Влияние разных способов обработки на фитохимический состав листьев и шишек хмеля обыкновенного (Humulus lupulus L.)
- Авторы: Далаль А.Х.1,2, Есраа А.1, Мостякова А.А.1, Тимофеева О.А.1
-
Учреждения:
- Казанский федеральный университет
- Университет Аль-Фурат
- Выпуск: Том 17, № 2 (2025)
- Страницы: 60-81
- Раздел: Физиология и биохимия растений
- Статья опубликована: 30.04.2025
- URL: https://bakhtiniada.ru/2658-6649/article/view/310401
- DOI: https://doi.org/10.12731/2658-6649-2025-17-2-1053
- EDN: https://elibrary.ru/ZXTFKS
- ID: 310401
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Уже с давних времен установлено, что в лекарственных растениях содержится большое количество активных соединений, которые используются для лечения многих заболеваний. Впервые проведено сравнительное изучение листьев и шишки хмеля обыкновенного по накоплению фитохимических веществ. Были подобраны коммерческие препараты биостимуляторов роста (гибберсиб, эпин-экстра) и био-удобрение (пудрет). Установлено, что хмель, выращенная в условиях Татарстана, обладает богатым фитохимическим составом и большим содержанием биоактивных веществ. Может быть рекомендована в качестве ресурса, что позволит фармакологическую промышленность наиболее качественным сырьем.
Цель исследования. Осуществить сравнительный анализ фитохимических составов листьев и шишек хмеля обыкновенного (Humulus lupulus L.) при различных методах их обработоки.
Материалы и методы исследований. В мае 2023 года в лабораторных условиях была произведена посадка корневищных черенков хмеля в закрытом грунте. В соответствии со схемой эксперимента по первому варианту корневищные черенки были посажены в горшки с почвой, в которой содержался пудрет (био-удобрение из высушенного в СВЧ-лучах птичьего помета, состоит из 88.4% органического вещества, 4.59% азота, 1.80% калия, 3.70% фосфора) в количестве 10 г на 1 кг почвы. По второму способу корневищные черенки хмеля были обработаны гибберсибом (666,6 мкг/л) посредством опрыскивания, по третьему способу они были обработаны эпин-экстра (500 мкл/л) аналогично посредством опрыскивания.
Через 4 недели образцы, обработанные по всем вариантам, и контрольный образец были пересажены в открытый грунт. (кислотность почвы составляла 6.9, концентрация органического вещества (гумуса) – 1,96%, нитратного азота – 35,5 мг/кг, аммиачного азота – 11,3 мг/кг, подвижного фосфора – 584 мг/кг, обменного кальция – 13,25 ммоль/100 г, обменного магния – 1,5 ммоль/100 г).
Пробы для анализа (листья и шишки) были извлечены спустя 12 недель с момента их посадки в открытом грунте (средняя ночная температура составила +140С).
Фитохимический состав в листьях и в шишках определяли спектрофотометрическими методами описано в исследовании Аль Хуссейн и соавторы (2023).
Опыты проводили в шести биологических повторностях. Статистическую обработку данных осуществлялась с использованием программы Excel 2016. Достоверность различия определялась по критерию Манна-Уитни с р ≤ 0,05.
Результаты. Эпин-экстра увеличивал преимущественно концентрацию флавоноидов, дубильных веществ и витамина B2 в образцах, гибберсиб увеличивал концентрацию фенольных соединений, каротиноидов, сахаров и белков, пудрет увеличивал концентрацию витамина С, каротиноидов, витамина B2 и белков.
Заключение. В наших исследованиях можем сделать вывод, что экстракты хмеля имеют более широкий потенциал для использования в области медицины и пищевых технологий, чем просто ферментация, а это связано с возможностью улучшения содержание полезных первичных и вторичных веществ с использованием синтетических регуляторов роста и био-удобрение. Большое количество листьев хмеля остается неиспользованным побочным сельскохозяйственным продуктом, но по нашими исследованиями доказали возможность использования листьев хмеля в качестве источника первичных и вторичных метаболитов в медицине (в качестве седативного, антимикробного, мочегонного, противовоспалительного средства при лечении гастритов, циститов, уретритов, заболеваниях почек, печени и желчного пузыря) и пищевой промышленности (пивоваренной промышленностях, в пекарном производстве).
Ключевые слова
Об авторах
Аль Хуссейн Далаль
Казанский федеральный университет; Университет Аль-Фурат
Автор, ответственный за переписку.
Email: dalal.matar91@gmail.com
аспирант, кафедра ботаники и физиологии растений, институт фундаментальной медицины и биологии; ассистент, факультет сельского хозяйства
Россия, ул. Кремлевская 18, г. Казань, 420008, Российская Федерация; Дейр-эз-Зор, Сирийская Арабская РеспубликаАлмуграби Есраа
Казанский федеральный университет
Email: esraaalmgrabe@gmail.com
старший преподаватель кафедры ботаники и физиологии растений, институт фундаментальной медицины и биологии
Россия, ул. Кремлевская 18, г. Казань, 420008, Российская Федерация
Антонина Анатольевна Мостякова
Казанский федеральный университет
Email: runga540@mail.ru
доцент кафедры ботаники и физиологии растений, институт фундаментальной медицины и биологии
Россия, ул. Кремлевская 18, г. Казань, 420008, Российская Федерация
Ольга Арнольдовна Тимофеева
Казанский федеральный университет
Email: otimofeeva2008@mail.ru
доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой ботаники и физиологии растений, институт фундаментальной медицины и биологии
Россия, ул. Кремлевская 18, г. Казань, 420008, Российская Федерация
Список литературы
- Алмуграби, Е. (2021). Фитохимический состав и антиоксидантный статус Brassica oleraceae L. при действии природных и синтетических регуляторов роста растений: Дис. … к-та биол. наук. Казань, 170 с.
- Киреева, Т. Б. & Китова, Е. А. (2006). Экологически онтогенетические особенности накопления дубильных веществ в траве душицы обыкновенной в условиях Удмуртии. Биология, (10), 85-96.
- Маланкина, Е. Л. Лекарственное применение хмеля. https://www.greeninfo.ru/lianes/humulus_lupulus.html/Article/_/aID/5359
- Сажина, Н. Н. & Мисин, В. М. (2011). Измерение суммарного содержания фенольных соединений в различных частях лекарственных растений. Химия растительного сырья, (3), 149-152. EDN: https://elibrary.ru/OHSURD
- Шафикова, С. Ф. (2013). Фармакогностическое изучение листьев хмеля обыкновенного (Humulus lupulus L.): Дис. … к-та фарм. наук. Самара, 181 с. EDN: https://elibrary.ru/YGMBGB
- Astray, G. & Gullón, P. & Gullón, B. & Munekata, P. E. & Lorenzo, J. M. (2020). Humulus lupulus L. as a natural source of functional biomolecules. Appl. Sci., 10, 5074. https://doi.org/10.3390/app10155074 EDN: https://elibrary.ru/HVXHXH
- Colville, L. & Smirnoff, N. (2008). Antioxidant status, peroxidase activity, and PR protein transcript levels in ascorbate-deficient Arabidopsis thaliana vtc mutants. Journal of Experimental Botany, 59(14), 3857-3868. https://www.jstor.org/stable/24037641
- Carbone, K. & Gervasi, F. (2022). An Updated Review of the Genus Humulus: A Valuable Source of Bioactive Compounds for Health and Disease Prevention. Plants, (11), 3434. https://doi.org/10.3390/plants11243434 EDN: https://elibrary.ru/UHHOVD
- Dedei, A. J. (2021). Assessment of mineral nutrient impact on metabolites accumulation in kale (Brassica oleracea var. sabellica). Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 13(3), 208-224. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2021-13-3-208-224 EDN: https://elibrary.ru/GFXXKY
- Faivre, C. & Ghedira, K. & Goetz, P. et al. (2007). Humulus lupulus L. Phytothérapie, 5(2), 86-89. https://doi.org/10.1007/s10298-007-0217-7
- Farag, M. A. & Porzel, A. & Schmidt, J. et al. (2011). Metabolite profiling and fingerprinting of commercial cultivars of Humulus lupulus L. (hop): a comparison of MS and NMR methods in metabolomics. Metabolomics, 8(3), 492-507. https://doi.org/10.1007/s11306-011-0335-y EDN: https://elibrary.ru/IDBQZY
- Finkelstein, R. R. & Gampala, S. S. L. & Rock, C. (2002). Abscisic Acid Signalling in Seeds and Seedlings. The Plant Cell, 18, 15-45. https://doi.org/10.1105/tpc.010441
- Gao, H. & Zhang, Z. & Lv, X. & Cheng, N. & Peng, B. & Cao, W. (2016). Effect of 24-epibrassinolide on chilling injury of peach fruit in relation to phenolic and proline metabolisms. Postharvest Biology and Technology, 111, 390-397.
- Kopsell, D. A. & Lefsrud, M. G. & Kopsell, D. E. & Curran Celentano, J. (2005). Air temperature affects biomass and carotenoid pigment accumulation in kale and spinach grown in a controlled environment. Hortscience, 40(7), 2026-2030. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.40.7.2026 EDN: https://elibrary.ru/MFRVSL
- Bocquet, L. & Sahpaz, S. & Hilbert, J. L. & Rambaud, C. (2018). Humulus lupulus L., a very popular beer ingredient and medicinal plant: overview of its phytochemistry, its bioactivity, and its biotechnology. Phytochem Rev, (17), 1047-1090. https://doi.org/10.1007/s11101-018-9584-y EDN: https://elibrary.ru/KKXZIB
- Lyu, J. I. & Ryu, J. & Seo, K. S. & Kang, K. Y. & Park, S. H. & Ha, T. H. & Ahn, J. W. & Kang, S. Y. (2022). Comparative Study on Phenolic Compounds and Antioxidant Activities of Hop (Humulus lupulus L.) Strobile Extracts. Plants, (11), 135. https://doi.org/10.3390/plants11010135 EDN: https://elibrary.ru/CWQHXA
- Maša, K. & Eva, Š. & Iztok, J. K. & Željko, K. & Urban, B. (2019). Hop Compounds: Extraction Techniques, Chemical Analyses, Antioxidative, Antimicrobial, and Anticarcinogenic Effects. Nutrients, (11), 257. https://doi.org/10.3390/nu11020257
- Muzykiewicz, A. & Nowak, A. & Zielonka-Brzezicka, J. & Florkowska, K. & Duchnik, W. & Klimowicz, A. (2019). Comparison of antioxidant activity of extracts of hop leaves harvested in different years. Herba Pol, 65, 1-9. https://doi.org/10.2478/hepo-2019-0013
- Mozafar, A. (2008). Nitrogen fertilizers and the amount of vitamins in plants. Plant Nutrition, 16(12), 2479-2506. https://doi.org/10.1080/01904169309364698
- Nionelli, L. & Pontonio, E. & Gobbetti, M. & Rizzello, C. G. (2018). Use of hop extract as antifungal ingredient for bread making and selection of autochthonous resistant starters for sourdough fermentation. Int. J. Food Microbiol, 266, 173-172. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2017.12.002
- Okafor, V. N. & Anyalebechi, R. I. & Okafor, U. W. & Okonkwo, C. P. & Obiefuna, J. N. et al. (2020). Phytochemical Constituents of Extracts of Hops and Some Potential Nigerian Hop Substitutes: A Comparative Study in Beer Brewing. Int J Biol Chem Res, 11(1), 1-7. https://www.researchgate.net/publication/350005833
- Al Hussein, D. & Almugrabi, E. & Mostyakova, A. & Timofeeva, A. (2023). Phytochemical composition of Humulus Lupulus L. in ontogeny under different treatments. E3S Web of Conferences, 381, 01022. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202338101022 EDN: https://elibrary.ru/KDHRXU
- Quifer-Rada, P. & Vallverdú-Queralt, A. & Martínez-Huélamo, M. & Chiva-Blanch, G. & Jáuregui, O. & Estruch, R. & Lamuela-Raventós, R. (2015). A comprehensive characterisation of beer polyphenols by high resolution mass spectrometry (LC-ESI-LTQ-Orbitrap-MS). Food Chem, 169, 336-343. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.154
- Rodolfi, M. & Barbanti, L. & Giordano, C. & Rinaldi, M. & Fabbri, A. & Pretti, L. & Casolari, R. & Beghé, D. & Petruccelli, R. & Ganino, T. (2021). The Effect of Different Organic Foliar Fertilization on Physiological and Chemical Characters in Hop (Humulus lupulus L., cv Cascade) Leaves and Cones. Appl. Sci., (11), 6778. https://doi.org/10.3390/app11156778 EDN: https://elibrary.ru/NIVHWI
- Stanius, Ž. & Dūdenas, M. & Kaškonienė, V. & Stankevičius, M. M. & Skrzydlewska, E. & Drevinskas, T. & Ragažinskienė, O. & Obelevičius, K. & Maruška, A. (2022). Analysis of the Leaves and Cones of Lithuanian Hops (Humulus lupulus L.) Varieties by Chromatographic and Spectrophotometric Methods. Molecules, 27, 2705. https://doi.org/10.3390/molecules27092705 EDN: https://elibrary.ru/CMGBSD
- Schmidt, S. & Zietz, M. & Schreiner, M. & Rohn, S. & Kroh, L. & Krumbein, A. (2010). Genotypic and climatic influences on the concentration and composition of flavonoids in Kale (Brassica oleracea var. sabellica). Food Chemistry, 119, 1293-1299. https://doi.org/10.1021/jf9033909 EDN: https://elibrary.ru/NAZVGT
- Wei, S. & Sun, T. & Du, J. & Zhang, B. & Xiang, D. & Li, W. (2018). Xanthohumol, a prenylated flavonoid from Hops, exerts anticancer effects against gastric cancer in vitro. Oncol. Rep., 40, 3213-3222. https://doi.org/10.3892/or.2018.6723
- Shui, Y. C. & Feng, X. & Yan, W. (2009). Advances in the study of flavonoids in Gingko biloba leaves. Medicinal Plant Research, 3, 1248-1252. http://www.academicjournals.org/JMPR
- Scheible, W. & Morcuende, R. & Czechowski, T. & Fritz, C. & Osuna, D. & Palacios-Rojas, N. & Schindelasch, D. & Thimm, O. & Udvardi, M. K. & Stitt, M. (2004). Genome-Wide Reprogramming of Primary and Secondary Metabolism, Protein Synthesis, Cellular growth processes, and the regulatory infrastructure of Arabidopsis in response to nitrogen. Plant Physiology, 136, 2483-2499. https://doi.org/10.1104/pp.104.047019
- Taylor, A. W. & Barofsky, E. & Kennedy, J. A. & Deinzer, M. L. (2003). Hop (Humulus lupulus L.) proanthocyanidins characterized by mass spectrometry, acid catalysis, and gel permeation chromatography. J. Agric Food Chem, 51, 4101-4110. https://doi.org/10.1021/jf0340409
- Tanaka, Y. & Yanagida, A. & Komeya, S. et al. (2014). Comprehensive separation and structural analyses of polyphenols and related compounds from bracts of hops (Humulus lupulus L.). J Agric Food Chem, 62(10), 2198-2206. https://doi.org/10.1021/jf405544n EDN: https://elibrary.ru/SSVWBJ
- Treutter, D. (2010). Managing Phenol Contents in Crop Plants by Phytochemical Farming and Breeding-Visions and Constraints. International Journal of Molecular Sciences, (11), 807-857. https://doi.org/10.3390/ijms11030807 EDN: https://elibrary.ru/MZMCTJ
- Abrama, V. & Cehb, B. & Vidmara, M. & Hercezia, M. & Lazića, N. & Bucika, V. & Možinaa, S. S. & Koširb, I. J. & Lea Demšara, M. K. & Ulriha, N. P. (2015). A comparison of antioxidant and antimicrobial activity between hop leaves and hop cones. Industrial Crops and Products, 64, 124-134.
- Wang, M. & Zheng, Q. & Shen, Q. & Guo, S. (2013). The critical role of potassium in plant stress response. International Journal of Molecular Sciences, 14(4), 7370-7390. https://doi.org/10.3390/ijms14047370
- Zanoli, P. & Zavatti, M. (2008). Pharmacognostic and pharmacological profile of Humulus lupulus L. J. Ethnopharmacol., 116, 383-396. https://doi.org/10.1016/j.jep.2008.01.011 EDN: https://elibrary.ru/PRUNSW
Дополнительные файлы
