Аминокислотный состав растительного сырья сортов лекарственных трав при возделывании в Ставропольском крае

УДК 633.8:631.526.32:547.466

Аминокислотный состав растительного сырья сортов лекарственных трав при возделывании в Ставропольском крае

Чумакова В. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Чумаков В. Ф.

ФГБНУ

«Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр»

356241, Россия, Ставропольский край, Шпаковский р-н, г. Михайловск, ул. Никонова, д. 49

E-mail: sosna777@bk.ru

Для нормального роста, развития, репродукции, сохранения здоровья и получения максимальной продуктивности животных в кормах постоянно должно быть наличие определённого количества аминокислот. Их недостаток может быть восполнен с помощью добавок из синтетических препаратов или введением в рацион кормов с высоким содержанием недостающей аминокислоты. Цель исследований — определить содержание аминокислот в растительном сырье шести видов и сортов лекарственных растений. Установлено наличие 15 аминокислот, из них девять незаменимых. Выявлены доминирующие моноаминодикарбоновые аминокислоты: аспарагиновая и глутаминовая (от 11,31 до 39,05% от общего содержания). Незаменимые аминокислоты в суммарном выражении составляют от 39,26% в корнеплодах скорцонеры сорта Солнечная премьера до 55,17% в траве змееголовника сорта Эгоист, среди аминокислот преобладает у большинства видов и сортов лейцин: от 5,36% — у скорцонеры до 9,94% — у лофанта анисового сорта Премьер. Результаты изучения аминокислотного состава видов и сортов лекарственных растений могут быть использованы при составлении рационов кормления животных с возможностью получения единовременно терапевтического эффекта.

Ключевые слова: корм, аминокислота, лекарственные растения, вид, сорт.

Качество белков в кормах для животных напрямую зависит от их аминокислотного состава. Зелёные растения могут синтезировать из простейших неорганических соединений (углекислого газа, воды, аммиака и нитритов в ходе реакций первичного синтеза) свыше 200 известных на сегодня аминокислот, из которых 20 в кормлении животных и птицы имеют особое значение. Аминокислоты подразделяются на заменимые и незаменимые. Заменимые аминокислоты (серин, пролин, аспарагиновая кислота, глицин, глютаминовая кислота, аланин, цистин, тирозин, цитрумин) могут синтезироваться в организме из азотсодержащих соединений, поступающих с кормами. Цистин считается полузаменимой аминокислотой, т.к. способен на 30–40% заменить метионин. Незаменимые аминокислоты (лизин, метионин, триптофан, гистидин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, треонин, валин, аргинин) не могут синтезироваться в организме вовсе или в достаточном объёме из-за отсутствия или недостаточной активности специфических ферментов и должны поступать в организм с кормами. Три первых из перечисленных называются критическими, или особенно незаменимыми. Для молодняка птицы незаменимой аминокислотой является и глицин. В практических условиях кормления протеины растительных кормов при их определённых сочетаниях в рационе способны полностью удовлетворить потребность организма во всех незаменимых аминокислотах, кроме лизина, метионина и триптофана. Эти аминокислоты относятся к критическим, или особо незаменимым аминокислотам (Кочинян, 2011).

Недостаток в рационе одной или нескольких незаменимых аминокислот неблагоприятно отражается на состоянии животных. Они перестают расти, развиваться, снижается иммунитет. Сейчас большое внимание уделяется аминокислотам как биологически активным веществам, которые могут быть использованы в лечебной и ветеринарной практике. Некоторые аминокислоты, такие, к примеру, как глютаминовая кислота, метионин, являются признанными лекарственными средствами для лечения нарушений обменных процессов. Однако получают их, как правило, синтетическим путём, а из растений не выделяют в силу отсутствия их источников и нерентабельности существующих способов производства (Кулинцев, 2011).

Триптофан необходим для нервной системы и мозга как успокаивающее средство, аргинин является катализатором синтеза мочевины в почках, участвует в образовании спермы. Цистин способен активировать инсулин, метионин и лейцин. Соли аспарагиновой кислоты необходимы для поддержания сердечно-сосудистой системы (Машковский, 1998).

Восполнить дефицит аминокислот в рационе можно введением кормов с высоким содержанием недостающей аминокислоты и с помощью добавок к рациону её синтетического препарата.

В этой связи для совершенствования и оптимизации полноценного и здорового кормления животных весьма актуальным является обеспечение сырьевой растительной базы лекарственных растений с определённым качественным и количественным составом аминокислот и других биологически активных веществ за счёт их культивирования на специализированных плантациях.

Целью настоящего исследования было сравнительное изучение качественного и количественного содержания аминокислот в растительном сырье различных видов и сортов лекарственных растений.

Методика исследований. Объектами исследований были выбраны растительные образцы лекарственных культур, перспективных для использования в кормопроизводстве: мелисса лекарственная (Melissa officinalis L.) Ламбада, змееголовник молдавский (Dracocephalum moldavica L.) Эгоист, лофант анисовый (Lophantus anisatus L.) Премьер семейства яснотковые (Lamiaceae), эхинацея пурпурная (Echinaceae purpurea L.) Болеро, скорцонера испанская (Scorzonera hispanica L.) Солнечная премьера семейства астровые (Asteraceae) и амарант белосемянный (Amarantus leucospermus S. Wats) Каракула семейства амарантовые (Amaranthaceae). Все сорта внесены в Государственный реестр селекционных достижений РФ и допущены к использованию в сельскохозяйственном производстве на всей территории страны.

Отбор проб растительных образцов проводили на экспериментальном участке ФГБНУ «Ставропольский НИИСХ» (ныне ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ»): траву мелиссы, лофанта (на втором году жизни растений) и змееголовника — в фазу бутонизации–начала цветения, амаранта — в фазу начала бутонизации, корня скорцонеры — весной в начале отрастания растений второго года жизни.

Почвы опытного участка — суглинистые чернозёмы с содержанием гумуса 4,0–4,5%. По агроклиматическому зонированию опытное поле относится к третьему агроклиматическому району, который характеризуется неустойчивым увлажнением. Гидротермический коэффициент — 1,1–1,3. Относительная влажность воздуха за годы исследований колебалась от 37 до 79%. Сумма температур за период активной вегетации — 2400–2600⁰С.

Аминокислотный состав изучали на анализаторе ААА Т-339 чешского производства. Разделение проводили в среде цитратного буферного раствора. В качестве неподвижной фазы использовали катион марки Ostion LGAN на колонках размером 0,8×60 см (№ 1), 0,7×60 см (№ 2). Аминокислоты идентифицировали методом стандартных добавок. Повторность анализов трёхкратная, достоверность различий оценивали по критерию Стьюдента.

Результаты исследований. В результате исследований в растительных образцах культивируемых на Ставрополье видов и сортов лекарственных растений выявлено 15 аминокислот, из них девять незаменимых: валин, треонин, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, гистидин, лизин и аргинин (табл. 1). Их содержание в суммарном выражении составляет от 39,26% у скорцонеры испанской Солнечная премьера до 55,17% у змееголовника молдавского (мелиссы турецкой) Эгоист. Среди изученных видов и сортов наибольшее количество лейцина (9,94%) отмечено в растительном сырье лофанта анисового Премьер, валина (7,83%) — в растениях змееголовника молдавского Эгоист. Содержание лизина выявлено в растительном сырье всех изученных сортов, при этом наибольшее количество установлено в траве змееголовника молдавского Эгоист — 8,98%, что на 1,56% выше, чем у признанного высокобелкового растения амарант сорта Каракула. Установлено отсутствие незаменимых аминокислот треонина и метионина в растительном сырье скорцонеры Солнечная премьера и эхинацеи пурпурной Болеро. Доминирующее положение по содержанию в растениях всех видов и сортов занимают аспарагиновая (от 11,31% у амаранта Каракула до 39,05% у скорцонеры Солнечная премьера) и глютаминовая кислоты (от 11,92%

Аминокислотный состав растительных образцов лекарственных растений

Примечание: * — незаменимая аминокислота.

у мелиссы лекарственной Ламбада до 15,52% у змееголовника молдавского Эгоист).

Заключение. Полученные данные по качественному составу и количественному содержанию аминокислот в растительном сырье культивируемых видов и сортов лекарственных растений показали наличие 15 аминокислот, из них девять незаменимых.

Незаменимые аминокислоты в суммарном выражении составляют от 39,26% в растительном образце скорцонеры Солнечная премьера до 55,17% в траве змееголовника молдавского Эгоист. Доминирующее положение занимает лейцин.

В общем составе аминокислот преобладают аспарагиновая и глютаминовая кислоты (от 11,31% у амаранта Каракула до 39,05% у скорцонеры Солнечная премьера).

Литература

1. Кочикян А. Т. Аминокислотный состав некоторых пищевых и лекарственных растений флоры Армении / А. Т. Кочикян, В. Т. Кочикян, А. В. Топчян // Медицинская наука Армении. — 2011. — № 3. — С.17–24.

2. Кулинцев В. В. Незаменимые аминокислоты в кормлении молодняка сельскохозяйственных животных / В.В. Кулинцев. — М.: Изд-во РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева, 2011. — 168 с.

3. Машковский М. Д. Лекарственные средства. Т. 1. / М. Д. Машковский. — М.: Медицина, 1998. — С.624.

4. Динамика аминокислот эфироносов, интродуцированных на Ставрополье. Т. 3. / О. Е. Самсонова, В. В. Чумакова, В. В. Бородина, Л. В. Павличенко, Ю. А. Дударь // Сб. научных работ по материалам VII Международной конференции «Циклы». — Ставрополь, 2005. — С.220–222.

Amino acid composition of medicinal herbs in the Stavropol Territory

Chumakova V. V., PhD Agr. Sc.

Chumakov V. F.

Northern Caucasus Federal Agrarian Research Center

356241, Russia, the Stavropol Territory, Shpakovskiy rayon, Mikhaylovsk, Nikonova str., 49

E-mail: sosna777@bk.ru

Optimal growth, development, reproduction, health and maximum productivity of livestock require regular consumption of certain amount of amino acids in forage. Amino acid deficiency can be restored with artificial additives or feeds, containing high concentration of a respective amino acid. The goal of the investigation was to determine amino acid content in plant materials of six species and varieties of medicinal herbs. The experiment found 9 essential amino acids out of total 15 acids, presented in plan samples. Aspartic and glutamine acids were prevalent (from 11.31 to 39.05% of the total amount). Total content of essential amino acids made up from 39.26% in roots of black salsify “Solnechnaya” to 55.17% in dragonhead “Egoist”. Most genotypes had high concentration of leucine: from 5.36% — in black salsify to 9.94% — in giant hyssop “Premer”. The results obtained can be used for livestock diet development to provide additional medical treatment.

Keywords: forage, amino acid, medicinal herb, species, variety.

References

1. Kochikyan A. T. Aminokislotnyy sostav nekotorykh pishchevykh i lekarstvennykh rasteniy flory Armenii / A. T. Kochikyan, V. T. Kochikyan, A. V. Topchyan // Meditsinskaya nauka Armenii. — 2011. — No. 3. — P.17–24.

2. Kulintsev V. V. Nezamenimye aminokisloty v kormlenii molodnyaka selskokhozyaystvennykh zhivotnykh / V.V. Kulintsev. — Moscow: Izd-vo RGAU–MSKhA im. K. A. Timiryazeva, 2011. — 168 p.

3. Mashkovskiy M. D. Lekarstvennye sredstva. Vol. 1. / M. D. Mashkovskiy. — Moscow: Meditsina, 1998. — P.624.

4. Dinamika aminokislot efironosov, introdutsirovannykh na Stavropole. Vol. 3. / O. E. Samsonova, V. V. Chumakova, V. V. Borodina, L. V. Pavlichenko, Yu. A. Dudar // Sb. nauchnykh rabot po materialam VII Mezhdunarodnoy konferentsii “Tsikly”. — Stavropol, 2005. — P.220–222.