Результаты исследования
о пользе кипрея узколистного
Оценка минерального и аминокислотного состава вегетативной части Кипрея узколистного (Chamerion аngustifolium L.), произрастающего в экологически чистом районе Магаданской области
УДК 615.322: 582.886
С целью установления региональной специфики минерального и аминокислотного состава вегетативной части Кипрея узколистного (Chamerion Аngustifolium L., Иван-чай), произрастающего в экологически чистом районе Магаданской области, было проанализировано содержание 25-ти химических элементов и 16-ти аминокислот в сухом сырье (листья) и растворе (настой).
Аннотация
Установлено, что концентрации тяжёлых металлов находились в пре­делах допустимых значений и не несут в себе токсической нагрузки.
Подтверждено мнение ряда ученых  пользе иван-чая в качестве профилактического и биологически активного средства, в том числе при регулярном применении способного устранить незначительный дефицит некоторых жизненно важных элементов, выступать в качестве минеральной добавки для лиц любого возраста. В каждом регионе биообъекты окружающей среды обладают определенной эссенциальной емкостью, т.е. накапливают и содержат в себе столько полезных и дефицитных веществ, сколько необходимо жителям данной территории.

Cr
Se
A
Mg
Содержание всех изученных аминокислот в северном продукте оказалось выше, чем в продукте сравнения.
Пониженные, по сравнению с другими регионами, содержание кобальта, селена и цинка в сырье отражают особенности биогеохимии северной территории.
Выявлено, что колымский иван-чай очень богат калием, магнием, марганцем, кальцием.
В настоящее время государство рассматривает «политику здоро­вого питания» как важный фактор укреп­ления здоровья граждан России. Низкая продол­жительность жизни и высокая частота заболе­ваемости прямо или косвенно связаны с несбалансированным питанием. Немало­важное значение в данных условиях приобретает возмож­ность применения местного расти­тельного сырья, содержащего биологически активные компоненты, способ­ствующие повышению иммунитета, снижению алиментарных, церебро­васкулярных и онко­логических заболеваний. Исполь­зование местного расти­тельного сырья позволяет сократить логисти­ческие затраты, обеспечить доступный уровень цен на разраба­тываемую продукцию и её соответ­ствие потреби­тельским пред­почтениям определен­ного региона [1].
Введение
Благодаря высокому содержанию ценных биологически активных веществ особый интерес вызывает кипрей узколистный (Chamerion Аngustifolium L.). Биомасса кипрея узколистного имеет достаточно богатый элементный состав. В наземной части установлено наличие 61 элемента, среди которых эссенциальные Na, Mg, P, K, Ca, Cr, Mn, Co, Mn, Zn, Se, I [3, 4]. По литературным данным, компонентный состав элементов разных органов растения примерно соотносим, однако в листьях больше накапливаются Na, Mg, Si, Ca, Cr, Mn, в стеблях – Ni, Ba, в соцветиях – P, K, Cu, Zn, Se, Rb, As [3].

Минеральный состав вегетативных частей кипрея узколистного зависит от территории его произрастания и фазы онтогенеза растения, и может варьировать [5]. Среди прочих биологически активных веществ в вегетативной части кипрея узколистного обнаружено 16 аминокислот, 6 из которых – незаменимы: 100 г сухого сырья покрывает от 5 до 10 % суточной потребности для взрослого человека в незаменимых аминокислотах [6]. При этом, по литературным данным [7] в более высоких широтах, к которым можно отнести и Среднеканский район Магаданской области, содержание биологически активных веществ бывает более высоким. Имеются сведения о содержании аминокислот в кипрее узколистном, собранном на Северном Кавказе [8], в Красноярском крае [6].
Целью настоящего исследования явилось установление региональной специфики минерального и аминокислотного состава вегетативной части кипрея узколистного (Chamerion Аngustifolium L., иван-чай), произрастающего в экологически чистом районе Магаданской области.
В связи с этим особую актуальность приобретают вопросы научно обоснованного и рационального использования доступного и широко распространенного отечественного растительного сырья как важного источника физиологически функциональных ингредиентов и разработка с их использованием продуктов здорового питания – чайных напитков [2].
Ручной сбор кипрея узколистного был проведен в период активного цветения в июне-июле 2019 г. в сухую ясную погоду в экологически благоприятном Среднеканском районе Магаданской области (62°55´51"с.ш. 152°23´06"в.д.). В утренние часы собирали листья без явно выраженных прожилок с верхней части растения. Способ изготовления полуфабриката из кипрея узколистного предусматривал сбор листьев, завяливание при температуре 20…24° C и влажности 70% от 20 минут до 2-3 часов к влажности листьев 55-62% для потери тургора и повышения эластичности листьев. При завяливании сырье размещали на стеллажах при толщине слоя 80-100 мм. Далее лист был скручен путем вымешивания листьев при помощи роллера, ферментирован в течение 18-24 часов при температуре 28…32° C в присутствии кислорода и собственных ферментов иван-чая, под действием микроорганизмов, которые являются катализаторами данного процесса [1, 9] и высушен до влагосодержания не более 8% при температуре до 30° C в течение суток в сушилке конвекционного типа.
Экспериментальная часть
#Материалы и методы исследования
Методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (МС-ИСП) на приборе NexION 300D (Perkin Elmer, США) согласно МУК 4.1.985-00 «Определение содержания токсичных элементов в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Методика автоклавной пробоподготовки» в рамках договора о научно-практическом сотрудничестве в ООО «Микронутриенты» (г. Москва) определяли содержание в сухом субстрате листьев кипрея узколистного (предварительно ферментированных) и настоя из них следующих макро- и микроэлементов: алюминия (Al), мышьяка (As), бора (B), кальция (Ca), кадмия (Cd), кобальта (Co), хрома (Cr), меди (Cu), железа (Fe), ртути (Hg), йода (I), калия (K), лития (Li), магния (Mg), марганца (Mn), натрия (Na), никеля (Ni), фосфора (P), свинца (Pb), селена (Se), кремния (Si), олова (Sn), сурьмы (Sr), ванадия (V), цинка (Zn). Настой из ферментированного субстрата листьев готовили согласно инструкции к готовому сырью: 1 ч. л. чая залить 200 мл кипятка, настоять 15-30 мин.
Исследование сухого субстрата листьев кипрея узколистного (предварительно фермен­тированных) на содержание 17-ти аминокислот (лизин, гистидин, аргинин, аспа­рагин, треонин, серин, глутамин, пролин, глицин, аланин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, тирозин, фенил, цистин (цистеин)) проведено в производственно-технической лаборатории ООО «ВитОМЭК» (г. Лихославль, Тверской обл.) методом высоко­эффективной жидкостной хромато­графии согласно ГОСТ 32195-2013 (ISO 13903:2005).

Степень удовлетворения суточной потреб­ности взрослого человека в макро- и микроэлементах при включении в рацион питания исследуемых пищевых продуктов определяли на основе расчёта концентрации элементов в порции 100 г сырого продукта и в соответствии с Нормами физиологи­ческих потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации, приведен­ными в Методических рекомен­дациях MP 2.3.1.2432-08 [10].
В таблице 1 представлены средние значения концентраций эссенциальных (жизненно необходимых) макро- и микро­элементов, определенных в сухом ферментированном субстрате листьев кипрея узколистного, и в его настое (чай), приготовленном в соответствии с инструкцией к применению (1 ч. л. сырья залить 200 мл кипятка, настаивать 20-30 минут).
ТАБЛИЦА 1
Содержание макро- микроэлементов в вегетативной части Кипрея узколистного (Chameron Аngustifolium), произрастающего в Среднеканском районе Магаданской области (МЭ, мкг/г, М ± m)
#Результаты и обсуждение
Нажмите на таблицу для того, чтобы ее увеличить
При сравнении значений концен­траций сухого субстрата кипрея узко­листного, добытого в Красноярском крае (Саянский район) и в Магаданской области (Средне­канский район), установлено, что в продукте из Магаданской области выше содержание эссен­циальных кальция, калия, магния и марганца. Содержание железа в сухом продукте в обоих регионах сопоставимо. При этом важно отметить, что магаданское сырье чрезвычайно богато этими минералами и способно удовлетворить значительную долю суточной потребности в них условно-здорового взрослого человека (см. табл. 1).

Содержание таких элементов как кобальт, хром, селен, ванадий, цинк было ниже, чем в растениях Красноярского края, что, вероятно связано с биогео­химическими различиями среды произрастания: минераль­ного состава почв, минерали­зации грунтовых и подземных вод и т.п. При этом суточная потребность человека в кобальте покрывается на 50%, ванадии на 20%, цинке на 23,7%. Порция 100 г сухого фермен­тированного сырья кипрея узко­листного также способна полностью покрыть суточную потребность человека в боре и на 61,7% – в кремнии (см. табл. 1).

ТАБЛИЦА 2
Содержание токсичных микроэлементов в вегетативной части Кипрея узколистного (Chameron Аngustifolium), произрастающего в Среднеканском районе Магаданской области (МЭ, мкг/г, М ± m)
Нажмите на таблицу для того, чтобы ее увеличить
Полученные значения концентраций токсичных микроэлементов в фермен­тированном сырье кипрея узколистного и настое из него сравнивали с Едиными санитарно-эпидемио­логическими и гигиени­ческими требо­ваниями к продукции (товарам), подлежащей санитарно-эпидемио­логическому надзору (контролю) (с изменениями на 10 мая 2018 г.; редакция, действующая с 1 июня 2019 г.), гигиени­ческими требованиями безо­пасности к пищевой продукции, согласно техническому регламенту Таможен­ного союза «О безо­пасности пищевой продукции» (ТР ТС 021/2011), а также с меж­государ­ственными стан­дартами ГОСТ 30538-97 «Продукты пищевые. Методика опреде­ления токсичных элементов атомно-эмис­сионным методом» и ГОСТ 26927-86 сырье и продукты пищевые. Методы определения ртути [12, 13, 14, 15]. При оценке содержания в анализи­руемых образцах токсичных микро­элементов установлено, что в продукте из Средне­канского района Магадан­ской области значения тяжелых металлов и токсичных химических элементов ниже, чем в сырье из Красно­ярского края, однако в обоих регионах эти показатели соот­ветствовали требованиям эко­логической безопасности [5, 16], что согласуется с литера­турными данными о том, что сырье кипрея узко­листного принято относить к экологически чистому [5].
Многие исследователи в своих опубли­кованных научных работах едино­душны во мнении, что травяные чаи, богатые витаминами, минералами и анти­оксидантами, как компонент диетического и фун­кционального питания, обязательно должны присут­ствовать в рационе различных групп населения [1, 7]. Ранее проведенные нами исследования элементного статуса населения Магадан­ского региона, позволяют говорить о том, что у жителей г. Магадана более чем в 50% случаев выявлен характерный «северному» элементному профилю организма дефицит важнейших макро­элементов – кальция и магния, и микро­элементов – кобальта и йода [17, 18]. В разной степени дефицит концентра­ций отмечены также хром, марганец, цинк и селен. В условиях Севера описанные нарушения элементного баланса способны приводить к снижению адаптаци­онных резервов организма. При этом хронический дефицит основных жизненно важных элементов в экстре­мальных северных условиях создает благодатную основу для развития дисфункций многих физио­логических систем и широкого спектра патологий.
Анализ средних значений концент­раций макро- и микро­элементов в чайном напитке из фермен­тированных листьев кипрея узко­листного, произве­денного в Магадан­ской области, и приго­товленного из 5 г анализи­руемого сырья, позволяет сделать вывод о том, что степень удовлетво­рения адекватного уровня суточной потребности взрослого человека при употреблении 200 мл напитка в день не столь значительна, но при условии формирования полно­ценного сбаланси­рованного пищевого рациона порция чая станет хорошей пищевой добавкой к пище. Вместе с тем, зная об абсо­лютном содер­жании эссенциаль­ных минералов в фермен­тированном листе кипрея узко­листного, и при установ­ленных лаборатор­ными методами дефицитах био­элементов в организме человека, под наблю­дением лечащего врача, можно приго­товить водный концентрат из 100 г сухого сырья на 200 мл воды. В данном случае пропор­ционально увеличится и степень удовлетво­рения суточной потреб­ности в дефицит­ном хими­ческом элементе (см. табл. 3).
ТАБЛИЦА 3
Степень удовлетворения суточной потребности взрослого человека, %
В вегетативной части кипрея узколистного обнаружено также 16 аминокислот, шесть из которых незаменимые. По литературным данным 100 г сухого сырья кипрея узколистного покрывает от 5 до 10% суточной потребности для взрослого человека в незаменимых аминокислотах [3, 6].
Нажмите на таблицу для того, чтобы ее увеличить
ТАБЛИЦА 4
Содержание свободных аминокислот в листьях кипрея узколистного, %
Нажмите на таблицу для того, чтобы ее увеличить
При анализе аминокислотного состава сухого сырья кипрея, собранного в Магаданской области и в Красноярском крае, в магаданском продукте содер­жание всех изученных амино­кислот оказалось выше, некоторые значения отличались в 1,5-2 раза (см. табл. 4). Сумма свободных амино­кислот в образце кипрея узко­листного, собранного в Саянском районе Красно­ярского края составила 10,09% [6], в образце из Средне­канского района Магадан­ской области – 14,21%. Наличие такого количества амино­кислот обеспе­чивает широкий спектр фармако­логического действия веге­тативной части кипрея узко­листного. Однако, процентное соотношение (доля амино­кислот от общего содер­жания) отличались, например, доли аспаргина, пролина, серина и глутамина в регионе сравнения больше, чем в продукте местного производства. Очевидно также, что в обоих регионах в образцах кипрея узко­листного превалирует содер­жание глутамина, аспа­рагина и лейцина, оказы­вающих поло­жительное влияние на сердечно-сосудистую и эндо­кринную системы организма.
Сравнивая состав незаменимых аминокислот «идеального» белка ФАО/ВОЗ с белками женского или коровьего молока, а также яйца, можно увидеть, что послед­ние отличаются принципиально иным составом и соотношением заменимых и незаменимых амино­кислот близким к 1,0. Тогда как в «идеальном» белке ФАО/ВОЗ, а также в совре­менных отечествен­ных нормах это соотно­шение больше 2,0 (2,12–2,5), что харак­терно для белков расти­тельного происхож­дения. Таким образом, по составу незамени­мых амино­кислот к идеаль­ному белку наиболее близки белки яиц и молока. Белки рыбы и мяса по содержанию амино­кислот существен­но отли­чаются от идеала, а расти­тельные белки имеют еще более низкую биологическую ценность [19]. По нашим данным, соотно­шение заменимых амино­кислот к незамени­мым в листьях кипрея узко­листного, собранного в Магадан­ской области составило 1,39, в Красно­ярском крае – 1,62.
Результаты настоящего исследования согласуются с мнением ряда ученых о пользе кипрея узколистного в качестве профилактического и биологически активного средства, в том числе при регулярном применении способного устранить незначительный дефицит некоторых жизненно важных макро- и микроэлементов, выступать в качестве минеральной добавки к пище для лиц любого возраста. Для жителей северных и арктических территорий важно употреблять травяной напиток из листьев кипрея узколистного, собранного на территории самого региона, так как он имеет более богатый элементный и аминокислотный состав, ввиду произрастания в северных широтах. В каждом регионе биообъекты окружающей среды обладают определенной эссенциальной ёмкостью – накапливают и содержат в себе столько полезных и дефицитных веществ, сколько необходимо жителям данной территории.

НИЦ «Арктика» ДВО РАН выражает благодарность ИП Павленко Валентине Анатольевне за помощь в организации и проведении исследования и предоставленное сухое ферментированное сырье иван-чай (лист кипрея узколистного) («Дары Колымы»©).

Заключение