В Кемеровской области одно из ведущих мест в секторе экономики занимает угольная промышленность, в структуре которой приоритетным направлением является добыча угля открытым способом. Площадь нарушенных земель в результате угледобычи составляет более 100 тыс. га, за последние годы было рекультивировано около 20 тыс. га, при этом наряду с биологической рекультивацией идет процесс естественного зарастания нарушенных земель. На 30–35-летних отвалах сформированы и устойчиво функционируют фитоценозы, в составе которых высока доля лекарственных растений.

Одним из первых на породных отвалах угольных разрезов поселяется и занимает большие территории одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Web.) – многолетнее травянистое растение семейства астровых (Asteraceae), растет на разных типах отвалов, в составе разнообразных сообществ [6].

В практической медицине применяется корень одуванчика, содержащий в своем составе полисахариды (инулин), тритерпеновые соединения, стеролы (тараксерол, тараксол, стигмастерин), флавоноиды, жирное масло и т.д. Листья одуванчика используются в народной медицине как противоцинготное и антиоксидантное средство. В последние годы ученые обратили внимание на надземные органы Taraxacum officinale Web., которые широко используются в народной медицине как у нас в стране, так и за рубежом [5,13].

Имеющиеся в литературе данные по количественному содержанию аскорбиновой кислоты в одуванчике лекарственном достаточно противоречивы, отсутствуют пределы их колебания в зависимости от фаз вегетации и мест произрастания [1,2,12].

Информация о содержании аскорбиновой кислоты в Taraxacum officinale Web., произрастающем в различных экологических зонах Кемеровской области отсутствует.

Цель и методика исследований

Целью представленной работы являлось изучение динамики содержания аскорбиновой кислоты методом ВЭЖХ в листьях и корнях одуванчика лекарственного, произрастающего в различных экологических условиях Кузбасса – на рекультивированных отвалах разреза «Кедровский» и в условно-чистой зоне.

Исследования проведены на породном отвале «Южный» ОАО разреза «Кедровский». Возраст отвала 30–35 лет. Отвал имеет равнинно-наклонный рельеф с высотой 58 м, площадь составляет 599.3 га. Возраст отвала 30–35 лет, в 2004 г. проведен комплекс работ по его планировке. Породы отвала представлены песчаником (60 %), алевролитами (20 %), аргиллитами (15 %), суглинками и глинами (5 %). [14]. Отвал характеризуется сформированными фитоценозами за счет естественного самозарастания и комплекса работ по биологической рекультивации.

Исследования сосредоточены на двух участках, различающихся экологическими условиями – опытный участок № 1 – на отвале «Южный» угольного разреза «Кедровский» и участок № 2 – в условно-чистой зоне, расположенной в 10 км северо-восточного направления от породных отвалов.

Опытный участок (№ 1) расположен в северной части отвала «Южный». Из древесных растений на участке растут Pinus sylbestris L. , Betula pendula Roth., Crataegus sanguinaea Pall., Populus nigra L., Hippophae rhamnoides L., Viburnum opulus L., Populus tremula L., Salix caprea L, Salix fragilis L, травянистая растительность представлена Taraxacum officinale Web. , Plantago major L., Fragaria vesca L. , Urtica dioica L. Potentilla argentea L., Melilotus officinalis (L.) Pall., Tussilago farfara L. и др. [3].

Почвы контрольного участка (№ 2) представлены черноземно-луговым среднемощным тяжелым суглинком. В разрезе имеет выраженную зернистую структуру с невысокой водопрочностью. Характеризуются в основном тяжелым гранулометрическим составом. Кислотность меняется от слабокислой в верхних горизонтах и почти нейтральной в нижних (рН водной вытяжки 3.13-6.1), Данная почва отличается высокой обеспеченностью гумусом (9.65 %), сравнительно значительным содержанием фосфора (63.0–83.0 мг/кг) и калия (40.0- 171.0 мг/кг) [10]. Фитоценозы представлены злаково-разнотравным лугом на границе березового леса.

Объектами исследования служили образцы высушенных листьев и корней Taraxacum offіcіnale Web., собранных с мая по сентябрь 2013 г. Заготовку сырья проводили в сухую солнечную погоду, согласно общепринятым правилам.

По ГФ Х1 издания количественное определение аскорбиновой кислоты в растительном сырье проводят методом титрования 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия (ГФХ1). Однако возникающая неустойчивая окраска оттитрованного раствора, за счет использования данного реактива, приводит к получению недостаточно точно воспроизводимых результатов, что отмечают многие исследователи [7,9].

В настоящее время для определения аскорбиновой кислоты в растительном сырье используют различные физико-химические методы (фотоколориметрические, экстракционно-фотометрические и др.). Однако доказано, что наиболее чувствительным и точным методом является метод ВЭЖХ [7,9]. Прежде всего, это связано с высокой эффективностью разделения веществ, благоприятными условиями проведения анализа.

Определение аскорбиновой кислоты проводили методом ВЭЖХ с использованием хроматографа «Милихром А-02». Экстракты анализировали в градиентном режиме с подвижной фазой: А – ацетонитрил и В – перхлорат лития с рН 2,3 при скорости потока 8мкл/мин, температуре 38 ºС и УФ-детекции при 240 нм (рис.1). Время регистрации – 9 мин, поток 200 мкл/мин.

В качестве внешнего стандарта при определении использован рабочий стандартный образец (РСО) аскорбиновой кислоты. При хроматографировании в вышеуказанных условиях время удерживания (в мин) составило 0,89. Сбор и обработка хроматограмм осуществлялась с помощью программ WindowsMe/200/XP ®, МилиХром А-02®, МультиХром®.

 А

 Б

Рис.1. ВЭЖХ–хроматограмм спиртовых извлечений: А – из листьев одуванчика лекарственного; Б – из корней одуванчика лекарственного

В ходе подбора условий экстракции аскорбиновой кислоты из листьев и корней одуванчика лекарственного установлено, что ее оптимальный выход достигается при измельчении сырья до частиц размером не более 2 мм и использовании в качестве экстрагента 70 % этиловый спирт (1:50), время экстракции 1ч. 30 мин. Масса навески до 2 г (точная навеска).

Содержание аскорбиновой кислоты рассчитывали по площадям пиков на хроматограммах испытуемых растворов.

Результаты и их обсуждение

Метрологические характеристики методики количественного определения аскорбиновой кислоты в листьях и корнях одуванчика лекарственного представлены в табл. 1.

Таблица 1

Метрологическая характеристика количественного определения аскорбиновой кислоты в листьях и корнях Taraxacum officinale Web. методом ВЭЖХ

Согласно результатам статистической обработки проведенных опытов, ошибка единичного определения аскорбиновой кислоты в листьях и корнях одуванчика лекарственного с доверительной вероятностью 95 % не превышала ±4,88 % (табл.1).

Результаты количественного определения аскорбиновой кислоты в листьях и корнях одуванчика приведены в таблице 2.

Таблица 2

Содержание аскорбиновой кислоты в листьях и корнях Taraxacum officinale Web.

Анализ образцов листьев и корней одуванчика лекарственного с использованием данной методики показал, что содержание аскорбиновой кислоты в сырье, собранном на опытном участке (№ 1), колеблется в пределах: в листьях от 123,0 до 185,0 мг %; в корнях от 27,0 до 43,0 мг % (табл.2).

Содержание аскорбиновой кислоты в сырье на контрольном участке (№ 2) находится в пределах: в листьях от 163,0 до 228,0 мг %; в корнях от 47,0 до 57,0 мг % (табл.2).

Из данных таблицы 2 видно, что максимальное накопление витамина С в листьях одуванчика, как на участке № 1, так и на участке № 2 приходится на сентябрь месяц. В августе месяце отмечено самое низкое его содержание – от 123,0 до 163,0 мг % (рис.2).

Рис. 2. Динамика содержания аскорбиновой кислоты в листьях Taraxacum officinale Web. в период вегетации на контрольном (№ 1) и опытном (№ 2) участках

Кроме того, установлено, что содержание аскорбиновой кислоты в лекарственном сырье (корнях) Taraxacum officinale Web. с участка № 1(контроль) ниже, чем с участка № 2 (опыт) (рис. 3).

Рис.3. Динамика содержания аскорбиновой кислоты в корнях Taraxacum officinale Web. в период вегетации на контрольном (№ 1) и опытном (№ 2) участках

Это подтверждает тот факт, что на содержание аскорбиновой кислоты могут оказывать влияние различные факторы внешней среды – погодные условия, освещенность, состав почвы, возраст растения, содержание микроэлементов и т.д. [4]. Поэтому на открытом, хорошо освещенном месте накопление аскорбиновой кислоты идет более интенсивно. При сборе сырья необходимо учитывать данный факт.

Количественное содержание аскорбиновой кислоты в корнях одуванчика примерно в 3–4 раза меньше, чем в листьях (табл.2).

Так в сравнении с листьями крапивы, где содержание витамина С для региона Сибири составляет по данным Лупинской и др. (2010) 185,3 мг %, по Скалозубовой (2013) – 33,64 мг %; с листьями земляники лесной -205,9 – 465,7 мг % [6,9]; с листьями черной смородины – 250,0 мг % [9]; высоковитаминным сырьем шиповника, для которого ГФ Х1 издания требует, чтобы содержание аскорбиновой кислоты было не менее 200 мг %, в листьях одуванчика содержание витамина С, с весны по осень, колеблется от 123,0 до 225,0 мг %.

Таким образом, полученные результаты позволяют предложить использовать листья Taraxacum officinale Web, произрастающего на территории Кузбасса как витаминное и антиоксидантное средство.

Заключение

Впервые проведен сравнительный анализ содержания аскорбиновой кислоты методом ВЭЖХ в листьях и корнях Taraxacum officinale Web., произрастающего на территориях с различной антропогенной нагрузкой, и установлено ее количественное содержание. Экспериментально показана высокая чувствительность метода ВЭЖХ в определении содержания аскорбиновой кислоты в растительных объектах.

Исследования сезонной динамики накопления аскорбиновой кислоты в листьях и корнях Taraxacum officinale Web. свидетельствуют о том, что накопление в них витамина С является динамическим процессом, зависящим от многих факторов внешней среды. В условиях породных отвалов содержание витамина С ниже, как в листьях, так и в корнях Taraxacum officinale Web. в сравнении с контрольным участком.

Полученные данные по содержанию аскорбиновой кислоты в листьях Taraxacum officinale Web., произрастающего на территории Кемеровской области, свидетельствуют о возможности использования данного вида сырья не только традиционно в качестве горечи, но и как источника витамина С, обладающего широкой фармакологической активностью.

Учитывая широкое распространение Taraxacum officinale Web. в сформированных фитоценозах возрастных породных отвалов угольных разрезов, необходимы дальнейшие исследования, связанные с подтверждением безопасности сырья для здоровья людей.