Фитотерапия
Запись на прием:
+7(916) 501-56-09
Бесплатный звонок по России: 8 800 775-65-02

Контроль микроэлементного состава растительного и животного сырья

Комаров Б.А 1,  Погорельская Л.В 2,  Фролова М.А 3, Албулов А.И 3, Трескунов К. А., Широкова О.К., Комаров Ю.А.
1Институт проблем химической физики РАН
е-mail: komarov@chgnet.ru
2ГОУ ДПО Российская медицинская академия последипломного образования

3Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности
e-mail: vnitibp@mail.ru

Ключевые слова: эссенциальные микроэлементы, германий, фитохитодезы, контроль микроэлементного состава растительного и животного сырья.

Аннотация

В статье представлены данные определения содержания эссенциальных микроэлементов (МЭ), включая и элемент германия, в некоторых растениях и полуфабрикате фитохитодеза серии 02 современными методами. Достоверно показано, что германия содержится существенно больше в тысячелистнике обыкновенном и корнях одуванчика различного происхождения, чем в женьшене, чесноке, грибах и алоэ. Обнаружено, что в фитохитодезе серии 02 содержатся все без исключения эссенциальные микроэлементы в сбалансированном количестве. Делается заключение о том, что применение фитохитодезов может рассматриваться не только как фитотерапевтическое средство воздействия на разные патогенетические механизмы, но и как метод устранения дисбаланса МЭ в организме человека. Предлагается проводить обязательный контроль микроэлементного состава растительного и животного сырья.

О содержании микроэлементов (МЭ) в растениях, включая и лекарственные, известно давно. Однако слабо изучен вопрос об экстрагируемости МЭ в различных средах, прежде всего в воде, и их роли в жизнедеятельности организма человека. Если об эссенциальных и условно эссенциальных МЭ имеется достаточно полная информация, то сведения о других МЭ постоянно пополняются, а участие их в биологических системах необъятно многообразно [1]. Иммунофармакологические вопросы микроэлементологии связаны с представлением участия МЭ в механизмах иммунного ответа и функционирования иммунной системы. Одним из основополагающих вопросов этой науки является доставка МЭ в относительно узком диапазоне концентраций, в котором обеспечивается эффективность действия без проявления токсичности [1]. Следовательно, важными становятся не только концентрационные аспекты, но и состояние МЭ, структура их солей, хелатов и комплексов.

Известно, что гаиболее приемлемыми для организма человека являются природные формы МЭ, образующиеся в лекарственных растениях в процессе их роста. В древние времена процесс зарождения методов фитотерапии, установления лечебного действия и составления сборов неосознанно был связан не только с действием органических составляющих лекарственных растений, но и с действием МЭ и с устранением в организме человека их дисбаланса [1].

Разработка технологии получения пищевого хитозана включала обязательный контроль содержания тяжелых металлов. Особенно важно это было для хитина из панцирей краба, характеризующегося завышенным наличием кадмия, ртути и свинца. Проблема успешно была решена с применением деминерализованной воды в 1995 – 1998 гг во ВНИТИ БП РАСХН. В этот период предложена и совершенствована технология получения хитодеза [2] и фитохитодезов [3]. Естественно возник вопрос о контроле содержания МЭ в фитопрепаратах на основе хитозана полифракционного состава в водорастворимой форме и водных экстрактов сборов лекарственных растений. Однако, в литературе отсутствовали корректные и воспроизводимые данные о содержании МЭ в лекартсвенных растениях и, тем более, в их сборах.

В 2003 г втомно-эмиссионным и масс-спектральным методами в аналитическом сертификационном испытательном центре ФГУ ИПТМ РАН (г. Черноголовка) проведено исследование содержнания МЭ в пищевом хитозане, хитодезе и полуфабрикатах фитохитодезов серий 01, 02, 03 и 04. Как и следовало ожидать, обнаружена существенная зависимость качественного и количественного содержания МЭ от состава фитосборов, причем, чем больше компонентов в сборе, тем больше качественное и количественное разнообразие МЭ. Такие же тенденции характерны и для таблетированных форм фитохитодезов (испытания в 2009 и 2012 гг).

Недостатком указанного метода является отсутствие возможности корректного определения содержания в растительном сырье элемента германия, выполняющего особую иммунофармакологическую роль в биологических системах и по существу являющегося эссенциальным [1]. Известно, что герматраны способны подавлять пролиферацию опухолевых клеток, некоторые комплексы соединений германия обладают антимутагенным свойством [1, стр. 220]. Концентраторами этого элемента являются грибы, хлорелла, чеснок, женьшень, алоэ [1, стр. 386],

Особенно актуальным стал вопрос определения германия в тысячелистнике [4], водный экстракт которого (ПСК – полисахаридный комплекс) наряду с женьшенем и софорой японской обладает иммуномоделирующей активностью [5].

Содержание элемента германия в растительном сырье и фитохитодезе серии 02 определяли в ООО «Микронутриенты» методом масс-спектроскопии с индуктивно связанной аргоновой плазмой на квадрупольном масс-спектрометре Nexion 300D (Perkin Elmer, США). Стандартная навеска для растительных образцов – 50 мг, берется по три фрагмента каждого образца, выдается среднее значение. В качестве калибровочных стандартов используются стандартные растворы производства Perkin Elmer. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Таблица 1. Содержание германия в растительном сырье и полуфабрикате фитохитодеза серии 02.

№/п

Растение, происхождение,

cостояние

Содержание германия,

мкг/г

1

Корень женьшеня, аптечный, влажность 10 – 14 %

Травы Алтая, ООО «ЛЕТО» 2013.

0,007 ± 0,0014

2

Чеснок в натуральном виде, без дефектов,

Калужская обл. 2013.

0,002 ± 0,0005

3

Белые грибы, сушенные, влажность < 12 %

Калужская обл., 2012.

0,01 ± 0,002

4

Алоэ комнатное, наиуральное

Московская обл. 2014.

0,005 ± 0,0009

5

Семена овса молочной спелости, влажность < 14 %.

Московская обл. 2013.

0,03 ±0,004

6

Тысячелистник обыкновенный, влажность 12 – 14 %.

Московская обл. 2013.

0,06 ± 0,009

7

Корень одуванчика, аптечный, влажность < 14 %

Краснодарский край, г. Анапа (ООО «Фитофарм»). 2013.

0,18 ± 0,022

8

Фитохитодез серии 02, полуфабрикат,

Черноголовка. 2014.

0,03 ± 0,004

Из таблицы видно, что элемент германий концентрируется не в женьшене, чесноке, грибах и алоэ [1], а в корне одуванчика и тысячелистнике. Существенно, что в повторном опыте на воспроизводимость испытания аптечного корня одуванчика  из Краснодарского края (г. Анапа, ООО «Фитофарм») было определено содержание германия в пределах 0,203 – 0,257 мкг/г. Испытания корней одуванчика из Московской, Владимирской, Калужской областей, Алтайского края (г. Барнаул), Уфимского р-на (село Русский Юрмаш) и Башкортостана обнаружили, что во всех образцах содержание германия колеблется в пределах 0,01 – 0,05 мкг/г, что также превышает (в 1,4 – 7,1 раз) значение содержания германия в женьшене.

Отметим, что содержание ртути (таблица 2) в образцах находится в пределах 0,001 – 0,006 мкг/г, что в 5 – 30 раз меньше ПДК (0,03 мкг/г для отрубей пшеничных СанПиН 42-123-4089-97). В 2000 г в окрестностях химического комбината г Стерлитамак на расстоянии 2 – 3 км в зерновых и тысячелистнике [4] было определено содержание ртути, равное 8, 67 мкг/г, что превышает ПДК в ~ 250 раз. Эти сведения наглядно убеждают в необходимости постоянного контроля содержания в растительном сырье МЭ, включая и токсичные. Содержание кадмия и свинца в испытанных образцах существенно меньше их ПДК (по пектину СанПиН  42-123-4089-97).

Содержание железа в исследованных образцах колеблется в пределах 100 – 900  мкг/г (таблицы 2 и 3), но в образце тысячелистника из окрестностей Стерлитамака (таблица 2) и в корнях одуванчика из Краснодарского края (таблица 3) фиксируется содержание 1600 мкг/г, причем, повторная проверка показывает 1960 мкг/г, что достоверно подтверждает существенно завышенное его содержание. Важно, что и содержание германия в этом образце также завышено и равно 0,18, а при повторном определении – 0,23 мкг/г (таблица 3, измерение  28.03.20014). Повышенное содержание Fe и Ge в корнях одуванчика может быть обусловлено наличием германийсодержащих минералов в предгорных и горных районах Краснодарского края, например, германита – одного из немногих, содержащих эти два элемента – Cu2(Cu,Fe,Ge,Zn)2(SAs)4. В этом минерале (в земной коре по сравнению с другими германийсодержащими минералами имеется наибольшее его количество – 6 – 10 %) содержится 13,57 мас % германия и 10,44 мас % железа.

Замечено, что отношение элементов Fe/Ge во всех исследованных растительных образцах находится в пределах (4÷8)×103,  причем, чем больше железа, тем больше и германия. Возможно, это объясняется образованием сложных комплексных соединений на их основе.  

Из таблицы 3 видно, что в полуфабрикате – фитохитодезе серии 02 содержатся все без исключения эссенциальные МЭ в сбалансированном количестве. Например, по сравнению с тысячелистником – одним из пяти компонентов сбора лекарственных растений для получения этого фитохитодеза, железа содержится в 4-е раза меньше, марганца – в 5, а меди в 4 раза меньше. В то же время хрома содержится в 8 раз, селена – в 4-е раза больше.

Таблица 2. Содержание некоторых элементов (мкг/г) в тысячелистнике обыкновенном различного территориального и временного происхождения.

№/п

Элемент

Калужс. – Моск.

2012 г

Красноярский ГТ-ЭИ

2002 г

Стерлитамак

2000 г

В книге [6]

1997 г

1

Zn

28 – 19

34,8

101

0,68

2

Pb

14 – 16

0,1

4,7

-

3

Mg

1740 – 2160

1160

-

2600

4

Na

13 – 14

800

-

-

5

Fe

95 – 89

82

1609

200

6

Cu

9,6 – 6,2

1553

-

0,74

7

K

21950 – 19157

16180

-

35900

8

Ca

7880 – 7150

6060

-

11800

9

Cd

0,26 – 0,19

0,1

-

-

10

Ni

2,6 – 0,9

10,7

-

0,2

11

Se

< 0,05

-

-

6,25

12

Hg

< 0,006

Следы

8,67

-

В полном соответствии с представленными результатами испытаний находятся данные ЗАО РАЦ МЕХАНОБР ИНЖИНИРИНГ АНАЛИТ (№ РОСС RU.0001.21ЭСП ДО 30.06.2015), протоколы № 14 от 12.02.2014 и № 6п-14 от 15.03.2014. В сушенной траве тысячелистника, измельченной до частиц ≤ 0,25 мм, атомно-эмиссионным методом с индуктивно связанной плазмой определено содержание германия в количестве 0,00012 мас %, или 1,2 мкг/г. В измельченных сушенных грибах, алоэ, овсе, женьшене и чесноке германия содержится меньше предела обнаружения, равном 0,00005 мас % или 0,5 мкг/г. Метод масс-спектроскопии чувствительнее, примерно, в 500 раз.

Результаты проведенных испытаний полуфабриката – фитохитодеза серии 02 могут свидетельствовать о хорошей экстрагируемости МЭ из соответствующего фитосбора. Отметим, что  в 4-е раза большее содержание германия и в 7 раз селена по сравнению с женьшенем может обусловливать эффективное иммуномоделирующее и антиоксидантное действие.

Таблица 3. Содержание эссенциальных [1, стр 18] элементов и германия в корнях одуванчика (Краснодарский край),  тысячелистнике (окрестности Черноголовки) и полуфабрикате  фитохитодеза серии 02 в мкг/г.

N/п

Элемент

Корни одуванчика

Тысячелистник

Полуфабрикат

ФХД серии 02

14.03.2014

28.03.2014

1

Fe

1600

1960

876

121

2

I

0,85

0,47

0.24

0,87

3

Cu

8,04

8,4

10,4

2,67

4

Zn

25,25

49,87

27,5

15,6

5

Co

0,64

0,99

0,14

0,27

6

Cr

1,73

2,77

0,51

4,24

7

Mo

0,3

0,43

037

0,36

8

Se

0,05

0,03

0,009

0,04

9

Mn

88,62

99,66

139

26,8

10

Ge

0,18

0,23

0,06

0,03

Известно, что в природе встречается пять изотопов германия: 70Ge (20,55 %), 72Ge (27,37 %), 73Ge (7,67 %), 74Ge (36,74 %), 76Ge (7,67 %). Нечётный изотоп характеризуется магнитными свойствами и может существенно влиять на биохимические процессы [7]. Изотоп 76Ge испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 1,58×1021 лет – это вид радиоактивного распада атомного ядра, сопровождающийся увеличением заряда ядра на две единицы и излучением двух электронов. В связи с этим положительное влияние германия на биологические процессы может быть обусловлено не только действием органогерматранов сложной структуры, но и действием специфических по свойствам его изотопов.

В заключение отметим, что профилактика и лечение фитохитодезами может рассматриваться не только как фитотерапевтическое средство, но и как эффективный метод устранения дисбаланса МЭ в организме человека. Данные статьи приводят к выводу о необходимости обязательной проверки микроэлементного состава сырья как растительного, так и животного происхождения.

Список литература

1.Кудрин А.В., Скальный А.В., Жаворонков А.А., Скальная М.Г., Громова О.А. Иммунофармакология микроэлементов. Изд-во КМК. Москва. 2000.

2.Комаров Б.А., Албулов А.И. Способ получения водорастворимых форм хитозана. Патент РФ № 2215749 от 14.06.2001.

3.Комаров Б.А. Албулов А.И., Трескунов К.А., Погорельская Л.В., Червинец В.М. Способ получения фитохитодезов. Патент РФ № 2204402 от 14.06.2001.

4.Комаров Б.А. Что известно о тысячелистнике? Материалы 8-ой юбилейной международной научно-практической конференции «Фитотерапия. Инновационные технологии 21 века». 18 0 19 января 2014. Г. Черноголовка. С. 75.

5.Чалый Г.А., Сурнина Н.Т., Яцюк В.Я., Сошникова О.В. «Средство, обладающее иммуномоделирующей активностью». Патент РФ № 2234939 от 28.10.2002. Патентообладатель: Курский Гос. Мед. Университет.

6.Гончарова Т.А. Энциклопедия лекарственных растений. Лечение травами. Книга в двух томах. М: Изд. Дом МСП. 1997. С1 560, С2 528.

7.Бучаченко А.Л. Магнитозависимые молекулярные и химические процессы в биохимии, генетике и медицине. Усп. Хим. 83: 1 (2014). 1 – 12.

Rambler's Top100 Rambler's Top100