К вопросу экологической чистоты и безопасности применения  капусты огородной (brassica oleracea l.,var.capitata l.), выращиваемой в Узбекистане

Резюме

В соответствии с рекомендациями ВОЗ в листьях капусты огородной, выращиваемой в Узбекистане, определено содержание потенциально опасных контаминантов - токсичных тяжелых металлов, радионуклидов, хлорорганических пестицидов, исследована также их микробиологическая чистота.В результате показано, что исследуемое сырье является экологически чистым и безопасным для применения, поскольку указанные показатели не превышают допустимых значений.

Ключевые слова: капуста огородная, экологическая чистота, безопасность, токсичные тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, микробиологическая чистота.

Введение. Загрязнение окружающей среды в последние годы повлекло за собой изменение экологических условий во многих районах заготовок лекарственного растительного сырья. Это диктует необходимость проведения на современном уровне оценки качества сырья лекарственных растений с учетом не только традиционных фармакопейных показателей, но и требований экологической чистоты и безопасности [1].

При оценке безопасности лекарственного растительного сырья необходимо учитывать все потенциальные факторы риска, специфичные для данной группы лекарственных средств.

Среди причин риска медицинского применения лекарственного растительного сырья ВОЗ указывает возможность загрязнения его потенциально токсичными чужеродными веществами (токсичные тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, микробная загрязненность и др.). В соответствии с европейским подходом определение указанных контаминантов и остаточных загрязнений относят к обязательным испытаниям лекарственного растительного сырья с точки зрения его безопасности и экологической чистоты[2].

Капуста огородная (кочанная) - Brassica oleracea L. var. capitata L. из семейства капустных (Brassicaceae) - основная овощная культура в нашей стране, которая является не только ценным продуктом питания, но благодаря богатому содержанию биологически активных веществ издавна

используется в народной медицине в качестве лечебного средства.

Для продвижения отечественного сырья капусты огородной в медицинскую практику нами решен комплекс вопросов, связанных с его стандартизацией.

Целью настоящего исследования явилась оценка содержания потенциально опасных контаминантов-токсичных тяжелых металлов, радионуклидов, хлорорганических пестицидов в листьях капусты огородной, выращиваемой в Узбекистане, и определение их микробиологической чистоты.

Материалы и методы. Объектом исследования служили листья капусты огородной, выращиваемой в Ташкентской области республики. Анализу подвергались средние пробы сырья, отобранные в соответствии с указаниями статьи ГФ Х1 « Правила приемки сырья лекарственного растительного сырья и методы отбора проб для анализа» [3].

Определение содержания в сырье токсичных тяжелых металлов - свинца и кадмия , которые объединенная комиссия ФАО и ВОЗ по пищевому кодексу (Codex Alimentaries) относит к числу компонентов, подлежащих обязательному контролю при международной торговле продуктами питания[4], проводили методом атомно-абсорбционной спектроскопии (прибор Shimadzu 6501 S) с пламенной и беспламенной атомизацией[5,6] .

Около 2 г воздушно-сухого сырья ( точная навеска ) помещали в термостойкий стакан вместимостью 250 мл и заливали 20 мл смеси концентрированной азотной и хлористоводородной кислот. Вращательным движением стакана осторожно перемешивали содержимое и оставляли на 3 ч. Затем добавляли еще 10 мл концентрированной азотной кислоты, помещали на закрытую электроплиту и осторожно нагревали до уменьшения объема 10 мл. Немного охладив, добавляли 50 мл очищенной воды при перемешивании, вновь помещали на электроплиту и упаривали до небольшого объема. После охлаждения приливали 20 мл хлористоводородной кислоты (1:10) и отфильтровывали через складчатый фильтр в мерную колбу вместимостью 100 мл .Остаток на фильтре промывали и доводили объем фильтрата в мерной колбе до метки очищенной водой.

Определение свинца выполнялось в беспламенном режиме при атомизации в графитовой печи атомно-абсорбционного спектрофотометра в потоке аргона. Диапазон измеряемых концентраций свинца без разбавления- 0,1 ррт - 20 ррт ; предел обнаружения свинца- 0,05 ррт . Диапазон измеряемых концентраций кадмия без разбавления- 0,003-1,0 ррт ; предел обнаружения кадмия - 0,003 ррт.

Атомно-абсорбционный спектрофотометр подготавливали к работе в соответствии с техническим описанием и инструкцией по его эксплуатации. Условия измерения свинца и кадмия приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Аналитические параметры атомно-абсорбционного определения элементов

Для учета неселективного поглощения спектрофотометр снабжен оптическим корректором, дейтериевой лампой. Градуировку прибора проводят по серии растворов сравнения, приготовленных разбавлением ГСО.

После построения градуировочного графика в графитовую печь последовательно вводили приготовленные экстракты из листьев капусты огородной. По градуировочному графику определяли массовую долю металла в вытяжках.

Массовую долю элемента в анализируемой пробе растения (ppm) рассчитывали по формуле:

C _п a V а-

P ’

где: a - массовая доля металла в вытяжке, найденная по градуировочному графику, мкг/мл; V - объем вытяжки, мл ; - - кратность разбавления вытяжки; P - навеска пробы, г.

Результаты и обсуждение. Результаты определения токсичных тяжелых металлов в исследуемом сырье приведены в таблице 2.

Таблица 2- Результаты определения токсичных тяжелых металлов в исследуемом сырье

Полученные данные свидетельствуют о том, что содержание токсичных тяжелых металлов, подлежащих первоочередному контролю, в листьях капусты огородной не превышает допустимых значений.

Определение радионуклидов проводили методом гамма- спектрометрического анализа [7] на сцинтиллярном гамма-бета-спектрофотометре МКС-АТ 1315, принцип действия которого основан на накоплении и обработке амплитудного спектра импульсов, поступающих от автономных блоков детектирования гамма- и бета- излучения .

Амплитуда импульсов, пропорциональная энергии гамма- и бета- излучения, преобразуется в цифровой код, который хранится в запоминающем устройстве блока обработки информации. Информация из запоминающего устройства в реальном масштабе времени считывается персональным компьютером и по обработке выводится на монитор. Для обработки спектра поставляется программное обеспечение на гибком магнитном диске 3D дюйма. В эксперименте относительное энергетическое разрешение по гамма-линии 662 кэВ составляет не менее 7,5 %. Испытания проводили при температуре воздуха 23 ° С и относительной влажности 56 %.

Из данных, приведенных ниже в таблице 3, можно заключить, что исследуемое сырье в полной мере отвечает требованиям радиационной безопасности.

Таблица 3 - Результаты определения радионуклидов в капусте огородной

Определение остаточных количеств хлорорганических пестицидов проводится методом газо-жидкостной хроматографии. Хроматографический метод основан на извлечении остаточных количеств пестицидов органическим растворителем с последующим определением на хроматографе (модель - 3700) с детектором электронного захвата (ДЭЗ), колонка 1,0м х 3, заполненная хроматоном N-AW-DMCS (или N-AW-HMCS, или N-super) размером 0,120-0,20 mm с массовой долей 5 % неподвижной фазы OV-17 или SE-30. Температура термостата колонки- 210⁰С, температура испарителя- 240⁰С, температура детектора- 270⁰С. Расход газа носителя- 40 мл/мин.

Около 5 г высушенного и измельченного сырья ( точная навеска) помещали в коническую колбу вместимостью 250 мл, приливали 15 мл смеси ацетона с водой (1:1) и оставляли закрытую колбу на 15 ч. Затем к увлажненной прбе приливали 15 мл гексана. Содержимое колбы перемешивали на аппарате для встряхивания в течение 1 ч. Экстракт осторожно декантировали в стакан, оставляя сырье в колбе. После в колбу вновь приливали 20 мл гексана и экстракцию повторяли в течение 30 мин. Полученный второй экстракт также осторожно декантировали в стакан. Экстракты объединяли, отфильтровывали небольшими порциями через воронку, заполненную безводным сернокислым натрием и оксидом алюминия, в круглодонную колбу ротационного вакуумного испарителя вместимостью 50 мл. Порциями отгоняли растворитель до объема 1 мл. Остаток переносили в пробирку вместимостью 10 мл, колбу омывали 2 мл гексана. В хроматограф вводили 4 мл полученного раствора.

а- гексахлорциклогексан (а-ГХЦГ), ү-гексахлорциклогексан (ү-ГХЦГ), 4,4- дихлордифенилди- хлорэтилен (n,n'-ДДЭ), 4,4-дихлордифенилдихлорэтан (n,n'-ДДД), 4,4 дихлорфенилтрихлорэтан (n,n'-ДДТ) и альдрин идентифицировали среди других компонентов (появляющихся на хроматограмме в виде пиков) по времени удерживания. В качестве параметра при расчетах использовали высоту пика.

Содержание каждого ингредиента в анализируемой пробе определяли методом соотношения с аналогичным компонентом градуировочного раствора смеси хлорорганических пестицидов (ХОП). Объемы вводимых в хроматограф аликвот градуировочного раствора и экстракта были одинаковы. Из подготовленных экстрактов отбирали микрошприцем по 4 мл и последовательно вводили в испаритель хроматографа. Затем вводили такое же количество раствора смеси ХОП. После идентификации а-ГХЦГ, ү-ГХЦГ, n,n'-ДДЭ, n,n'-ДДД, n,n'-ДДТ и альдрина на хроматограммах анализируемых проб измеряли высоты соответствующих пиков. Одновременно измеряли высоты пиков этих компонентов, полученных для раствора сравнения. Идентификацию пестицидов осуществляли, используя базу данных программного обеспечения, а их содержание рассчитывали, исходя из площадей пиков.

Массовую долю а-ГХЦГ, ү-ГХЦГ, n, n' -ДДЭ, n, n' -ДДД, n, n' -ДДТ, альдрина в пробе сырья (мкг/кг) рассчитывали по формуле:

с C Uhx UV иг

^D һст am ’

где: С - концентрация пестицида в градуировочном растворе смеси, мг/мл;

һ_ст - высота пика пестицида на хроматограмме градуировочного раствора смеси,мм; hx - высота пика пестицида на хроматограмме анализируемой пробы, мм; V - объем экстракта, подготовленного для хроматографического анализа, мл; R - кратность разбавления экстракта для пестицида ; m - навеска пробы, г. Результаты обобщены в таблице 4.

Таблица 4 - Содержание пестицидов

Примечание: предельное содержание пестицидов в соответствии с требованиями Европейской Фармакопеи 6 изд., 2008 и директивами Европейского сообщества 76/895 и 90/642.

Из представленных данных следует, что остаточное содержание хлорорганических пестицидов в изучаемом сырье не превышает установленных норм. Принимая во внимание, что лекарственные средства могут быть контаминированы микроорганизмами, проведено также испытание сырья на микробиологическую чистоту согласно указаниям статьи ГФ Х1 «Методы микробиологического контроля лекарственных средств» и Изменения № 2 от 12.10.2005 г., категория 4 А [8].

Испытание на микробиологическую чистоту проводили официальным двухслойным агаровым методом в чашках Петри диаметром 90-100 мм. Образец сырья в количестве 10 г суспендировали в фосфатно-буферном растворе (рН 7,0) так, чтобы конечный объем суспензии был 100 мл. Приготовленную суспензию образца вносили в каждую из двух пробирок с 4 мл расплавленной и охлажденной до температуры от 45° С до 50° С среды №1 (соево-казеиновый агар). Быстро перемешивали содержимое пробирок и переносили в чашки Петри, содержащие 1520 мл соответствующей питательной среды. Быстрым покачиванием чашек Петри равномерно распределяли верхний слой агара. После застывания среды чашки переворачивали и инкубировали в течение 5 суток при температуре 35° С. Посевы просматривали ежедневно. Через 48 ч и окончательно через 5 суток подсчитывали число бактериальных колоний на двух чашках, находили среднее значение и, умножая на показатель разведения, вычисляли число микроорганизмов на 1 г образца. Определение общего числа грибов проводили описанным выше агаровым методом , используя среду Сабуро .

Выявление и идентификацию бактерий семейства Enterobacteriaceae , Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus проводили в соответствии с требованиями ГФ Х1.

Результаты определения приведены в таблице 5.

Таблица 5- Показатели микробиологической чистоты листьев капусты огородной

Как видно из приведенных данных, листья капусты огородной в полной мере соответствуют требованиям, предъявляемым к лекарственному растительному сырью в отношении микробиологической чистоты.

Выводы:

1. В листьях капусты огородной, выращиваемой в Узбекистане, определено содержание потенциально опасных контаминантов - токсичных тяжелых металлов, радионуклидов, пестицидов и микробное загрязнение.
2. Показано, что исследуемое сырье является экологически чистым и безопасным для применения, поскольку содержание указанных выше экотоксикантов не превышает установленных норм.
3. Полученные данные будут использованы при стандартизации отечественного сырья капусты огородной с целью повышения уровня требований, предъявляемых к его качеству.

Источники финансирования: личные сбережения.

Конфликт интересов: авторы данной статьи подтверждают отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Литература

1. Гравель И.В. Фармакогнозия. Экотоксиканты в лекарственном растительном сырье и фитопрепаратах // И.В. Гравель, Я.Н. Шойхет, Г.П Яковлев, И.А. Самылина- М.: ГеотарМедиа, 2012.-301 с.
2. WHO guidelines for assessing quality of herbal medicines with reference to contaminants and residues. World Health Organization/ 2007.
3. Государственная фармакопея СССР:Вып.1.-11-е изд.,доп.-М.; Медицина, 1987.-336 с.
4. J.Howenstine.Codex Alimentaris Ends vs Supplements in 2005 \http:www.naturalhealthteam.com
5. ОФС. 1.5.3.0009.15 Определение содержания тяжелых металлов и лекарственных растительных препаратах
6. ГОСТ 30692-2000 Межгосударственный стандарт. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Атомно-абсорбционный метод определения содержания меди, свинца, цинка и кадмия.
7. ГОСТ 30349-96 Плоды, овощи и продукты их переработки \\ Методы определения остаточных количеств хлорорганических пестицидов.- Москва,2008.
8. Государственная фармакопея СССР: вып.2.-11-е изд.,доп.-М.:Медицина,1990.- 398 с.