Порівняльне оцінювання вмісту амінокислот деяких видів бобових флори півдня України

Abstract

Актуальним є аналіз відомостей щодо складу амінокислот та їхньої кількості в сировині п’ятьох видів представників родини Бобові, що ростуть у флорі півдня України (Securigera varia (L.) Lassen – в’язіль різнокольоровий (строкатий), Vicia cracca L. – віка мишача, Lupinus luteus L. – люпин жовтий, Melilotus officinalis (L.) Pall. – буркун лікарський, Melilotus albus Medic. – буркун білий), як джерел отримання амінокислот, особливо незамінних, ресурс яких має поповнюватися ззовні. Мета роботи – вивчити та порівняти амінокислотний профіль деяких видів бобових флори півдня України, виконати багатовимірний статистичний кластерний аналіз і побудувати гістограми за результатами визначення вмісту та складу амінокислот у Securigera varia (L.) Lassen, Vicia cracca L., Lupinus luteus L., Melilotus officinalis (L.) Pall. та Melilotus albus Medic. Висушену сировину, що заготовили на півдні України, досліджували методом газо-рідинної хроматографії з використанням амінокислотного аналізаторa після гідролізу хлоридною кислотою за підвищеної температури. Визначили 19 амінокислот, дев’ять із них незамінні або частково замінні. Cеред незамінних найбільший уміст встановили для неполярної амінокислоти пролін (сумарно 6932 мг/100 г), здатність до її накопичення виявили у буркуна лікарського (2276 мг/100 г). Найменшу кількість проліну встановили в люпині жовтому (388 мг/100 г). У рослинах, які аналізували, найменший уміст мала сульфурвмісна неполярна амінокислота метіонін (сумарно 506 мг/100 г). Привертає увагу відсутність у деяких рослинах замінної полярної амінокислоти глутаміну: її не містять в’язіль строкатий, віка мишача та буркун лікарський. Найбільша концентрація речовин цієї природи встановлена для полярної кислоти аспарагінової (сумарно 6824 мг/100 г): найвищий показник – у віки мишачої, найменший – у буркуна білого (2660 мг/100 г та 385 мг /100 г відповідно). Аналіз наявності та кількості амінокислот – підґрунтя для багатовимірного статистичного кластерного аналізу та побудови гістограм презентації амінокислотного профілю представників родини Fabaceae L. Під час побудови дендрограми визначили три кластери, представники одного роду (Melilotus L.) визначили в різні кластери, що має значення для наступних хемосистематичних досліджень.

The data on the composition and amount of amino acids have been analyzed in the raw materials of five legume species. All of them grow in Southern Ukrainian flora (Securigera varia (L.) Lassen, Vicia cracca L., Lupinus luteus L., Melilotus officinalis (L.) Pall., Melilotus albus Medic.) and may be used as a source of amino acids, especially essential, whose resource has to be replenished from the outside. We have studied and compared the amino acid profile of some species of the Ukrainian South Legumes, and used the multidimensional statistical cluster analysis to construction of histograms based on the amino acids content and composition of such plants as: Securigera varia (L.) Lassen, Vicia cracca L., Lupinus luteus L., Melilotus officinalis (L.) Pall., Melilotus albus Medic. The raw materials were harvested at the South of Ukraine and were investigated by gas-liquid chromatography. The amino acid analyzer has been used after hydrochloric acid hydrolysis at elevated temperature. 19 amino acids have been identified, of which nine are essential or partially interchangeable. The non-polar amino acid proline is in the lead in terms of quantity among the essential amino acids. Its amount was 6932 mg/100 g and the ability to accumulate it was noted in Melilotus officinalis (2276 mg/100 g). The smallest proline amount was found in Lupinus luteus (388 mg/100 g). The sulfur-containing non-polar amino acid methionine is in the smallest amount in the selected plants (506 mg/100 g). Our attention was drawn to the absence of the polar amino acid glutamine among the non-essential amino acids in some plants. Securigera varia, Vicia cracca, and Melilotus officinalis did not contain glutamine. In this subgroup, the polar aspartic acid was found in the highest amount (6824 mg/100 g) with the highest content in Vicia cracca and the lowest – in Melilotus albus (2660 mg/100 g and 385 mg/100 g, respectively). The analysis of the presence and number of amino acids was the basis for our multidimensional statistical cluster analysis and histograms of the presentation of the amino acid profile of the studied plant members of the family Fabaceae L. In constructing the dendrogram, three clusters were identified, and representatives of one genus (Melilotus L.) were attributed to different clusters which is significant for further chemosystematic studies.

Актуальный анализ данных о составе и количестве аминокислот в представителях семейства бобовые флоры южной части Украины (Securigera varia (L.) Lassen, Vicia cracca L., Lupinus luteus L., Melilotus officinalis (L.) Pall. и Melilotus albus Medic.) как структурных компонентов белков, особенно незаменимых, ресурс которых должен пополняться извне. Цель работы – изучить и сравнить аминокислотный профиль некоторых видов бобовых флоры юга Украины, провести многомерный статистический кластерный анализ и построить гистограммы, исходя из данных о содержании и количестве аминокислот в Securigera varia (L.) Lassen, Vicia cracca L., Lupinus luteus L., Melilotus officinalis (L.) Pall. и Melilotus albus Medic. Высушенное сырье, заготовленное на юге Украины, исследовали методом газо-жидкостной хроматографии с использованием аминокислотного анализатора. Предварительно проводили гидролиз кислотой хлоридной при повышенной температуре. Определили 19 аминокислот, девять из них относят к незаменимым или частично заменимым. Cреди незаменимых лидирует неполярная аминокислота пролин (суммарно – 6932 мг/100 г), максимальную способность к её накоплению показал Melilotus officinalis – донник лекарственный (2276 мг/100 г). Наименьшее количество пролина определили в Lupinus luteus (388 мг/100 г). В изучаемых растениях наименьшее содержание установлено для сульфурсодержащей неполярной аминокислоты метионин (суммарно 506 мг/100 г). Обращает внимание отсутствие в некоторых изучаемых растениях заменимой полярной аминокислоты глутамина: её не содержат Securigera varia, Vicia cracca и Melilotus officinalis. Наибольшее содержание веществ этой природы отмечено для кислоты аспарагиновой (6824 мг/100 г). Среди этой подгруппы в изучаемых объектах в наибольшем количестве была обнаружена полярная кислота аспарагиновая (суммарно 6824 мг/100 г): наибольший показатель – у Vicia cracca, наименьший – у Melilotus albus (2660 мг/100 г и 385 мг/100 г соответственно). Наличие и количество аминокислот в объектах исследования – основа для проведения многомерного статистического кластерного анализа и гистограмм презентации аминокислотного профиля представителей семейства Fabaceae L. При построении дендрограммы определены три кластера, представители одного рода (Melilotus L.) отнесены к разным кластерам, что имеет значение для дальнейших хемосистематических исследований.