CC BY
69
УДК 542.61+547.32.304.2+633.12'18'854.78
ИССЛЕДОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА В ОТХОДАХ ПРОИЗВОДСТВА РИСА, ГРЕЧИХИ И ПОДСОЛНЕЧНИКА
© Л.А. Земнухова1, Н.В. Макаренко1, Л.Я. Тищенко2, Е.В. Ковалёва1 1
Институт химии ДВО РАН, пр. 100-летия Владивостока, 159, Владивосток, 690022 (Россия) E-mail: [email protected]
2Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, пр. 100-летия Владивостока, 159, Владивосток, 690022 (Россия)
Работа посвящена изучению состава и содержания свободных аминокислот в отходах переработки риса посевного Oryza sativa (Poaceae L.), гречихи обыкновенной Fagopyrum esculentum (Polygonaceae L.) и подсолнечника однолетнего Helianthus annuus (Compositae).
Ключевые слова: свободные аминокислоты, плодовые оболочки, рис, гречиха, подсолнечник.
Введение
Растительные аминокислоты образуют большую и важную группу органических соединений. Они обладают уникальными биологическими, фармакологическими и токсикологическими свойствами. Широкое распространение аминокислот в растениях и их высокая биологическая активность способствуют эффективному действию на организм лекарственного сырья и препаратов на его основе [1-5]. Анализ литературы показывает, что аминокислоты перспективны также в качестве ингибиторов коррозии [6-7].
Однако источником аминокислот могут быть не только сами растения, но и отходы, образующиеся в больших объемах при переработке разнообразного растительного сырья, например, в процессе получения крупы злаковых культур. Поэтому изучение качественного и количественного состава аминокислот в многотоннажных отходах переработки растительного сырья имеет практическое значение.
Настоящая работа является продолжением систематических исследований химического состава плодовых оболочек (околоплодник, шелуха, лузга) риса, гречихи и подсолнечника [8, 9] и посвящена изучению в них свободных аминокислот.
Экспериментальная часть
В качестве исходного сырья использовали воздушно-сухие измельченные плодовые оболочки риса (РШ, Краснодарский край, урожай 1999 г.), гречихи (ГШ, Алтайский край, урожай 1996 г.) и подсолнечника (ПШ, Краснодарский край, урожай 2007 г.), которые предварительно просеивали через сито, отбирая частицы с размерами не менее 1 мм, промывали водой и сушили при комнатной температуре. Навеску измельченного сырья (3 г) экстрагировали 70% этиловым спиртом (массовое соотношение 1 : 10) в течение двух суток. Экстракцию одной навески проводили последовательно три раза. Суммарный объем экстракта, полученный за шесть суток, упаривали на роторном испарителе. Образовавшийся сухой остаток растворяли в воде, экстрагировали хлороформом для удаления липидов. Водную фракцию вновь упаривали на роторном испарителе, растворяли в литий-цитратном буфере (рН=2,2), добавляли сульфосалициловую кислоту для осаждения белка и центрифугировали. В растворе свободные аминокислоты определяли методом ионно-обменной хроматографии на аминокислотном анализаторе Biochrom-30 (Англия) в литиевой системе буферов. Количественное содержание обнаруженных свободных аминокислот в исследуемом сырье (в пересчете на сухое вещест-
* Автор, с которым следует вести переписку.
во) было рассчитано в автоматическом режиме с использованием в качестве стандартов аминокислот фирмы «Sigma». Полученные данные приведены в таблице 1.
Результаты и обсуждение
Набор свободных аминокислот в плодовых оболочках риса, гречихи и подсолнечника разнообразен и зависит от вида растения. Всего идентифицировано аминокислот для образцов ПШ-28, РШ-27 и ГШ-19, из которых 8 (ПШ и РШ) и 6 (ГШ) относятся к ряду незаменимых (табл. 1). Общий выход свободных аминокислот составляет (в пересчете на абсолютно-сухое вещество) в отходах риса - 0,06%, гречихи - 0,05%, подсолнечника - 0,08%.
Набор аминокислот разнообразен и зависит от вида растения. Методом ионно-обменной хроматографии было идентифицировано 29 аминокислот, 8 из которых относятся к ряду незаменимых, но количество их в исследуемых образцах различно.
Анализ полученных данных показывает, что плодовые оболочки гречихи характеризуются наименьшим набором свободных аминокислот. В них отсутствуют метионин, триптофан, гистидин, аргинин, цитрулин, цистатионин, оксилизин, а-амино- и а-аминоизомасляные кислоты и производные глутаминовой кислоты -пролин, присутствие в РШ (кроме оксилизина) и ПШ (а-аминоизомасляной кислоты). Согласно [10] в околоплоднике гречихи суммарное содержание аминокислот составляет 4,16% (в пересчете на абсолютно-сухое вещество). После удаления из ГШ белка, как следует из данных таблицы 1, содержание свободных аминокислот незначительно и не превышает 0,05%.
Таблица 1. Состав и содержание свободных аминокислот в шелухе риса (РШ), гречихи (ГШ) и подсолнечника (ПШ)
Наименование аминокислоты Содержание свободных аминокислот в г/кг 10 3 (в пересчете на воздушно-сухое сырье)
Сырье
РШ ГШ ПШ
Незаменимые аминокислоты:
Треонин 0,04 0,001 0,01
Валин 0,05 0,002 0,07
Метионин 0,002 н/о* 0,001
Изолейцин 0,03 0,0009 0,01
Лейцин 0,09 0,008 0,1
Лизин 0,01 0,0003 0,003
Фенилаланин 0,03 0,0008 0,01
Триптофан 0,004 н/о 0,01
Заменимые аминокислоты:
Гистидин 0,003 н/о 0,008
Аргинин 0,01 н/о 0,009
Аспарагиновая кислота 0,05 0,005 0,04
Аспарагин 0,0008 0,0004 0,06
Серин 0,04 0,005 0,02
Глутамин 0,003 0,0002 0,003
Глутаминовая кислота 0,06 0,003 0,08
Пролин 0,02 н/о 0,03
Аланин 0,04 0,003 0,03
Р-аланин 0,0002 0,0005 0,0008
Тирозин 0,03 0,0008 0,005
Фосфосерин 0,01 0,01 0,006
Таурин 0,0007 0,0004 0,003
Цитруллин 0,003 н/о 0,001
Цистатионин 0,001 н/о 0,001
Оксилизин н/о н/о 0,0006
Орнитин 0,001 0,0006 0,002
а-аминомасляная кислота н/о н/о 0,003
у-аминомасляная кислота 0,007 0,002 0,2
а-аминоизомасляная кислота 0,0005 н/о н/о
Глицин 0,02 0,003 0,01
Сумма аминокислот 0,6 0,5 0,8
*н/о - не обнаружено
Сравнивая полученные результаты по качественному и количественному содержанию аминокислот (табл. 1), исследуемые образцы можно расположить в следующем ряду ПШ>РШ>ГШ.
Кроме аминокислот, в анализируемых растворах было найдено еще одно азотсодержащее вещество, относящееся к классу амидов, мочевина (табл. 2), наибольшим содержанием которой отличается околоплодник подсолнечника.
Таблица 2. Содержание мочевины в шелухе риса (РШ), гречихи (ГШ) и подсолнечника (ПШ)
Сырье Содержание мочевины в г/кг-10 3 (в пересчете на воздушно-сухое сырье)
РШ 0,04
ГШ 0,01
ПШ 0,08
Заключение
Таким образом, проведен анализ состава и содержания свободных аминокислот в плодовых оболочках риса, гречихи и подсолнечника. Идентифицировано 29 соединений. Их общее количество составляет 0,050,08% в пересчете на воздушно-сухое сырье.
Список литературы
1. Kuo Y.H., Ikegami F., Lambein F. Neuroactive and other free amino acids in seed and young plants of Panax ginseng // Phytochemistry. 2003. V. 62. №7. P. 1087-1091.
2. Rozan P., Kuo Y.H., Lambein F. Nonprotein amino acids in edible lentil and garden pea seedlings // Amino Acids. 2001. V. 20. №3. P. 319-324.
3. Rozan P., Kuo Y.H., Lambein F. Amino acids in seeds and seedling of the genus Lens // Phytochemistry. 2001. V. 58. №2. P. 281-289.
4. Мартынов А.М., Собенин А.М. Аминокислотный и минеральный состав фиалки одноцветной // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: матер. III Всерос. научной конф. Барнаул, 2007. Кн. 2. С. 112-115.
5. Судачкова Н.Е., Милютина И. Л., Семенова Г.П. Белки и свободные аминокислоты в древесине сосны обыкновенной, лиственницы сибирской и лиственницы Гмелина в центральной Сибири // Химия растительного сырья. 2000. № 1. С. 69-76.
6. Waheed A. Badawy, Khaled M. Ismail, Ahlam M. Fathi. Corrosion control of Cu-Ni alloys in neutral chloride solutions by amino acids // Electrochimica Acta. 2006. V. 51. №20. P. 4182-4189.
7. Helal N.H., El-Rabiee M.M., Abd El-Hafez Gh.M., Badawy W.A. Environmentally safe corrosion inhibition of Pb in aqueous solutions // Journal of Alloys and Compounds. 2008. V. 456. №1-2. P. 372-378.
8. Земнухова Л.А., Бабушкина Т.А., Климов Т.П. Исследование методом ЯМР 'Н состояния воды в образцах
аморфного кремнезёма из рисовой шелухи // Журнал общей химии. 2007. Т. 77. Вып. 6. С. 917-922.
9. Земнухова Л.А., Суховерхов С.В., Шкорина Е.Д., Ковехова А.В., Томшич С.В. Применение высокоэффектив-
ной эксклюзивной хроматографии для исследования молекулярной массы полисахаридов из отходов гречихи и подсолнечника // Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80. Вып. 12. С. 1972-1977.
10. Туева И.А., Дмитрук С.Е., Калинина Г.И., Сальникова Е.Н. Исследование химического состава отходов переработки семян гречихи, льна и рапса // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: матер. III Всерос. научной конф. Барнаул, 2005. Кн. 1. C. 344-348.
Поступило в редакцию 23 января 2009 г.
