CC BY
114
Труды БГТУ, 2018, серия 2, № 2, с. 167-170
167
УДК 664.592; 665.334.7
Е. В. Феськова1, О. С. Игнатовец1, И. Н. Тычина2, И. М. Савич2, Д. С. Свитящук1
1 Белорусский государственный технологический университет 2Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА СЕМЯН ЧЕРНУШКИ ПОСЕВНОЙ (NIGELLA SATIVA)
В данной работе был изучен компонентный состав семян чернушки посевной (Nigella sativa) четырех селекционных образцов (НП-9, НЧ-20, НФ-15, НУ-12) из коллекции Центрального ботанического сада Национальной академии наук Беларуси. Методом газовой хроматографии установлено, что в липидах семян чернушки посевной преобладают линолевая С18:2, олеиновая C18:1cis и пальмитиновая С16:0 кислоты, а также в небольших количествах присутствуют капроновая С6:0, каприловая С8:0, миристиновая С14:0, пентадекановая С15:0, пальмитолеиновая С16:1, стеариновая С18:0, элаидиновая C18:1trans, а-линоленовая С18:3, арахиновая С20:0, гондоиновая С20:1 и эй-козадиеновая С20:2 кислоты. Выход эфирного масла из семян чернушки посевной исследуемых селекционных образцов в среднем составил 0,4%, и установлено, что среди эфирных масел преобладает монотерпен р-цимен (64,90%), также были обнаружены а-туйен, а-пинен, р-пинен, са-бинен, лимонен, эвкалиптол, у-терпинен и линалоол. Доля фосфора в зольном остатке составила в среднем 6,37%, калия - 9,87%, магния - 14,39%, кальция - 37,86%, натрия - 0,25% и железа -0,12%. Влажность семян исследуемых образцов варьировалась от 5,03 до 5,40%.
Ключевые слова: чернушка посевная (Nigella sativa), газовая хроматография, метиловые эфиры жирных кислот, эфирные масла, состав минеральных компонентов.
A. Feskova1, O. S. Ignatovets1, I. N. Tychina2, I. M. Savich2, D. S. Svitsiashchuk1
Belarusian State Technological University 2Central Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus
DETERMINATION OF THE COMPONENT COMPOSITION
OF NIGELLA SATIVA SEEDS
In this paper the component composition of the black cumin (Nigella sativa) seeds of four selection samples (NP-9, NCH-20, NF-15, NU-12) from the collection of the Central Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus was studied. It was found using the method of gas chromatography that linolic C18:2, oleic C18:1cis and palmitic C16:0 acids are prevail in the from the black cumin seeds. There are also caproic C6:0, caprylic C8:0, miristic C140, pentadecanoic C150, palmitoleic C161, stearic C18:0, elaidic C18:1trans, а-linolenic C18:3, arachic C20:0, gondoinic C20:1, and eicosodienoic C20:2 acids in these seeds in small number. The yield of the essential oils from the seeds of the black cumin was on the average 0.4%, and it was established that among the essential oils the monoterpene р-cymene (64.90%) is predominated, а-thujene, а-pinene, р-pinene, sabinene, limonene, eucalyptol, y-terpene and linalool were also detected. The mineral composition was the following (on the average): potassium -9.87%, magnesium - 14.39%, calcium - 37.86%, sodium - 0.25% and iron - 0.12%. The moisture content of the study samples seeds ranged from 5.03 to 5.40%.
Keywords: black cumin (Nigella sativa), gas chromatography, fatty acid methyl esters, essential oil, mineral constituent.
Введение. Чернушка посевная (Nigella sativa), или черный тмин, черный кориандр, -представитель семейства Ranunculaceae, известное лекарственное и пряно-ароматическое растение. Чернушка посевная - единственное растение семейства лютиковых, которое можно употреблять в пищу, и еще с древних времен она известна как очень ценное растение для пищевой промышленности [1]. Ее добавляют в кондитерские и хлебобулочные изделия, напитки и маринады. Семена чернушки посевной обладают антимикробным действием, поэтому их используют при консервировании продуктов.
Nigella sativa содержит большое количество вкусоароматических соединений и биологически активных веществ, которые улучшают ор-ганолептические показатели продуктов и повышают их пищевую ценность [2].
С лечебной целью чернушка посевная используется во многих странах мира уже более 3000 лет. В течение последних двух десятилетий большинство исследований были посвящены экстрактам семян чернушки посевной и их влиянию на различные системы организма in vitro или in vivo. Экстракты семян показывают широкий спектр фармакологических свойств,
включая иммуностимулирующую и антигиста-минную, антидиабетическую, антигипертензив-ную и противовоспалительную активность [3].
В состав чернушки посевной входят жирные кислоты, эфирные масла, витамины, фенольные соединения, алкалоиды, сапонины, стерины, минералы, аминокислоты, белки и углеводы.
Для Республики Беларусь актуальны исследования, направленные на поиск наиболее перспективного сорта чернушки посевной.
Основная часть. Целью данной работы было определение компонентного состава семян чернушки посевной разных селекционных образцов.
Объектом исследования являлись семена чернушки посевной четырех селекционных образцов (НП-9, НЧ-20, НФ-15, НУ-12) из коллекции Центрального ботанического сада Национальной академии наук Беларуси.
Количественное определение жирно-кислотного состава липидов в семенах чернушки посевной проводили по модифицированному методу Welch. Навески образцов помещали в стеклянные ампулы, приливали 1 см3 раствора 2%-ной серной кислоты в метаноле с внутренним стандартом -маргариновой кислотой (С17:0; 1,35 мг/см3). Ампулы запаивали на газовой горелке, гидролиз триа-цилглицеридов с одновременным метилированием образующихся жирных кислот проводили при температуре (80 ± 1)°С в течение 4 ч. Затем ампулы охлаждали до комнатной температуры, вскрывали и экстрагировали метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК) гексаном (0,5 см3) [4]. МЭЖК
разделяли методом газовой хроматографии (рисунок) на приборе Agilent 7820A GC (Agilent Technologies, США), оснащенном пламенно-ионизационным детектором и капиллярной колонкой HP-Innowax 30 м*0,25 мм*0,25 мкм (поли-этиленгликоль). Анализ проводили при скорости потока гелия через колонку - 1,36 мл/мин, температуре инжектора - 250°С, детектора - 275°С, температуре колонки - 150°С (1 мин), затем температура колонки повышалась со скоростью 2,9°С/мин до 250°С и выдерживалась 3 мин. Объем анализируемой пробы - 1 мкл.
Идентификацию МЭЖК производили по времени удерживания при разделении стандартных смесей этих веществ (AccuStandart, США) и оценивали в процентах от весового суммарного содержания по отношению к внутреннему стандарту (таблица).
По результатам газохроматографического анализа установлено, что в семенах чернушки посевной преобладают линолевая Q8:2, олеиновая С^шл и пальмитиновая Q6:0 кислоты.
Экстракцию эфирного масла из семян чернушки посевной проводили методом перегонки с водяным паром. Измельченные семена помещали в круглодонную колбу с добавлением дистиллированной воды (из расчета приблизительно 1 : 13) при нагревании в течение 1,5 ч. Эфирное масло собирали в приемник Гинзбер-га. Выход эфирного масла из семян чернушки посевной исследуемых селекционных образцов в среднем составил 0,4%.
FID1 Д Front Signal (D\AGILEM"\DATA\NIGELLA SATrvA\F.ÍME_0 В R2_27092 017 .D)
pA 450 ■
m ■
350 ■ 300 H 250 200 -150 100 50
OO Ta> oí ю oo
Щ
o
—Г"
10
—Г"
15
—i—
20
—i—
25
—i—
30
—i—
35
Хроматограмма разделения метиловых эфиров жирных кислот липидов семян чернушки посевной селекционного образца НЧ-20
Е. В. Феськова, О. С. Игнатовец, И. Н. Тычина, И. М. Савич, А. С. Свитяшук
169
Жирно-кислотный состав семян чернушки посевной, %
Компонентный состав полученного эфирного масла определяли методом газовой хроматографии на приборе Agilent 7820A GC (Agilent Technologies, США), оснащенном пламенно-ионизационным детектором и капиллярной колонкой HP-Innowax 30 м*0,25 мм*0,25 мкм (по-лиэтиленгликоль). Анализ проводили при скорости потока гелия через колонку - 1,2 мл/мин; температуре инжектора - 250°С, детектора -300°С, температуре колонки - 70°С (2 мин), затем температура колонки повышалась со скоростью 3°С/мин до 200°С и выдерживалась 2 мин. Сброс потока составлял 1 : 50. Объем анализируемой пробы - 0,2 мкл. Идентификацию компонентов эфирного масла производили по временам удерживания стандартных веществ.
Установлено, что в семенах чернушки посевной исследуемых селекционных образцов преобладает монотерпен р-цимен (64,90%). Содержание а-туйена и а-пинена в сумме составило 15,83% (при данных условиях хромато-графирования и на указанной хроматографиче-ской колонке эти два компонента имеют одинаковые времена удерживания), Р-пинена -2,76%, сабинена - 1,23%, лимонена - 1,82%, эвкалиптола - 0,21%, у-терпинена - 1,35% и линалоола - 0,09%.
Состав минеральных компонентов семян чернушки посевной определяли в зольном остатке на сканирующем электронном микроскопе 18М-5610 ЬУ с системой электронно-зондового энергодисперсионного химического анализа ББХ 1ББ-2201 (ШОЬ, Япония). Доля фосфора в зольном остатке составила в среднем 6,37%, калия - 9,87%, магния - 14,39%, кальция -37,86%, натрия - 0,25% и железа - 0,12%.
Влажность семян чернушки посевной определяли по ГОСТ 24933.3-81 [5]. Влажность исследуемых образцов составила от 5,03 до 5,40%.
Заключение. Таким образом, были проанализированы семена четырех селекционных образцов чернушки посевной. Установлено, что в семенах чернушки посевной преобладают ли-нолевая С18:2, олеиновая С^!^ и пальмитиновая С16:0 жирные кислоты, а также что среди эфирных масел преобладает р-цимен, содержание которого в среднем составило 64,90%. Среди минеральных компонентов преобладающими являются кальций и магний. В связи с вышеизложенным семена чернушки посевной являются весьма перспективным сырьем для пищевой и фармацевтической промышленности.
Жирная кислота Селекционный образец
НП-9 НЧ-20 НФ-15 НУ-12
Капроновая С6:0 0,50 0,31 0,90 0,07
Каприловая С8:0 0,17 0,14 0,21 0,03
Миристиновая С14:0 0,24 0,22 0,20 0,17
Пендадекановая С15:0 0,06 0,06 0,06 0,10
Пальмитиновая С16:0 12,08 11,50 10,46 9,57
Пальмитолеиновая С16:1 0,22 0,22 0,20 0,15
Стеариновая С18:0 2,39 2,41 2,18 1,95
Олеиновая С18:1(;и 15,45 17,82 16,23 16,41
Элаидиновая С^ив™ 1,43 1,31 1,52 1,47
Линолевая С18:2 54,83 52,19 47,80 39,10
а-линоленовая С18:3 0,30 0,29 0,21 0,27
Арахиновая С20:0 0,26 0,17 0,15 0,19
Гондоиновая С20:1 0,26 0,29 0,31 0,22
Эйкозадиеновая С20:2 2,96 2,75 2,25 1,77
Литература
1. Исакова А. Л., Прохоров В. Н. Посевные качества семян нигеллы // Современные технологии сельскохозяйственного производства: сборник научных статей по материалам XVIII Международной научно-практической конференции. Гродно: ГГАУ, 2015. С. 46-48.
2. Применение пряности Nigella sativa в технологии хлебобулочных изделий из пшеничной муки / А. Ф. Гарипова [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 22. С.241-243.
3. Nigella sativa: monograph / Sabira Sultana [et al.] // Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2015. Vol. 4. No. 4. Р. 103-106.
4. Феськова Е. В., Леонтьев В. Н., Титок В. В. Семена льна масличного сорта Солнечный - источник биологически активных веществ // Труды БГТУ. Сер. IV, Химия, технология орган. в-в и биотехнология. 2009. Вып. XVII. С. 44-46.
5. Семена цветочных культур. Метод определения влажности: ГОСТ 24933.3-81. Введ. 01.07.82. М.: Издательство стандартов, 1982. 2 с.
References
1. Isakova A. L., Prokhorov V. N. Sowing qualities of the Nigella seeds. Sovremennye tekhnologii sel'skokhozyaystvennogo proizvodstva: sbornik nauchnykh statey po materialam XVIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Modern technologies of agricultural production: collection of scientific articles on the materials of the 18 International Scientific and Practical Conference]. Grodno, 2015, pp. 46-48 (In Russian).
2. Garipova A. F., Leontieva M. A., Nasrutdinova R. A., Yamashev T. A., Reshetnik O. A. Application of spice Nigella sativa in technology of bakery products from wheat flour. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Herald of Kazan Technological University], 2014, vol. 22, pp. 241-243 (In Russian).
3. Sabira Sultana, Hafiz Muhammad Asif, Naheed Akhtar, Asif Iqbal, Haleema Nazar, Riaz Ur Rehman. Nigella sativa: monograph. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 2015, vol. 4, no. 4, pp.103-106.
4. Feskova A., Leontiev V. N., Titok V. V. Flaxseeds of the varieties Solnechny - a source of biologically active substances. Trudy BGTU [Proceedings of BSTU], Issue 4, Chemistry, Organic Substances Technology and Biotechnology, 2009, vol. XVII, pp. 44-46 (In Russian).
5. GOST 24933.3-81. Seed of flowers. Methods for determination of moisture. Moscow, Izdatel'stvo standartov Publ., 1982. 2 p. (In Russian).
Информация об авторах
Феськова Елена Владимировна - кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры биотехнологии и биоэкологии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Игнатовец Ольга Степановна - кандидат биологических наук, доцент кафедры биотехнологии и биоэкологии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Тычина Ирина Николаевна - научный сотрудник лаборатории биоразнообразия растительных ресурсов. Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси (220012, г. Минск, Сурганова, 2в, Республика Беларусь). Е-mail: [email protected]
Савич Инна Михайловна - научный сотрудник лаборатории биоразнообразия растительных ресурсов. Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси (220012, г. Минск, Сурганова, 2в, Республика Беларусь). Е-mail: [email protected]
Свитящук Дарья Сергеевна — студентка. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Information about the authors
Feskova Alena - PhD (Engineering), Senior Researcher, the Department of Biotechnology and Bioecology. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Ignatovets Olga Stepanovna - PhD (Biology), Assistant Professor, the Department of Biotechnology and Bioecology. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Tychina Irina Nikolaevna - researcher of the Laboratory of Biodiversity of Plant Resources. Central Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus (2c, Surhanau str., 220012, Minsk, Republic of Belarus). Е-mail: [email protected]
Savich Inna Mihailovna - researcher of the Laboratory of Biodiversity of Plant Resources. Central Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus (2c, Surhanau str., 220012, Minsk, Republic of Belarus). Е-mail: [email protected]
Svitsiashchuk Darya Sergeevna — student. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Поступила 10.04.2018
