Содержание тяжелых металлов в растениях побережья Балтийского моря в Российской Федерации

Введение. Использование дикорастущих растений в производстве пищевых продуктов, добавок, ингредиентов и биологически активных веществ требует оценки сырья на содержание тяжелых металлов (ТМ). Это важно учесть и в связи с использованием дикоросов в пищу при выживании после аварий, катастроф или боевых действий на море.

Цель. Оценить потенциальную опасность употребления в пищу прибрежной флоры, способной аккумулировать ТМ, в местах возможной высадки экипажей судов, терпящих бедствие в акватории морей Российской Федерации.

Материалы и методы. Объектами исследования служили прибрежные водоросли и высшие растения, произрастающие на побережье Финского залива. Образцы растений собраны на участках побережий Финского залива: о-ва Большой Березовый, о-ва Гогланд, а также Кургальского п-ова. До проведения элементного анализа образцы всех растений досушивали при 80 °С до постоянного веса и оценивали их сухую массу с точностью до 1 мг. Оценку сырой массы осуществляли, опираясь на данные по сухой массе и условно принимая, что содержание воды в нативных листьях деревьев составляет 75%, в листьях трав — 85%, а в слоевищах F. vesiculosus — 70%. Минерализацию высушенного материала осуществляли в СВЧ-минерализаторе МС-6 («Вольта», Россия). Элементный анализ выполняли на атомно-абсорбционном спектрометре МГА-915М. Результаты измерений обрабатывали с помощью пакета прикладных программ Statistica for Windows 7.

Результаты. Содержание меди и свинца у изученных растений были в границах ПДУ. Допустимый уровень кадмия был превышен в 2–4 раза у A. ptarmica, C. angustifolium и U. dioica на п-ове Кургальский, что определяет риск использования их в пищу. Минимальные величины содержания марганца (менее 20 мг/кг сухой массы) характерны для двух видов растений (L. japonicus и Salix sp.) с о-ва Березовый и для A. podagraria с п-ова Кургальский. Токсическое действие марганца (Mn) начинается при превышении нормы суточного потребления 2 мг/сут, в то время как максимальное содержание Mn у изученных объектов составляло 11,9 мг/кг. Высокое содержание Zn характерно для всех растений о-ва Гогланд, а также T. repens и A. podagraria с п-ова Кургальский и Salix sp. и L. japonicas с о-ва Большой Березовый. Было рассчитано предельное количество растительного материала, которое можно безопасно употребить в пищу; оно составило приблизительно 0,17 кг/сут сырой массы листьев.

Выводы. Отсутствие в нормативных документах ВДУ суточного потребления эссенциальных элементов затрудняет оценку тяжести последствий использования растительного сырья для пищевых и лекарственных целей и применение риск-ориентированного подхода в оценке безопасности питания. Высокая степень опасности использования в пищу растений п-ова Кургальский (A. ptarmica, C. angustifolium и U. dioica) обусловлена существенным превышением ПДУ по Cd. Содержание Cu, Pb во всех изученных растениях ниже ПДУ, т.е. опасность по этим элементам отсутствует. Содержание Zn является безопасным, поскольку для обеспечения суточной потребности в нем необходимо употреблять более 1 кг сырой массы листьев ежедневно, что в реальных условиях практически невозможно.

1. Скугорева СГ, Ашихмина ТЯ, Фокина АИ, Лялина ЕИ. Химические основы токсического действия тяжелых металлов (обзор). Теоретическая и Прикладная Биология. 2016;1:4–13. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2016-1-014-019

2. Kumorkiewicz-Jamro A, Gorska R, Krok-Borkowicz M, Mielczarek P, Popenda Ł, Lystvan K, et al. Unveiling alternative oxidation pathways and antioxidant and cardioprotective potential of amaranthin-type betacyanins from spinach-like Atriplex hortensis var. “Rubra”. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2023;71(41):15017–34. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c03044

3. Salehi B, Selamoglu Z, Sevindik M, Fahmy NM, Al-Sayed E, El-Shazly M, et al. Achillea spp.: A comprehensive review on its ethnobotany, phytochemistry, phytopharmacology and industrial applications. Cellular and Molecular Biology. 2020;66(4):78–103. https://doi.org/10.14715/cmb/2020.66.4.13

4. Федотов СВ. Сныть обыкновенная — новое эфиромасличное растение, ее хозяйственное и медицинское значение (обзор). Аромакоррекция психофизического состояния человека. Сборник материалов V международной научно-практической конференции. Ялта; 2015. EDN: YNCTKL

5. Yılmaz Sarıaltın S, Cicek Polat D, Yalcın CÖ. Cytotoxic and antioxidant activities and phytochemical analysis of Smilax excelsa L. and Aegopodium podagraria L. Food Bioscience. 2023;52:102359. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2023.102359

6. Сапарклычева СЕ, Пояркова НМ. Иван-чай узколистный [Chamerion angustifolium (L.) Holub]. Аграрное Образование и Наука. 2019;4:15. EDN: YSMMJS

7. Подкорытова АВ, Рощина АН. Морские бурые водоросли — перспективный источник БАВ для медицинского, фармацевтического и пищевого применения. Труды ВНИРО. 2021; 86(4):156–72. https://doi.org/10.36038/2307-3497-2021-186-156-172

8. Калинкина ВА. Развитие Lathurys Japonicas willd. (сем. Fabaceae) в первый год жизни в условиях культуры. Вестник ТвГУ. Серия: Биология и экология. 2016;4:184–94. EDN: XHLPHV

9. Uçar Esra. Polygonum aviculare L.’s biological activities: investigating its anti-proliferative, antioxidant, chemical properties supported by molecular docking study. Inorganic Chemistry Communications. 2024;162:11–2. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2024.112228

10. Петрук АА, Высочина ГИ. Фенольные соединения Polygonum aviculare L. (Рolygonaceae) из географически отдаленных популяций. Известия Вузов. Прикладная Химия и Биотехнология. 2019;9(1):95–101. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-1-95-101

11. Шайымов БК, Саркисова ЕЮ, Сахетдурдыева Г. Виды рода Горец (Polygonum L.) флоры Туркменистана с нефропротекторными и диуретическими свойствами. Молодой Ученый. 2022; 45(440):65–9.

12. Ториков ВЕ. Лекарственная ценность овощных, плодово-ягодных, полевых растений и дикоросов. Брянск: Изд-во: Брянской ГСХА; 2013. EDN: TUJVPZ

13. Андреев ВП, Андриянов АИ. Пищевые ресурсы береговой зоны Северных морей. СПб: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена; 2014.

14. Ahmad S, Zeb A, Ayaz M, Murkovic M. Characterization of phenolic compounds using UPLC-HRMS and HPLC-DAD and anti-cholinesterase and anti-oxidant activities of Trifolium repens L. leaves. European Food Research and Technology. 2020;246:485–96. https://doi.org/10.1007/s00217-019-03416-8

15. Абрамчук АВ, Карпухин МЮ. Эффективность применения клевера (Trifolium L.) в лечении различных заболеваний. Вестник Биотехнологии. 2019;3(20):16.

16. Ekici M, Tuncay OH, Akalın E, Yaman Bucak A, Üresin AYa. Evaluation of the efficacy, safety, and mechanism of action of plants traditionally used in the treatment of hypertension in Turkey. Journal of Herbal Medicine. 2024;43:100835. https://doi.org/10.1016/j.hermed.2023.100835

17. Chehri A, Yarani R, Yousefi Z, Novin Bahador T, Shakouri SK, Ostadrahimi A. Anti-diabetic potential of Urtica Dioica: current knowledge and future direction. Journal of Diabetes and Metabolic Disorders. 2022;21(1):931–40. https://doi.org/10.1007/s40200-021-00942-9

18. Аверьянов ЛВ, Буданцев АЛ, Гельтма ДВ, Конечная ГЮ, Крупкина ЛИ, Сенников АН. Иллюстрированный определитель растений Ленинградской области. М.: Товарищество научных изданий КМК;2006.

19. Андреев ВП, Плахотская ЖВ. Сравнительный анализ накопления меди и кадмия макрофитами губы Чупа Кандалакшского залива Белого моря. Биология Внутренних Вод. 2019;1:96–9. https://doi.org:/10.1134/S0320965219010029

20. Zulfiqar U, Hussain S, Ahmad M, Ishfaq M, Jiang W, Xiukang W, et al. Cadmium phytotoxicity, tolerance, and advanced remediation approaches in agricultural soils; a comprehensive review. Frontiers in Plant Science. 2022;13:773815.22. https://doi.org:/10.3389/fpls.2022.773815

21. Родькин ОИ. Оценка эффективности использования быстрорастущих древесных культур для фиторемедии загрязненных экосистем. Вестник ИрГСХА. 2018;84:40–50. EDN: MANZON

22. Андреев ВП, Закревский ЮН, Мартынова ЕС, Плахотская ЖВ. Пищевая безопасность по тяжелым металлам образцов растительности, собранных на маршруте комплексной экспедиции Северного флота «Новая Земля-2018». Морская Медицина. 2020;6(1):56–63. https://doi.org/10.22328/2413-5747-2020-6-1-56-63