Ulyanovsk Medico-biological Journal

GENERAL BIOLOGY

Download article

УДК 574.24:615.322

DOI 10.34014/2227-1848-2022-3-156-165

ULTIMATE COMPOSITION OF NATURAL WORMWOOD IN VORONEZH REGION

N.A. D'yakova

Voronezh State University, Voronezh, Russia

 

Studies of the ultimate composition of wild-growing raw material are relevant due to the high efficacy and bioavailability of organometallic forms contained in plants. The available information on the abundance of elements in the medicinal plant raw material (Voronezh region) showed that studies were carried out mainly on several elements. It prevented from determining the complete chemical composition of plants and describing the accumulation of the entire mineral elements complex.

The purpose of the paper is to study how macro and trace elements are accumulated in natural wormwood in Voronezh region.

Materials and Methods. Raw material procurement was carried out during the blooming in the Voronezh State Nature Biosphere Reserve. The method of mass spectrometry was used to study the trace element composition of the samples, ELAN-DRC mass spectrometer.

Results. The authors revealed that the trace element content was 4.4 %, 59 elements were determined. Macro elements made up 96.03 % of the total elemental composition of wormwood. Potassium (>25 mg/g) and calcium (>10 mg/g) were the main macro elements. Essential trace elements made up 3.49 % of the total wormwood complex. Among them, silicon (>1.2 mg/g) and iron (>0.1 mg/g) ranked the largest.
The content of normalized heavy metals and arsenic in wormwood satisfied the regulatory requirements. Lead, mercury, cadmium and arsenic accounted for 0.0017 % of the total raw material mineral complex. The proportion of toxic and understudied elements in the total mineral wormwood complex was 0.48 %. The highest content was noted for aluminum (135.6 µg/g), rubidium (27.66 µg/g), strontium (24.95 µg/g), barium (11.98 µg/g), and titanium (9.52 µg/g). It was noted that wormwood also accumulated phosphorus, potassium, copper, zinc, cadmium, molybdenum, calcium, magnesium, nickel, arsenic, rubidium, tin and strontium from the soil.

Key words: wormwood, trace trace elements, macro elements, medicinal plant raw material, accumulation factors, Voronezh region.

 

References

  1. Austenfeld F.A. Zur Phytotoxizital von Nickel und Kobaltsalzen in Hydrokultur bei Phaseolum vulgaris L. Z. Pflanzenernahr. und Bodenkunde. 1979; 142 (6): 769–777.

  2. Sharma D.S., Chatterjee C., Sharma C.P. Chromium accumulation and its effects on wheat (Triticum aestivum L. cv. HD 2204) metabolism. Plant. Sci. 1995; 2: 145–151.

  3. Buszewski B., Jastrzebska A., Kowalkowski T. Monitoring of Selected Heavy Metals Uptake by Plants and Soils in the Area of Torun. Poland Polish Journal of Environmental Studies. 2000; 6: 511–515.

  4. Cataldo D.A., Wildung R.Е. Soil and plant factors influencing the accumulation of heavy metals by plants. Environ Health Perspect. 1978; 27: 149–159.

  5. Castanheiro A., DeWael K., Samson R. Urban green as indicator of metal pollution. 15th Castle Meeting New trends on Paleo, Rock and Environmental Magnetism. Dinant; 2016: 15–17.

  6. Castanheiro A., Samson R., DeWael K. Magnetic- and particle-based techniques to investigate metal deposition on urban green. Science of the Total Environment. 2016; 571: 594 – 602.

  7. Semenova I.N., Singizova G.Sh., Zulkaranaev A.B., Il'bulova G.Sh. Vliyanie medi i svintsa na rost i razvitie rasteniy na primere Anethum graveolens L. [The influence of copper and lead on the growth and development of plants on the example of Anethum graveolens L.]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015; 3. Available at: http://science-education.ru/ru/article/view?id=19568 (accessed: November 10, 2019) (in Russian).

  8. Nemereshina O.N., Gusev N.F., Petrova G.V., Shaykhutdinova A.A.   Nekotorye aspekty adaptatsii Polygonum aviculare L. k zagryazneniyu pochvy tyazhelymi metallami [Some aspects of Polygonum aviculare L. adaptation to soil contamination with heavy metals]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2012; 1 (33): 230–234 (in Russian).

  9. Zaytseva M.V., Kravchenko A.L., Stekol'nikov Yu.A., Sotnikov V.A. Tyazhelye metally v sisteme pochva-rastenie v usloviyakh zagryazneniya [Heavy metals in soil plant in pollution]. Uchenye zapiski Orlovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Estestvennye, tekhnicheskie i meditsinskie nauki. 2013; 3: 190–192 (in Russian).

  10. D'yakova N.A. Effektivnost' i radiatsionnaya bezopasnost' lekarstvennogo rastitel'nogo syr'ya podorozhnika bol'shogo, sobrannogo v Tsentral'nom Chernozem'e [Efficiency and radiative safety of medicinal plant raw materials of the plantain big, collected in the Central Black Earth Region]. Razrabotka i registratsiya lekarstvennykh sredstv. 2018; 3 (24): 140–143 (in Russian).

  11. D'yakova N.A., Slivkin A.I., Gaponov S.P. Otsenka effektivnosti i bezopasnosti lekarstvennogo rastitel'nogo syr'ya podorozhnika bol'shogo, sobrannogo v Tsentral'nom Chernozem'e [Assessment of the efficiency and safety of medicinal plant raw materials of the waybread, collected in the Central Black Earth Region]. Vestnik VGU. Seriya: Khimiya, Biologiya, Farmatsiya. 2018; 1: 124–131 (in Russian).

  12. D'yakova N.A., Samylina I.A., Slivkin A.I., Gaponov S.P., Kukueva L.L., Myndra A.A., Shushunova T.G. Otsenka ekologicheskogo sostoyaniya obraztsov verkhnikh sloev pochv i korney oduvanchika lekarstvennogo, otobrannykh na territorii Voronezhskoy oblasti [Assessment of the ecological condition of samples of the top layers of soils and roots of the dandelion medicinal, selected in the territory of the Voronezh region]. Vestnik VGU. Seriya: Khimiya, Biologiya, Farmatsiya. 2016; 2: 119–126 (in Russian).

  13. D'yakova N.A., Slivkin A.I., Gaponov S.P. Sravnenie osobennostey nakopleniya osnovnykh toksicheskikh elementov tsvetkami lipy serdtsevidnoy i pizhmy obyknovennoy [Comparison of features of accumulation of the basic toxic elements in the flowers of Tilia Cordata and Tanacetum Vulgare]. Vestnik VGU. Seriya: Khimiya, Biologiya, Farmatsiya. 2017; 1: 148–154 (in Russian).

  14. D'yakova N.A. Nakoplenie tyazhelykh metallov i mysh'yaka travoy polyni gor'koy [Accumulation of heavy metals and arsenic by wormwood]. Izvestiya Saratovskogo universiteta. Seriya: Khimiya. Biologiya. Ekologiya. 2020; 4: 445–453 (in Russian).

  15. Dyakova N., Gaponov S., Slivkin Al., Chupandina El. Accumulation of artificial and natural radionuclides in medicinal plant materialin the Central Black Soil Region of Russia. Advances in Biological Sciences Research. 2019; 7: 94–96.

  16. Trineeva O.V., Slivkin A.I. Issledovanie mikroelementnogo sostava list'ev krapivy dvudomnoy [Study of trace element composition in great nettle leaves]. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Meditsina. Farmatsiya. 2015; 22 (219): 169–174 (in Russian).

  17. Slivkin A.I., Trineeva O.V. Issledovaniya elementnogo sostava lekarstvennogo rastitel'nogo syr'ya metodom mass-spektrometrii (na primere list'ev krapivy dvudomnoy i plodov oblepikhi krushinovidnoy) [Studies of the elemental composition of medicinal plants by mass spectrometry (for example, nettle leaves and fruits of sea buckthorn)]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya. 2016; 1: 152–156 (in Russian).

  18. Kurkin V.A. Farmakognoziya [Pharmacognosy]. Samara: Ofort; 2004. 1180 (in Russian).

  19. Gosudarstvennaya farmakopeya Rossiyskoy Federatsii [State pharmacopoeia in the Russian Federation]. Izdanie XIV. Tom 2. Moscow: FEMB; 2018. 1423 (in Russian).

  20. Velikanova N.A., Gaponov S.P., Slivkin A.I. Ekootsenka lekarstvennogo rastitel'nogo syr'ya v urbousloviyakh g. Voronezha [Ecological assessment of medicinal plant raw materials of Voronezh]. LAMBERT Academic Publishing; 2013: 211 (in Russian).

Received 1 July 2022; accepted 5 August 2022.

 

Information about the author

D'yakova Nina Alekseevna, Candidate of Sciences (Biology), Associate Professor, Chair of Pharmaceutical Chemistry and Pharmaceutical Technology, Department of Pharmacy, Voronezh State University. 394007, Russia, Voronezh, Universitetskaya Sq., 1; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-0766-3881

 

For citation

D'yakova N.A. Izuchenie elementnogo sostava polyni gor'koy estestvennogo fitotsenoza voronezhskoy oblasti [Ultimate composition of natural wormwood in Voronezh region]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2022; 3: 156–165. DOI: 10.34014/2227-1848-2022-3-156-165 (in Russian).

 

Скачать статью

УДК 574.24:615.322

DOI 10.34014/2227-1848-2022-3-156-165

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ПОЛЫНИ ГОРЬКОЙ ЕСТЕСТВЕННОГО ФИТОЦЕНОЗА ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Н.А. Дьякова

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», г. Воронеж, Россия

 

Исследования элементного состава дикорастущего сырья являются актуальными и значимыми в силу высокой эффективности и биологической доступности содержащихся в растениях металлоорганических форм. Имеющиеся сведения о содержании элементов в лекарственном растительном сырье Воронежской области показали, что исследования проводятся в основном по нескольким элементам, что не позволяет определить полный химический состав растений и описать специфику накопления в них всего комплекса минеральных веществ.

Цель исследования – изучение особенностей накопления макро- и микроэлементов в полыни горькой естественного фитоценоза Воронежской области.

Материалы и методы. Заготовку сырья осуществляли в период цветения растения в Воронежском биосферном заповеднике. Микроэлементный состав образцов изучали масс-спектроскопически на приборе ELAN-DRC.

Результаты. Выявлено, что содержание микроэлементного комплекса составляет 4,4 %, определено 59 элементов. Макроэлементы составляют 96,03 % всего элементного состава травы полыни горькой. Основу макроэлементов составляет калий (более 25 мг/г), а также кальций (более 10 мг/г). Эссенциальные микроэлементы составляют 3,49 % общего минерального комплекса травы полыни горькой. Среди них наибольшее содержание отмечено для кремния (более 1,2 мг/г) и железа (бо-
лее 0,1 мг/г). Содержание нормируемых тяжелых металлов и мышьяка в траве полыни горькой соответствует требованиям нормативной документации. На долю свинца, ртути, кадмия и мышьяка приходится 0,0017 % общего минерального комплекса сырья. Доля токсичных и малоизученных элементов в общем минеральном комплексе травы полыни горькой составляет 0,48 %. Наибольшее содержание отмечено для алюминия (135,6 мкг/г), рубидия (27,66 мкг/г), стронция (24,95 мкг/г), бария (11,98 мкг/г), титана (9,52 мкг/г). Показана высокая способность травы полыни горькой к накоплению из почвы фосфора, калия, меди, цинка, кадмия и молибдена, а также к аккумуляции кальция, магния, никеля, мышьяка, рубидия, олова и стронция.

Ключевые слова: полынь горькая, микроэлементы, макроэлементы, лекарственное растительное сырье, коэффициенты накопления, Воронежская область.

 

Литература

  1. Austenfeld F.A. Zur Phytotoxizital von Nickel und Kobaltsalzen in Hydrokultur bei Phaseolum vulgaris L. Z. Pflanzenernahr. und Bodenkunde. 1979; 142 (6): 769–777.

  2. Sharma D.S., Chatterjee C., Sharma C.P. Chromium accumulation and its effects on wheat (Triticum aestivum L. cv. HD 2204) metabolism. Plant. Sci. 1995; 2: 145–151.

  3. Buszewski B., Jastrzebska A., Kowalkowski T. Monitoring of Selected Heavy Metals Uptake by Plants and Soils in the Area of Torun. Poland Polish Journal of Environmental Studies. 2000; 6: 511–515.

  4. Cataldo D.A., Wildung R.Е. Soil and plant factors influencing the accumulation of heavy metals by plants. Environ Health Perspect. 1978; 27: 149–159.

  5. Castanheiro A., DeWael K., Samson R. Urban green as indicator of metal pollution. 15th Castle Meeting New trends on Paleo, Rock and Environmental Magnetism. Dinant; 2016: 15–17.

  6. Castanheiro A., Samson R., DeWael K. Magnetic- and particle-based techniques to investigate metal deposition on urban green. Science of the Total Environment. 2016; 571: 594–602.

  7. Семенова И.Н., Сингизова Г.Ш., Зулкаранаев А.Б., Ильбулова Г.Ш. Влияние меди и свинца на рост и развитие растений на примере Anethum graveolens L. Современные проблемы науки и образования. 2015; 3. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=19568 (дата обращения: 10.11.2019).

  8. Немерешина О.Н., Гусев Н.Ф., Петрова Г.В., Шайхутдинова А.А. Некоторые аспекты адаптации Polygonum aviculare L. к загрязнению почвы тяжелыми металлами. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012; 1 (33): 230–234.

  9. Зайцева М.В., Кравченко А.Л., Стекольников Ю.А., Сотников В.А. Тяжелые металлы в системе почва-растение в условиях загрязнения. Ученые записки Орловского государственного университета. Сер. Естественные, технические и медицинские науки. 2013; 3: 190–192.

  10. Дьякова Н.А. Эффективность и радиационная безопасность лекарственного растительного сырья подорожника большого, собранного в Центральном Черноземье. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2018; 3 (24): 140–143.

  11. Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П. Оценка эффективности и безопасности лекарственного растительного сырья подорожника большого, собранного в Центральном Черноземье. Вестник ВГУ. Сер. Химия, биология, фармация. 2018; 1: 124–131.

  12. Дьякова Н.А., Самылина И.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П., Кукуева Л.Л., Мындра А.А., Шушунова Т.Г. Оценка экологического состояния образцов верхних слоев почв и корней одуванчика лекарственного, отобранных на территории Воронежской области. Вестник ВГУ. Сер. Химия, биология, фармация. 2016; 2: 119–126.

  13. Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П. Сравнение особенностей накопления основных токсических элементов цветками липы сердцевидной и пижмы обыкновенной. Вестник ВГУ. Сер. Химия, биология, фармация. 2017; 1: 148–154.

  14. Дьякова Н.А. Накопление тяжелых металлов и мышьяка травой полыни горькой. Известия Саратовского университета. Сер. Химия. Биология. Экология. 2020; 4: 445–453.

  15. Dyakova N., Gaponov S., Slivkin Al., Chupandina El. Accumulation of artificial and natural radionuclides in medicinal plant materialin the Central Black Soil Region of Russia. Advances in Biological Sciences Research. 2019; 7: 94–96.

  16. Тринеева О.В., Сливкин А.И. Исследование микроэлементного состава листьев крапивы двудомной. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Сер. Медицина. Фармация. 2015; 22 (219): 169–174.

  17. Сливкин А.И., Тринеева О.В. Исследования элементного состава лекарственного растительного сырья методом масс-спектрометрии (на примере листьев крапивы двудомной и плодов облепихи крушиновидной). Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. 2016; 1: 152–156.

  18. Куркин В.А. Фармакогнозия. Самара: Офорт; 2004. 1180.

  19. Государственная фармакопея Российской Федерации. Издание XIV. Т. 2. Москва: ФЭМБ; 2018. 1423.

  20. Великанова Н.А., Гапонов С.П., Сливкин А.И. Экооценка лекарственного растительного сырья в урбоусловиях г. Воронежа. LAMBERT Academic Publishing; 2013.

Поступила в редакцию 01.07.2022; принята 05.08.2022.

 

Автор

Дьякова Нина Алексеевна – кандидат биологических наук, доцент кафедры фармацевтической химии и фармацевтической технологии фармацевтического факультета, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет». 394007, Россия, г. Воронеж, Университетская пл., 1; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-0766-3881

 

Образец цитирования

Дьякова Н.А. Изучение элементного состава полыни горькой естественного фитоценоза Воронежской области. Ульяновский медико-биологический журнал. 2022; 3: 156–165. DOI: 10.34014/2227-1848-2022-3-156-165.