); 309,3 (Al); 313,3 (Mo); 318,4 (V); 324,7 (Cu); 328,1 (Ag); 357,9 (Р); 357,9 (Cr); 365,0 (As); 422,6 (Cа); 460,0 (Sr); 589,0 (Nа); 706,5 (K). Як основу (РСЗ) обрано суміш оксидів і солей металів, що була ідентичною складу різнотрав’я. Для приготування 200,0 використані наважки речовин (г): Na2S04 – 50; KH2P04 – 50; K2S04 – 40; CaC03 – 40; Si02 – 36; KCL – 14; Mg0 – 10. Речовини ретельно змішували, прокалювали у кварцових тиглях у муфельній печі (t = 500 °C) протягом 5 год. Використовували такий інтервал вмісту (мас. %), до озоління: Sr (1х10-2 –1,0); V, Mo, Co, Cr (2х10-4–1х10-2); Mn (2х10-4–1,0); Ni, Pb, Ca, Ag, Sn (5х10-4–1х10-2); Cu (1х10-4–5х10-2); Cd (5х10-3–1х10-2); Ti (5х10-4–1,0); Zn від (1х10-2–2,0). Температура вимірювання (t = 23–25 °C). Атомізацію проб здійснили на графітових електродах пристрою ІВС-28 у розряді дуги змінного струму (I = 16 A, U = 220 v, t = 60 c). Інтенсивність ліній у спектрах фіксували мікрофотометром МФ-4 (λ = 196–706,5 нм). Паралельно виконали дослід порівняння з аналогічними реактивами. Результати опрацювали методом математичної статистики з застосуванням ліцензійної програми «Statistica 6.0 for Windows» (StatSoft Inc., № AXXR712 D833214 FANS). Результати. Методом АЕС (AES) у суцвіттях і листях Carduus nutans L., Carduus acanthoides L. встановили наявність 15 неорганічних елементів, з котрих 10 (Сa, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Zn, Co, P, Mo) є есенціальними. У переважних концентраціях неорганічні елементи накопичувались у листі Carduus nutans L.(мг/100 г), макроелементи: Ca (1000,00 ± 95,20), K (305,0 ± 36,60), Mg (310,00 ± 79,30), P (110,0 ± 14,30), Si (100,00 ± 12,20), Na (61,00 ± 7,32); а також мікроелементи: Fe (61,00 ± 7,93), Zn (11,00 ± 1,32), Al (5,50 ± 0,51). Для листя Carduus acanthoides L. спостерігали аналогічну тенденцію. Переважно накопичувались мaкроелементи (мг/100 г): Ca (1000,00 ± 99,50), K (255,00 ± 28,15), Mg (255,00 ± 30,60), P (99,00 ± 8,63), Si (95,00 ± 8,60), Na (41,00 ± 5,33); а також мікроелементи: Fe (35,00 ± 4,55), Zn (10,20 ± 1,22), Al (5,30 ± 0,50). Вміст неорганічних елементів у суцвіттях рослин, що досліджували, був меншим за листя. У суцвіттях Carduus nutans L. (мг/100 г) були присутні макроелементи: Ca (540,00 ± 64,80), K (180,00 ± 21,60), Mg (180,00 ± 23,41), Si (90,00 ± 11,70), P (60,00 ± 7,80), Na (30,00 ± 3,60); а також мікроелементи: Fe (36,00 ± 4,35), Zn (6,00 ± 0,75), Al (2,00 ± 0,18). У дещо менших концентраціях спостерігали накопичення в суцвіттях Carduus acanthoides L. макроелементів (мг/100 г): K (96,00 ± 9,80), Ca (480,00 ± 57,60), Mg (145,00 ± 18,85), Si (48,00 ± 5,76), P (57,00 ± 6,84), Na (24,00 ± 3,12); а також мікроелементів: Fe (12,00 ± 1,56), Al (4,40 ± 0,39), Zn (3,80 ± 0,44). Накопичення токсичних неорганічних елементів (Cd, Co, Hg,Pb, As,) не було характерним для досліджуваної рослинної сировини та становило (<0,01–0,03 мг/100 г) або в межах ГПК (Sr) (0,50 ± 0,06 – 3,70 ± 0,44 мг/100 г). Зольність для досліджуваних зразків практично не відрізняється між видами. Вона вища в листі (до 12,14 ± 1,19 %), ніж у суцвіттях (5,97 ± 0,56 %). Висновки. Експерименти свідчили про доцільність контролю рослинної сировини перспективних видів Carduus nutans L. і Carduus acanthoides L. на вміст загальної золи й макро- та мікроелементів. Уперше встановлено присутність і кількісний вміст 15 основних неорганічних елементів, із них 10 є есенціальними. Великий вміст есенціальних неорганічних елементів у листях і суцвіттях дає можливість рекомендувати рослини як перспективне джерело для одержання комплексних фітопрепаратів із гепатозахисною та антиоксидантною дією. Aim. The flowers and plant leaves of Carduus nutans L. and Carduus acanthoides L. during flowering are perspective for identification, investigation and quantitative assay of biologically active inorganic elements by atomic emission spectroscopy (AES) methods. Methods and materials. Accumulation of inorganic macro- and microelements in flowers and leaves of genus Carduus L. of Ukraine flora: Carduus nutans L. and Carduus acanthoides L. has been studied. Drying was conducted on setting “Termolab SNOL 24/350” (Україна), (t = 40 °С) 15 hours. The atomic emission spectroscopy (AES) method by DFS-4 with IBC-28, has been used for research. Results. The content of 15 macro- and microelements has been determined in flowers and leaves of Carduus nutans L. and Carduus acanthoides L. Sufficiently high content of macro- and microelements (К, Са, Mg, Fe) has been noted. Flowers and leaves of Carduus nutans L., Carduus acanthoides L. contain the inorganic element (Sr) in chronic values; the inorganic elements (Pb, Co, Cd, As, Hg) in insignificant concentrations. Conclusions. The flowers and plant leaves of Carduus nutans L., Carduus acanthoides L. are perspective for inorganic elements (К, Са, Mg, Fe) determinations by atomic emission spectroscopy (AES) methods. The inorganic chemical elements are required for normal human life and the hepatoprotective and antioxidant effects of herbal extracts. The accumulation of inorganic elements (Sr, Ni, Pb, Co, Cd, As, Hg) does not exceed the permissible levels of toxic. The parts of Carduus L. genus: Carduus nutans L. and Carduus acanthoides L. are important medicinal plants for identification and quantitative assay оf toxically inorganic elements.