АГРОНОМИЯ

Ф. Дукси, аспирант

В.В. Вандышев, кандидат фармацевтических наук

Р. Мусса, кандидат фармацевтических наук

Р. Мохамад, аспирант

Е.Н. Пакина, кандидат биологических наук

Российский университет дружбы народов

РФ, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6

E-mail: f.duksi@gmail.com

УДК 633.875

DOI: 10.30850/vrsn/2021/5/26-28

ИЗУЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА НАБУХАНИЯ СЕМЯН ЦЕРАТОНИИ СТРУЧКОВОЙ

Цель работы - изучение водопоглотительных свойств тканей семян бобов дикорастущей популяции цератонии стручковой,

произрастающей в Сирии и культивируемой на о. Крит (Греция), впитывать воду в измельченном состоянии при комнат-

ной температуре. Эндосперм семян цератонии стручковой, накапливающий полисахариды из группы галактоманнанов -

продукт для производства камеди рожкового дерева (пищевая добавка Е410). Его используют в пищевой промышленности

в качестве загустителя, стабилизатора, при изготовлении молочных продуктов, мороженого, плавленых сыров, сладостей и

супов, в фармацевтической - пленочных эмульсий, красок, лаков, керамики и клея. В доступной литературе данные о коэф-

фициенте набухания (КН) семян цератонии стручковой отсутствуют. Задача исследователей - установить величину КН и из-

учить динамику набухания (ДН) измельченных нативных семян и частей (эндосперм, зародыши), выделенных из семян после их мо-

дификации. Определяли КН по методике анализа видов лекарственного растительного сырья, содержащих слизи (mucilago). Уста-

новлено, что измельченные семена и их части, независимо от места произрастания цератонии, достаточно быстро впитывают

воду. КН измельченных нативных семян составил 6,3-7,0. При этом у семян цератонии из Сирии набухание происходило интенсив-

нее, чем с о. Крит. Уровень КН измельченных частей, изолированных из модифицированных семян разного происхождения, оказался

одинаковым: эндосперм - 5,0, зародыши - 3,5. Величина КН измельченных семян, по сравнению с КН их отдельных частей, оказа-

лась больше. Процесс набухания эндосперма, содержащего галактоманнановый полисахарид, проходил энергичнее, чем у зародышей.

Ключевые слова: Ceratonia siliqua L., рожковое дерево, кэроб, семена, зародыш, эндосперм, коэффициент набухания.

F. Duksi, PhD student

V.V. Vandyshev, PhD in Pharmaceutical sciences

R. Mussa, PhD in Pharmaceutical sciences

R. Mokhamad, PhD student

E.N. Pakina, PhD in Biological sciences

Peoples’ Friendship University of Russia

RF, 117198, g. Moskva, ul. Mikluho-Maklaya, 6

E-mail: f.duksi@gmail.com

STUDYING OF THE CERATONIA SILIQUE SEEDS SWELLING COEFFICIENT

The purpose of this work is to study the water-absorbing properties of the bean seed tissues of the wild Ceratonia siliqua population

growing in Syria and cultivated on the Crete island (Greece) absorb water in a crushed state at room temperature. Сeratonia siliqua seeds

endosperm accumulating polysaccharides from the group of galactomannans which is a material for the production of locust bean gum

(food additive E410). It is used in the food industry as a thickener, stabilizer, in the manufacture of dairy products, ice cream, processed

cheeses, sweets and soups, in the pharmaceutical industry for film emulsions, paints, varnishes, ceramics and glue production. In the

available literature there are no data on the swelling ration (SR) of the seeds of Ceratonia siliqua. The researcher’s task is to establish

the value of SR and study the swelling dynamics (SD) of crushed native seeds and parts (endosperm, embryos) isolated from seeds after

their modification. SR was determined by the method of medicinal plant types analises containing mucus (mucilago). It was found that

water absorption by crushed seeds and their parts, regardless of the Ceratonia growth place develops quite sharply and quickly. SR of

crushed native seeds was 6.3-7.0. At the same time, the swelling of the Ceratonia seeds from Syria was more intense than that from Crete

island. The SR level of the crushed parts isolated from modified seeds of different origins was the same: endosperm - 5.0, embryos - 3.5.

The SR value of the crushed seeds in comparison with the SR of their individual parts turned out to be higher. The process of the endosperm

swelling containing galactomannan polysaccharide was more vigorous than in the embryos.

Key words: Ceratonia siliqua L., carob, carob, seeds, embryo, endosperm, swelling ratio.

Все большее значение приобретают продукты

мейство Бобовые). [1, 2, 6] В настоящее время рас-

питания с пищевыми биологически активными до-

ширяется культивирование ее сортов, как плодового

бавками (БАД) растительного происхождения. [7]

растения многоцелевого использования. [4] В пло-

В 40-е годы прошлого столетия среди новых и пер-

дах накапливаются полисахариды, антоксиданты и

спективных источников обволакивающих лекар-

другие БАС. [5, 9] Есть данные, что бобы цератонии

ственных средств растительного происхождения

используют в народной, а также традиционной ев-

в России была признана цератония стручковая

ропейской и зарубежной медицине. [12] Наиболее

(Ceratonia siliqua L.; 2n = 24) - нелистопадное дву-

важный полисахаридный комплекс локализован в

домное дерево (подсемейство Цезальпиневые, се-

эндосперме, где содержится галактоманнановая ка-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 5-2021

АГРОНОМИЯ

медь, включающая 16…20 % D-галактозы и 80…84 %

Таблица 1.

D-маннозы. [6, 11, 13] Камедь рожкового дерева, как

Образцы разных мест произрастания,

вспомогательное вещество, включена в Государствен-

использованные для определения коэффициентов набухания

семян цератонии стручковой и их частей

ную фармакопею Российской Федерации (ХIV изд.).

Она представляет собой измельченный эндосперм се-

Образец

Проба

Влажность, %

Диаметр отверстий сита, мм

мян цератонии стручковой. Порошок белого или почти

Семена

белого цвета, содержащий 70…80 % водорастворимо-

г. Алеппо

6,30

го галактоманногликона. [10] Цератония стручковая

разрешена в РФ для приготовления гомеопатических

о. Крит

6,35

средств. [4] Цель работы - изучение свойств тканей се-

Зародыши

мян бобов дикорастущей популяции цератонии струч-

г. Алеппо

6,00

ковой, произрастающей в Сирии и культивируемой

о. Крит

5,80

на о. Крит (Греция), впитывать воду в измельченном

Эндосперм

состоянии при комнатной температуре. Задача ис-

г. Алеппо

8,40

следования - определить динамику набухания (ДН)

и коэффициент набухания (КН) измельченных натив-

о. Крит

8,60

ных семян и частей (эндосперм, зародыши) модифи-

цированных семян.

тодом квартования отбирали пробы массой около

1,0 г для опытов (табл. 1).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Пробы помещали в градуированный цилиндр

с притертой пробкой вместимостью 25 мл, высотой

Нативные семена для исследования выделены из

125 ± 5 мм и ценой деления 0,5 мл. После постуки-

зрелых бобов цератонии стручковой, произрастаю-

вания по цилиндру измеряли объем, занимаемый

щей в г. Алеппо (Сирия), урожай 2018 года и на о. Крит

сырьем, добавляли по 1,0 мл спирта и 25 мл дис-

(Греция), приобретенные в торговой сети г. Москвы

тиллированной воды, встряхивали каждые 10 мин.

в потребительской упаковке, дата изготовления:

в течение часа и оставляли при комнатной темпера-

29.10.2018. Массу семян и их частей взвешивали на

туре (около 25⁰С). Фиксировали среднюю величину

весах AcculabVIC-120d3 scale с точностью до 0,1 г. За-

объема набухаюшего материала через определенные

родыши и эндосперм выделяли по методике [8] из мо-

промежутки времени настаивания в воде в четырех по-

дифицированных семян (после скарифицирования

вторностях для каждой пробы (табл. 2). Коэффициент

нативных семян концентрированной серной кисло-

набухания рассчитывали после замера объема набух-

той) и высушивали при комнатной температуре. Для

шей пробы через четыре часа. Результаты определе-

изучения дисперсного состава образцов использовали

ния КН представлены в виде диаграммы (3-я стр. об-

почвенные сита по ГОСТ Р 51568-99.

ложки), где КН - частное от деления установленного

Влажность семян устанавливали по Государствен-

объема набухшей через четыре часа пробы на вели-

ной фармакопеи Российской Федерации 14 изд.:

чину объема навески пробы сырья в начале опыта.

ОФС.1.5.3.0007.15 «Определение влажности лекар-

ственного растительного сырья». Коэффициент набу-

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

хания (КН) находили по методике, используемой для

характеристики степени набухания видов лекарствен-

В условиях опыта способность впитывать воду

ного растительного сырья, содержащих слизи. [12]

наиболее хорошо выражено у измельченных семян

Измельчали образцы нативных семян после дро-

цератонии (пробы 1, 2). При этом набухаемость семян

бления их молотком, а образцы эндосперма и за-

из г. Алеппо (проба 1), немного превышает таковую

родышей - в ступке. Далее, их пропускали сквозь

с о. Крит. Процесс набухания у отдельных частей се-

сита, объединяли, тщательно перемешивали и ме-

мян независимо от их происхождения одинаково как

Таблица 2.

Результаты изучения коэффициента набухания измельченных семян и их частей из плодов цератонии стручковой

Объем проб измельченных семян и их частей, мл

Время набухания, ч

Проба

1,20

1,40

0,16

3,67±0,10

2,55±0,06

4,53±0,05

4,55±0,6

7,05±0,06

7,00±0,08

0,5

4,48±0,10

3,48±0,05

4,53±0,05

4,55±0,6

7,05±0,06

7,00±0,08

4,90±0,08

4,25±0,06

4,53±0,05

4,55±0,6

7,05±0,06

7,00±0,08

1,5

5,20±0,08

4,65±0,06

4,83±0,10

4,93±0,5

7,05±0,06

7,00±0,08

5,58±0,05

5,55±0,06

4,83±0,10

4,93±0,5

7,05±0,06

7,00±0,08

2,5

6,20±0,08

6,08±0,10

4,83±0,10

4,93±0,5

7,05±0,06

7,00±0,08

7,15±0,10

6,93±0,10

4,83±0,10

4,93±0,5

7,05±0,06

7,00±0,08

3,5

8,53±0,10

7,55±0,13

4,83±0,10

4,93±0,5

7,05±0,06

7,00±0,08

8,58±0,10

7,60±0,08

4,83±0,10

4,93±0,5

7,05±0,06

7,00±0,08

Коэффициент набухания

7,015±0,08

6,33±0,07

3,45±0,07

3,52±0,04

5,04±0,04

5,00±0,06

АГРОНОМИЯ

у зародышей (пробы 3, 4), так и эндосперма (пробы 5,

11. Morton, J.F. Carob. In Fruits of Warm Climates / J.F. Mor-

6). Учитывая, что последние были изолированы из об-

ton, F.L. Miami // C.F. Dowling, ed., 1987. - S. 56-96.

разцов семян, идентичных измельченным (пробы 1,

12. Pharmacopée française juillet. Les prescriptions générales

2) можно предположить, что большая величина КН

et les monographies générales de la Pharmacopée eu-

измельченных семян, по сравнению с зародышем и

ropéenne ainsi que le préambule de la Pharmacopée

эндоспермом, составляющим в семенах около 80 % их

française s’appliquent. - 2016.

массы, обусловлена набуханием слизи в тесте (семен-

13. Salinas, M. Influence of Different Carob Fruit Flours

ная кожура). На диаграмме видно, что процесс впи-

[Ceratonia siliqua L.] on Wheat Dough Performance and

тывания воды у измельченного зародыша (пробы 3, 4)

Bread Quality / M. Salinas, B. Carbas, C. Brites, M. Pup-

проходит слабее, чем у эндосперма (пробы 5, 6).

po // Food and Bioprocess Technology. - 2015. - № 8. -

Динамика набухания проб измельченных се-

S. 1561-1570.

мян (А) и их частей (Б): зародыши (пробы 3, 4), эн-

14. Sandolo, C. Caracterization of polysaccharide hydrogels for

досперм (пробы 5, 6).

modified drug delivery / C. Sandolo, T. Coviello, P. Matri-

Полнота впитывания воды семенами и их частями

cardi, F. Alhaique // Eur. Biophys. - 2002. - № 36 (7). -

наступает достаточно быстро. Измельченные семена

S. 693-700.

первые десять минут интенсивно поглощают воду,

а затем процесс набухания становится медленным,

LIST OF SOURCES

но в течение 1,5 ч достигается максимальное значе-

1. Voroshilov, V.N. Poiski novogo lekarstvennogo rastitel'no-

ние КН. Поглотительная способность эндосперма

go syr'ya. - M.: Sel'hozgiz., 1941. - Vyp. 6. - S. 176.

превышает таковую у зародышей. Высокие значения

2. Zhizn' rastenij (pod red. akad. AN SSSR Tahtadzhana). -

КН измельченных семян, по сравнению с их отдель-

M.: Prosveshchenie. - 1981. - T. 5 (2). - S. 189-198.

ными частями, могут быть обусловлены наличием

3. Soderzhanie Farmakopei Evrazijskogo ekonomicheskogo

семенной кожуры.

soyuza (utverzhdennoj resheniem Kollegii Evrazijskoj eko-

Выводы. Семена цератонии, произрастающей

nomicheskoj komissii ot 11.08.2020. - № 100. - s. 270).

в Сирии, по способности поглощать воду, не усту-

4. TR TS 021/2011 O bezopasnosti pishchevoj produkcii /

пают семенам с о. Крит. Коэффициент набухания

tekhnicheskij reglament tamozhennogo soyuza 9 dekabrya

эндосперма выше, чем у зародышей, так как в нем

2011 g. - № 880.

присутствует галактоманнановая камедь.

5. Ayaz, F.A. Determination of chemical composition of Ana-

tolian carob pod (Ceratonia siliqua L.) Sugars, amino and or-

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

ganic acids, minerals and phenolic compounds / F.A. Ayaz,

1. Ворошилов, В.Н. Поиски нового лекарственного рас-

H. Torun, S. Ayaz et al. // J. Food Qual. - 2007. - № 30 (6). -

тительного сырья. - М.: Сельхозгиз., 1941. - Вып. 6. -

S. 1040-1055.

С. 176.

6. Battle, I. Carob Tree. Ceratonia siliqua L. Promoting the

2. Жизнь растений (под ред. акад. АН СССР Тахтаджана). -

conservation and use of underutilized and neglected crops /

М.:Просвещение. - 1981. - Т. 5 (2). - С. 189-198.

I. Battle, J. Tous. - Rome, Italy: Institute of Plant Genet-

3. Содержание Фармакопеи Евразийского экономи-

ics and Crop Plant Research, Gatersleben / International

ческого союза (утвержденной решением Коллегии

Plant Genetic Resources Institute, 1997. - № 92. - S. 17.

Евразийской экономической комиссии от 11.08.2020

7. Custo´dio, L. Microspore genesis and another culture in

№ 100. - С. 270).

carob tree [Ceratonia siliqua L.] / L. Custo´dio, M.F. Car-

4. ТР ТС 021/2011 О безопасности пищевой продукции /

neiro, A. Romano // Scientia Horticulture. - 2005. -

технический регламент таможенного союза 9 декабря

№ 104. - S. 65-77.

2011 г. - № 880.

8. Dakia, P.A. Isolation and chemical evaluation of carob

5. Ayaz, F.A. Determination of chemical composition of Ana-

[Ceratonia siliqua L.] seed germ / P.A. Dakia, B. Wathe-

tolian carob pod (Ceratonia siliqua L.) Sugars, amino and or-

let, M. Paquot // Food Chem. - 2007. - T. 102. - № 4. -

ganic acids, minerals and phenolic compounds / F.A. Ayaz ,

S. 1368-1374.

H. Torun, S. Ayaz et al. // J. Food Qual. - 2007. - № 30 (6). -

9. El Batal, H. Sugar composition and yield of syrup produc-

S. 1040-1055.

tion from the pulp of Moroccan carob pods (Ceratonia sili-

6. Battle, I. Carob Tree. Ceratonia siliqua L. Promoting the

qua L.) / H.El. Batal, A. Hasib, A. Ouatmane et al. // Arab.

conservation and use of underutilized and neglected crops /

J. Chem., in press DOI:10.1016/j.arabjc.2011.10.012.

I. Battle, J. Tous. - Rome, Italy: Institute of Plant Genet-

10. European pharmacopoeia - № 7. - S. 396.

ics and Crop Plant Research, Gatersleben / International

11. Morton, J.F. Carob. In Fruits of Warm Climates / J.F. Mor-

Plant Genetic Resources Institute, 1997. - № 92. - S. 17.

ton, F.L. Miami // C.F. Dowling, ed., 1987. - S. 56-96.

7. Custo´dio, L. Microspore genesis and another culture in

12. Pharmacopée franéaise juillet. Les prescriptions générales et

carob tree [Ceratonia siliqua L.] / L. Custo´dio, M.F. Car-

les monographies générales de la Pharmacopée européenne

neiro, A. Romano // Scientia Horticulture. - 2005. -

ainsi que le préambule de la Pharmacopée franéaise s’ap-

№ 104. - S. 65-77.

pliquent. - 2016.

8. Dakia, P.A. Isolation and chemical evaluation of carob

13. Salinas, M. Influence of Different Carob Fruit Flours

[Ceratonia siliqua L.] seed germ / P.A. Dakia, B. Wathe-

[Ceratonia siliqua L.] on Wheat Dough Performance and

let, M. Paquot // Food Chem. - 2007. - T. 102. - № 4. -

Bread Quality / M. Salinas, B. Carbas, C. Brites, M. Pup-

S. 1368-1374.

po // Food and Bioprocess Technology. - 2015. - № 8. -

9. El Batal, H. Sugar composition and yield of syrup produc-

S. 1561-1570.

tion from the pulp of Moroccan carob pods (Ceratonia sili-

14. Sandolo, C. Caracterization of polysaccharide hydrogels for

qua L.) / H.El. Batal, A. Hasib, A. Ouatmane et al. // Arab.

modified drug delivery / C. Sandolo, T. Coviello, P. Matri-

J. Chem., in press DOI:10.1016/j.arabjc.2011.10.012.

cardi, F. Alhaique // Eur. Biophys. - 2002. - № 36 (7). -

10. European pharmacopoeia - № 7. - S. 396.

S. 693-700.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 5-2021