|
 |
|
по Материалам Международной конференции «Экологическая физиология водных фототрофов: распространение, запасы, химический состав и использование» VI Сабининские чтения 1 ноября - 15 декабря 2017 г. Химический состав красной водоросли Neorhodomela larix (Turn) Masuda залива Петра Великого
Кадникова И.А., Вишневская Т.И., Аминина Н.М. Irina A. Kadnikova, Tatiana I. Vishnevskaya, Natalia M. Aminina
Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр –
УДК 582.273-119.2(265.54)
Красная водоросль Neorhodomela larix порядка Ceramiales по химическому составу является типичным представителем отдела Rhodophyta. Установлен ее макро- и микроэлементный состав, в том числе токсичные элементы. Проведены исследования аминокислотного состава белка и жирнокислотного состава липидов неородомелы лиственничной. Ключевые слова: красные водоросли; неородомела; химический состав; аминокислотный, жирнокислотный и минеральный составы; токсичные элементы.
Залив Петра Великого отличается значительным видовым разнообразием красных водорослей (Перестенко, 1994). К числу потенциально промысловых видов относятся представители порядка Ceramiales, семейства Rhodomelaceae, типовым родом которых является неородомела (Neorhodomela Masuda). Род Neorhodomela представлен в Дальневосточных морях семью видами, но широко распространенным является вид Neorhodomela larix. Поэтому объектом настоящего исследования был выбран наиболее массовый представитель рода, обитающий у берегов Приморского края – Neorhodomela larix (Turn) Masuda (Неородомела лиственничная). Эта водоросль растет на литорали и в сублиторали до глубины 3–5 м, на каменистом и скалистом грунтах, образует небольшие скопления или сопутствует зарослям ламинариевых водорослей. Слоевище неородомелы кустистое, разветвленное, упругое, хрящеватое, высотой 5–15, иногда до 50 см, темно-коричневого цвета. Ветвление слоевища обильное, в главных ветвях неправильно поочередное, местами пучковатое. Осевой побег и боковые ветви вальковатые, толщиной 1,0–1,5 мм. Ветви 4–5-го порядков покрыты простыми или сложными шиповатыми веточками и ветвями ограниченного роста, располагающимися равномерно спирально. Водоросль прикрепляется небольшой подошвой, от которой развивается несколько побегов. Максимальная биомасса неородомелы может достигать 7,5 кг/м2. У побережья Приморья вегетирует в течение года (Блинова, 1971; Клочкова, 1996; Атлас массовых видов водорослей…, 2008). Неородомела лиственничная распространена на российском Дальнем Востоке во всех районах побережья и может использоваться как сырье для получения гелеобразующих веществ. Запасы неородомелы лиственничной по всему ареалу по экспертной оценке составляют 100–150 тыс. т (Суховеева, Подкорытова, 2006). В связи с массовым развитием этого малоизученного вида водорослей, представляется актуальным изучение ее химического состава и пищевой ценности. Целью настоящей работы является исследование химического состава перспективного для промысла вида водоросли, произрастающего в прибрежных районах Приморского края.
Материалы и методы исследований В качестве объекта исследования использовали красную водоросль Neorhodomela larix из семейства Rhodomelaceae, добытую в заливе Петра Великого в июне 2016 г. Общее содержание минеральных веществ в водоросли определяли по ГОСТ 26185-84. Подготовку проб к атомно-абсорбционному определению токсичных металлов проводили по ГОСТ 26929-94. Содержание макро- и микроэлементов (в том числе токсичных) в водорослях определяли на пламенно-эмиссионном спектрофотометре «Nippon Jarrell Ash», модель AA-855; As и Cd определяли в графитовой кювете на атомно-абсорбционном спектрофотометре Shimadzu AA-6800. Общее содержание азотистых веществ определяли микрометодом по Кьельдалю на приборе «Kjeltec auto» 10 SO Analyser (Tecator, Япония). Подготовку проб для анализа аминокислотного состава белка осуществляли методом кислотного гидролиза водорослей 6N НСI (Баратова, Белякова, 1974; Остерман, 1985). Аминокислотный состав белка определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе L-8800 (Hitachi, Япония). Общее содержание липидов определяли по методу Блайя–Дайера (Blight, Dayer, 1959). Жирнокислотный состав липидов определяли в виде метиловых эфиров жирных кислот (Carreau, Dubacq, 1978) на газожидкостном хроматографе GC-16 А (Shimadzu, Япония), с пламенно-ионизационным детектором, капиллярной колонкой средней полярности (Carbowax-20) в токе гелия 28 см/с, температурой инжектора и детектора 240°С, термостата – 190°С, время анализа – 60 мин. Идентификацию жирных кислот проводили с помощью индексов удерживания жирных кислот, которые определялись индивидуально для каждой жирной кислоты. Содержание легкогидролизуемых полисахаридов определяли колориметрическим методом при длине волны 620 нм (Крылова, Лясковская, 1965).
Результаты и их обсуждение Результаты химического анализа неородомелы приведены на рис. 1.
Примечание: *ЛГП – легкогидролизуемые полисахариды Рис. 1. Химический состав неородомелы (в % на сухое вещество) Fig. 1. Chemical composition of the Neorhodomela larix (% on a dry matter)
В неородомеле лиственничной определены минеральные вещества в количестве 30,3%, углеводы – 26%, в том числе легкогидролизуемые полисахариды и клетчатка, белок – 16,7%. Содержание липидов находится на уровне 1,0%, что сопоставимо с данными этого показателя для водорослей семейства Rhodomelaceae, залива Петра Великого (Хотимченко, Гусарова, 2004). Для этой водоросли характерно очень низкое содержание йода (0,005%). Анализ химического состава этой водоросли показал его сходство с химическим составом Сhondrus crispus и Meristotheca papilosa, которые являются источниками каррагинана (Подкорытова и др., 1994; Chapman, Chapman, 1980). Среди биогенных элементов определено четыре макроэлемента (K, Na, Ca и Mg) и пять микроэлементов (Mn, Fe, Zn, Cu, Ni). Сравнительный анализ макро- и микроэлементов неородомелы лиственничной из прибрежных вод пос. Хасан выявил максимальные концентрации K (54011,3 мг/кг), Na (35369,5 мг/кг), Ca (8530,3 мг/кг), Mg (4993,3 мг/кг) и Zn (58,3 мг/кг), и минимальные – Mn (29,9 мг/кг) и Cu (5,0 мг/кг), по сравнению с промысловой водорослью Ahnfeltia tobuchiensis (Кадникова, 2011). Преобладающим макроэлементом в неородомеле является K, как и в бурой водоросли Saccharina japonica (Аминина и др., 2007). Среди микроэлементов в тканях неородомелы преобладают Fe и Zn (табл. 1).
Таблица 1. Элементный состав красной водоросли Neorhodomela larix (мг/кг сухих водорослей) Table 1. Elemental composition of the red alga Neorhodomela larix (mg/kg of dry algae)
Анализ показал, что исследуемый вид водоросли аккумулирует больше одновалентных катионов (калия и натрия), чем двухвалентных (кальция и магния) и имеет сходство с другими представителями красных водорослей, например с Раlmaria palmata (Linnaeus) Weber et Mohr (Rødde et al., 2004) и Сhondrus armatus (Harvey) Okamura (Подкорытова и др., 1994). Оценка содержания токсичных элементов неородомелы лиственничной из акватории пос. Хасан показала ее несоответствие требованиям ТР ТС 021/2011 (Технический регламент…, 2011) по количеству As, концентрация которого в водоросли превышает предельно допустимый уровень (ПДУ) в 6,7 раз (5,0 мг/кг). Содержание Pb близко к ПДУ (0,5 мг/кг), а Cd и Hg – существенно ниже нормируемых показателей (<1,0 и <0,1 мг/кг соответственно) (рис. 2).
Рис. 2. Содержание токсичных элементов в неородомеле (мг/кг сырой водоросли) Fig. 2. Content of toxic elements in Neorhodomela larix (mg/kg of raw algae)
В таблице 2 приведены данные общего аминокислотного состава белка неородомелы. Установлено, что эта водоросль содержит типичные для красных водорослей 17 аминокислот, в том числе 7 незаменимых (триптофан не определяли).
Таблица 2. Содержание аминокислот в белке неородомелы (г/100 г белка) Table 2. Amino acid content in the Neorhodomela larix protein (g/100 g of protein)
Биологическую ценность белка неородомелы оценивали по содержанию незаменимых аминокислот (НАК). Содержание НАК находится на уровне 31,9% от общей суммы аминокислот. Количество лизина и треонина выше норм, рекомендуемых FAO/WHO, на 24,7% и 27,5% соответственно (FAO/WHO, 1991), а содержание валина, лейцина и изолейцина в белках несколько ниже (табл. 2). Неородомела отличается от промысловой красной водоросли анфельции тобучинской более высоким содержанием незаменимых аминокислот (НАК), таких как лизин, треонин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, валин и метионин (Кадникова и др., 2015). Из заменимых аминокислот (ЗАК) преобладают моноаминодикарбоновые: глутаминовая и аспарагиновая кислоты. Содержание пролина и гистидина в белке неородомелы выше, чем в анфельции, а сумма ЗАК – ниже (Кадникова и др., 2015).
Одной из основных идентификационных характеристик липидов является их жирнокислотный состав (ЖК), который представлен в таблице 3.
Таблица 3. Состав жирных кислот общих липидов неородомелы (% от суммы жирных кислот) Table 3. Fatty acid composition of total lipids in the Neorhodomela larix (% of fatty acid sum)
Насыщенные жирные кислоты (НЖК) в неородомеле составляют 77,0%, основная часть приходится на миристиновую (14:0) и пальмитиновую (16:0) (10,1 и 59,1% соответственно). Доля мононенасыщенных жирных кислот (МНЖК) в неородомеле находится на уровне 19,1%, из которых количество пальмитолеиновой кислоты (16:1 n-7) почти в 3 раза выше, чем в анфельции тобучинской (Хотимченко, 2003). Сумма полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в неородомеле составляет 3,6%, что в среднем в 2,0 раза меньше, чем в анфельции. Соотношение n-6 и n-3 ПНЖК в неородомеле из исследованного района составляет 3,2:1. Полученные результаты по качеству липидов Neorhodomela larix согласуются с литературными данными о зависимости жирнокислотного состава от видовой принадлежности макрофитов (Хотимченко, 2003).
Выводы Проведены исследования по химическому составу красной водоросли порядка Ceramiales, произрастающей в прибрежной зоне Приморья. Белок в неородомеле содержится в количестве 16,7% сухого вещества, на долю легкогидролизуемых углеводов приходится 17,2%. Исследуемая водоросль богата такими макроэлементами, как K и Na. Среди микроэлементов преобладают Fe и Zn. Концентрации токсичных элементов в неородомеле различаются: уровень Cd и Hg существенно ниже нормируемых показателей, значение As – выше, а Pb находится на уровне нормы, установленной для водорослей действующим Техническим Регламентом. Сумма НАК в неородомеле превышает адекватный уровень суточного потребления растительного белка, регламентируемого МР 2.3.1. 1915-04 (Рекомендуемые уровни потребления..., 2004). Содержание НЖК в неородомеле составляет 77,0%, МНЖК – 19,1%, ПНЖК – 3,6% от суммы ЖК. Учитывая химический состав, исследуемый вид водоросли можно рекомендовать для производства полисахаридов, а также технической продукции (кормов, кормовых добавок, удобрений).
Список литературы 1. Аминина Н.М., Вишневская Т.И., Гурулёва О.Н., Ковековдова Л.Т. Состав и возможности использования бурых водорослей дальневосточных морей // Вестник ДВО РАН. 2007. №6. С. 123–130. 2. Атлас массовых видов водорослей и морских трав российского Дальнего Востока / Дзизюров В.Д., Кулепанов В.Н., Шапошникова Т.В., Суховеева М.В., Гусарова И.С., Иванова Н.В.; ТИНРО-Центр – Владивосток: ТИНРО-Центр, 2008. – 327 с. 3. Баратова Л.А., Белякова Л.П. Определение аминокислотного состава белков // Методы биохимического эксперимента. – М., 1974. – С. 1–36. 4. Блинова Е.И. Основные водоросли северо-восточной части Охотского моря (распределение, экология, фитомасса) // Растительные ресурсы. 1971. Т.7. С. 252–259. 5. ГОСТ 26185-84 Водоросли морские, травы морские и продукты их переработки. Методы анализа. – М.: Стандарт., 1984. – 53 с. 6. ГОСТ 26929-94 Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов. – М., 1994. – 123 с. 7. Кадникова И.А. Техно-химическая характеристика морского растительного сырья для производства гелеобразующих полисахаридов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2011. №9. С. 26–29. 8. Кадникова И.А., Аминина Н.М., Мокрецова Н.Д., Рогов А.М. Применение разных видов водорослей в составе кормов для молоди трепанга // Вестник АГТУ. 2015. №4. С. 62–68. 9. Клочкова Н.Г. Флора водорослей–макрофитов Татарского пролива (Японское море) и особенности ее формирования. – Владивосток: Дальнаука, 1996. – 290 с. 10. Крылова Н.Н., Лясковская Ю.Н. Физико-химические методы исследования продуктов животного происхождения – М.: Пищевая промышленность, 1965. – С. 34–38. 11. МР 2.3.1.1915-04. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ – М., 2004. – 41 с. 12. Остерман Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. – М., 1985. – 536 с. 13. Перестенко Л.П. Красные водоросли дальневосточных морей России. – СПб, 1994. – 331 с. 14. Подкорытова А.В., Кадникова И.А., Усов А.И. Красная водоросль Chondrus armatus (Harv.) Okam. (Gigartinaceae), ее химический состав, содержание каррагинана // Растительные ресурсы. 1994. Вып.1–2. С. 79–85. 15. Суховеева М.В., Подкорытова А.В. Промысловые водоросли и травы морей Дальнего Востока: биология, распространение, запасы, технология переработки. – Владивосток: ТИНРО-Центр, 2006.– 243 с. 16. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции. Технический регламент Таможенного союза», ТР ТС 021/2011 Утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 09 декабря 2011 г. № 880. – СПб.: ГИОРД, 2015. – 242 с. 17. Хотимченко С.В. Липиды морских водорослей–макрофитов и трав: Структура, распределение, анализ. – Владивосток: Дальнаука, 2003. – 234 с. 18. Хотимченко С.В., Гусарова И.С. Красные водоросли залива Петра Великого как источник арахидоновой и эйкозапентаеновой кислот // Биология моря. 2004. Т.30. №3. С. 215–218. 19. Blight E.G., Dayer W.J. A rapid method of total lipid extraction // Canad. J. Biochem. Phisiol. 1959. №37. Р. 911–917. 20. Carreau J.P., Dubacq J.P. Adaptation of macro-scale method to the micro-scale for fatty acid methyl transesterification of biological lipid extracts// J. Chromatogr. 1978. V.151. №3. P. 384–390. 21. Chapman V.J., Chapman D.J. Seaweed and their uses. – 3 rd London: New York, 1980. – 334 p. 22. FAO/WHO, Protein quality evaluation (Report of a joined FAO/WHO export conclusion). – FAO Rome, 1991. 23. Rødde R.S.H., Vårum K.M., Larsen B.A., Myklestad S.M. Seasonal and geographical variation in the chemical composition of red alga Palmaria palmata (L.) Kuntze. // Botanica Marina. 2004. V.47. P. 125–133. Статья поступила в редакцию 1.12.2017
Chemical composition of the red alga Neorhodomela larix (Turn) Masuda Irina A. Kadnikova, Tatiana I. Vishnevskaya, Natalia M. Aminina Pasific Scientific Research Fisheries Centre - TINRO-Сentre (Vladivostok, Russia) By chemical composition, the red alga Neorhodomela larix order Ceramiales is a typical representative of the Rhodophyta division. Its macro- and microelement composition including toxic elements has been revealed. Researches of the protein amino acid and the lipid fatty acid compositions of Neorhodomela were performed. Key words: red algae; Neorhodomela; chemical composition; amino acid; fatty acid and mineral compositions; toxic elements.
Об авторах Кадникова Ирина Арнольдовна - Kadnikova Irina Arnoldovna доктор технических наук kadnikova@tinro.ru Вишневская Татьяна Ивановна - Vishnevskaya Tatiana Ivanovna кандидат технических наук vishnevskaya@tinro.ru Аминина Наталья Михайловна - Aminina Natalia Michailovna кандидат биологических наук aminina@tinro.ru Корреспондентский адрес: Россия, 690091, г. Владивосток, пер. Шевченко, 4, ФГУП ТИНРО-центр; телефон (423) 240-13-60
ССЫЛКА НА СТАТЬЮ: Кадникова И.А., Вишневская Т.И., Аминина Н.М. Химический состав красной водоросли Neorhodomela larix (Turn) Masuda залива Петра Великого // Вопросы современной альгологии. 2018. № 1 (16). URL: http://algology.ru/1249 Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. При перепечатке ссылка на сайт обязательна
К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
|
|
|
 | | ||
|
| ||
