МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ СЕМЯН ЯНТАРЬ И КРЕПЫШ СОРТОВ АМАРАНТА ПЕЧАЛЬНОГО

Фурса Н.С., Круглов Д.С., Коренская И.М., Корниевская В.Г.,

Горохова Т.А., Соленникова С.Н.

Ярославская государственная медицинская академия

Воронежский государственный университет

Запорожский государственный медицинский университет

МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ СЕМЯН ЯНТАРЬ И КРЕПЫШ СОРТОВ АМАРАНТА ПЕЧАЛЬНОГО

Амарант – одна из основных продовольственных культур народов, населявших территории Южной Америки и современной Мексики, еще за 6 тысяч лет до н.э. [1]. Эксперты ВОЗ называют его основной продовольственной культурой XXI века. В настоящее время ценным амарантовым продуктом, полученным из семян, является мука, содержащая до 11% белка, 15% липидов, 1% клетчатки и значительное количество кальция, магния, фосфора, калия. Амарантовую муку добавляют в количестве 15-20% для улучшения качества пшеничной муки и обогащения ее микроэлементами, витаминами и другими биологически активными веществами, а также для приготовления безглютеновых диетических изделий. Хлебобулочные изделия с мукой амаранта способствуют нормализации уровня холестерина в крови и выведению его излишков, она замедляет процесс черствения хлеба. Семена амаранта – незаменимый диетический продукт при диабете и ожирении. Изучение элементного состава семян амаранта находится в самом начале. При этом отмечена их способность к накоплению кальция. При масс-спектрометрическом определении элементного состава семян сорта Воронежский амаранта печального нами обнаружено преимущественно накопление в них калия, кальция, фосфора, магния, железа, алюминия, кремния, марганца, натрия, титана, цинка, бора, стронция, рубидия, меди [2]. Высокое содержание кальция и магния позволяет предполагать, что фитиновая кислота в семенах амаранта находится преимущественно в виде нерастворимой соли двухвалентных катионов. При помоле оказалось, что более 3/5 золы обусловлено семенными оболочками и зародышевой фракцией. Преимущественным накоплением кальция, натрия, марганца характеризуются семенные оболочки, железа и меди – зародыши.

Объектами исследования служили семена сорта Янтарь и Крепыш амаранта печального, представленного ООО «Русская Олива» (г. Воронеж). Сорт Крепыш занесен в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации в 2004 году, сорт Янтарь – 2006 году. В первом случае оригинатор ГНУ ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (Московская обл., Одинцовский район), во втором – ГНУ Алтайский НИИСХ (г. Барнаул). У сорта Крепыш всходы зеленые, листья темно-зеленые яйцевидной формы с заостренной верхушкой и основанием, соцветие светло-зеленые, стебель прямостоящий, высота особей 180-200 см. Облиственность 43%, вегетативный период длится 120-130 дней. Урожайность семян 18,0 ц/га У сорта Янтарь всходы красно-зеленые, листья светло-зеленые, соцветие пурпурное, стебель высотой 150-200 см, мощный прямостоящий, симподиальный. Облиственность 47%. Вегетативный период составляет 100-110 дней. Урожайность семян 16,0 ц/га. У обоих сортов белые семена. Для определения их элементного состава нами использован метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе ELAN-DRC-e (PerkinElmerСША) [3]. Для контроля точности определений применяли метод добавок. Результаты исследований приведены в таблице. При этом определено 7 макро – (Al, Ca, K, Mg, Na, P, Si), 54 микро-и ультрамикроэлемента (Ag, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Br, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Ga, Gd, Ge, Hf, Hg, Ho, I, La, Li, Lu, Mn, Mo, Mb, Nd, Ni, Pb, Pr, Rb, Sb, Se, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Th, Ti, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb, Zn, Zr).

По степени убывания в семенах сорта Янтарь макроэлементы располагаются в следующий ряд: P>K>Ca>Mg>Si>Al>Na, микроэлементы – Fe>Zn>Mn>Rb>B>Cu>Ba>Ti>Br>Sr>Ni>Mo>Zr>La>Co>Cr>Se>Pb>Y>Ce>I>Cd>Nd>V>Ga>Li>Cs>Sn>Pr>Dy>Sm>U>Gd>Th>W>Ag>Hf>Yb>Er>Tl>Tb>Au>Sb>Ho>Nd>Bi>Ge>Lu>Tm>Be>As>Eu>Ta>Hg; соответственно сорта Крепыш – макроэлементы: P>Ca>Mg>K>Si>Al>Na и микроэлементы: Fe>Mn>Ba>Cu>B>Ti>Zn>Sr>Br>Mo>Rb>Cr>V>Ni>Zr>Ce>La>Y>Cd>Se>I>Li>Cs>Th>Nd>Ga>W>Ge>Co>Sn>Dy>Er>Gd>Hf>Sm>U>Sb>Ta>Ag>Au>Eu>Tb>Tl>Lu>Yb>Tm>Bi>As>Ho>Hg =Be.

В семенах каждого сорта преобладало по 30 элементов. Так в сорте Янтарь в их ряду K, Si, Na, Ag, As, Au, Be, Bi, Вr, Co, Dy, Ga, Gd, Ho, La, Mo, Nd, Ni, Pb, Rb, Se, Sm, Sn, Sr, Tb, Tl, Tm, U, Yb, Zn, Zr;сорта Крепыш– P, Ca, Mg, Al, Cr, B, Ba, Cd, Ce, Cs, Cu, Er, Eu, Fe, Ge, Hf, Hg, I, Lu, Mn, Nd, Pr, Sb, Sr, Ta, Th, Ti, V, W, Y. Литий обнаружен в одинаковых количествах.

Общим для семян обоих сортов является доминирующее накопление фосфора в отличие от сорта Воронежский (доминировал калий, значительно меньше накапливалось кальция и фосфора) [2]. В семенах сорта Крепыш в сравнении с сортом Янтарь отмечены более высокие концентрации кальция, магния, алюминия, бора, бария, кадмия, церия, меди, железа, германия, марганца, стронция, титана и др., низкие – калия, кремния, кобальта, никеля, рубидия, цинка. Сортовые различия, возможно, вызваны их генетически наследственными особенностями.

Содержание мышьяка и свинца несколько больше в семенах сорта Янтарь, кадмия и ртути – сорта Крепыш. Вместе с тем содержание токсичных элементов не превышало их допустимый уровень [4].

Таким образом, с помощью метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в семенах сортов Янтарь и Крепыш определен 61 элемент, среди которых 7 макро-, 54 микро- и ультрамикроэлемента, особенности накопления которых, возможно, обусловлены их сортовыми различиями.

Таблица

Элементный состав семян сорта Янтарь и Крепыш, мкг/г

Элемент	Янтарь	Крепыш	Элемент	Янтарь	Крепыш	Элемент	Янтарь	Крепыш
Макроэлементы			Cs	0,2232	0,2490	Pb	0,5685	0,1227
Al	125,0000	169,0000	Cu	16,6730	37,9430	Pr	0,1576	0,1793
Ca	3371,8000	4249,3000	Dy	0,0820	0,0508	Rb	29,2610	1,6871
K	7802,5000	2506,0000	Er	0,0213	0,0461	Sb	0,0168	0,0188
Mg	3279,4000	3997,7000	Eu	0,0022	0,0127	Se	0,5952	0,4204
Na	50,5630	41,7580	Fe	286,1900	479,0700	Sm	0,0790	0,0361
P	8303,3000	9197,0000	Ga	0,2867	0,0682	Sn	0,1973	0,0531
Si	990,7200	281,5800	Gd	0,0700	0,0420	Sr	5,0614	19,5490
Микроэлементы			Ge	0,0075	0,0631	Ta	0,0007	0,0179
Ag	0,0570	0,0170	Hf	0,0481	0,0676	Tb	0,0202	0,0115
As	0,0040	0,0030	Hg	0,0001	0,0010	Th	0,0604	0,2144
Au	0,0190	0,0150	Ho	0,0152	0,0023	Ti	8,7518	24,3640
B	20,4000	31,2000	I	0,3788	0,3977	Tl	0,0203	0,0098
Ba	16,6000	44,7000	La	0,7869	0,7160	Tm	0,0068	0,0042
Be	0,0054	0,0001	Li	0,2829	0,2829	U	0,0717	0,0296
Bi	0,0137	0,0035	Lu	0,0074	0,0080	V	0,2919	1,1037
Br	6,4000	5,7000	Mn	30,3200	114,8700	W	0,0545	0,0585
Cd	0,3246	0,4513	Mo	1,8641	1,8287	Y	0,4579	0,5077
Ce	0,4092	0,8237	Nb	0,3217	0,0811	Yb	0,0362	0,0046
Co	0,7810	0,0575	Nd	0,0141	0,1899	Zn	55,3000	23,6000
Cr	0,6382	1,4225	Ni	4,6971	0,9807	Zr	1,0300	0,9600