VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Характеристика видов шиповника произрастающих в России и РСО-Алания.
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Шиповник является поливитаминным растением. Плоды его, помимо аскорбиновой кислоты, содержат каротины, витамины К1, В2 и Р. В зрелых плодах много сахара (до 18%), пектиновых веществ (до 4%), органических кислот (лимонная и яблочная свыше 2 %). В семенах содержится жирное масло, богатое каротиноидами и витамином Е, аскорбиновой кислотой богаты и листья (1—1,5 %).
На территории Северной Осетии произрастает 29 видов шиповника. Чаще всего шиповники встречаются по долинам горных рек, по склонам Лесистого, Скалистого и Бокового хребтов, на каменистых осыпях, по опушкам горных лесов, на открытых полянах и в степях, от степного до субальпийского поясов.
Объектом наших исследований был представитель секции Caninae шиповник щитконосный (Rosa corymbifera).
В задачи исследования входило:
выявление зарослей шиповника щитконосного в различных районах Северной Осетии;
проведение биохимического анализа плодов на содержание витамина С.
1. Обзор литературы
1.1. Характеристика видов шиповника произрастающих в России и
РСО-Алании.
Изученный нами шиповник щитконосный относится к секции шиповника собачьего. На территории России встречается в средней полосе и южных районах европейской части страны, в Крыму, на Кавказе и в некоторых районах Средней Азии и Казахстана. Растут представители секции Caninae в разреженных лесах, на опушках, вырубках, безлесных кустарниковых и травянистых склонах, по берегам ручьев и рек, обочинам дорог и на пустырях. Вместе с различными ивами образует густые заросли у ключей и ручьев.
В роде Rosa в РСО-А насчитывается по данным А.Л. Комжа и К.П. Попова (2000) 29 видов. В Северной Осетии систематикой рода занималась также Р.А. Демурова (1964). Велико и количество (пока не изучено) форм и сортов как диких, так и садовых. Розы отличаются большой изменчивостью и полиморфизмом, образуя естественные межвидовые гибриды, которые среди шиповников настолько обычны, что иногда превосходят по количеству типичные формы вида.
Виды рода Rosa, произрастающие в Северной Осетии:
1. Шиповник Буасье – Rosabossieri. Кустарник, встречается в среднегорном, верхнегорном лесных поясах, а также в субальпийском поясе. Вид малочисленный.
2. Шиповник Бротеруса – Rosabrotherorum. Кустарник, встречается в альпийском поясе. Вид редкий обычно приурочен к скально-осыпной эколого-фитоценотической группе растительности. Региональным эндем.
3. ШиповникБуша – Rosa buschiana chrshan. Кустарник, встречается в верхнегорном лесном, а также субальпийском поясах. Вид малочисленный, региональный эндем.
4. Шиповник собачий – RosecaninaL. Кустарник, встречается в степном, лесолугово-степном, нижнегорном лесном, среднегорном лесном, а также верхнегорном лесном поясах. Вид массовый.
5. Шиповник щитконосный - RosacorymbiferaBorkh-P. Кустарник, встречается в степном, нижнегорном лесном, а также верхнегорном лесном поясах. Вид массовый, обычно приурочен к лесной, луговой, опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
6. Шиповник остроконечный - RosacuspidateBieb. Кустарник, встречается в степном, лесолугово-степном поясах. Вид редкий.
7. Шиповниктерновый - Rosa dimalis Bechst [= R. Afzeliana Fries]. Кустарник, встречается в среднегорном лесном поясах, редок.
8. Шиповник яркоцветный – RosafloribundaStev. Кустарник, встречается в среднегорном лесном и верхнегорном лесном поясах. Вид редкий, обычно приурочен к опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
9. Шиповник французский – Rosagallica. Кустарник, встречается в лесолугово-степном, нижнегорном лесном, среднегорном поясах. Вид редкий, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной и опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
10. Шиповник Галушко – RosagalushkoiDemurova. Кустарник, встречается в синантропном поясе. Вид редкий, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной и опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности. Региональный эндем.
11. Шиповник грузинский – RosaibericaStev. Кустарник, встречается в лесолугово-степном, нижнегорном лесном, среднегорном лесном, верхнегорном лесном поясах. Вид малочисленный, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной и опушечно- кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
12. Шиповник Ирины – Rosa irinaeDemurova. Кустарник, встречается в верхнегорном лесном и субальпийском поясах. Вид редкий обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной и опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности. Региональный эндем.
13. Шиповник Юндзилла – RosajundzilliiBess. Кустарник, встречается в альпийском поясе. Вид редкий, обычно приурочен к степной эколого-фитоценотической группе растительности.
14. Шиповник Клука – RosaklukliiBess. Кустарник, встречается в среднегорном лесном поясе. Вид малочисленный, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной, опушечно-кустарниковой или степной эколого-фитоценотической группе растительности.
15. ШиповникМаршалла – Rosa marschalliana Sosn. Кустарник, встречается в лесолугово-степном, среднегорном лесном поясах. Вид редкий, обычно приурочен к опушечно-кустарниковой, луговой эколого-фитоценотической группе растительности.
16. Шиповник мелкоцветковый – Rosamicranta Smith. Кустарник, встречается в нижнегорном лесном, среднегорном лесном поясах. Вид редкий, обычно приурочен к опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
17. Шиповник мягкий – RosamollisSmith. Кустарник, встречается в среднегорном лесном, верхнегорном лесном, субальпийском поясах. Вид малочисленный, обычно приурочен к опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
18. Шиповник многошипый – RosamyriacanthaDC. Кустарник, встречается в среднегорном лесном поясе. Вид малочисленный, обычно приурочен к степной эколого-фитоценотической группе растительности.
19. Шиповник острозубчатый – RosaoxyodonBoiss. Кустарник, встречается в среднегорном лесном, верхнегорном лесном, субальпийском поясах. Вид малочисленный, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной или опушечно-кустарниковой, луговой, лесной или водно-болотно-прибрежной эколого-фитоценотической группе растительности.
20. Шиповник Проханова – RosaprokhanoviiGalushko. Кустарник, встречается в среднегорном лесном поясе. Вид редкий, обычно приурочен к опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
21. Шиповник припудренный – RosapulverulentaBieb. Кустарник, встречается среднегорном лесном, верхнегорном лесном, субальпийском поясах. Вид массовый, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной, опушечно-кустарниковой, луговой эколого-фитоценотической группе растительности.
22. Шиповник колючейший, или бедренцелистный – RosaspinosissimaL. Кустарник, встречается в степном, лесолугово-степном, нижнегорном лесном, среднегорном лесном, верхнегорном лесном поясах. Вид массовый, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной или опушечно-кустарниковой или степной эколого-фитоценотической группе растительности. В отличие от красноплодных видов (которых большинство) он является красителем, при сборе пачкает руки, что для шиповников не характерно, и имеет отличный от них вкус и сплюснутые плоды.
23. Шиповник сванетский – Rosasvanetika Crep. Кустарник, встречается в среднегорном лесном, верхнегорном лесном, субальпийском поясах. Вид малочисленный, обычно приурочен к опушечно-кустарниковой и луговой эколого-фитоценотической группе растительности.
24. Шиповник тебердинский – RosateberdensisChrshan. Кустарник, встречается в среднегорном лесном поясе. Вид редкий, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной, опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
25. Шиповник войлочный – RosatomentosaSmith. Кустарник, встречается в среднегорном лесном, субальпийском поясах. Вид редкий, обычно приурочен к опушечно-кустарниковой группе растительности.
26. Шиповник Валентины – RosavalentinaeGalushko. Кустарник, встречается в среднегорном лесном поясе. Вид малочисленный, обычно приурочен к степной эколого-фитоценотической группе растительности.
27 .Шиповник мохнатый – Rosavillosa L. Кустарник, встречается в среднегорном лесном и верхнегорном лесном поясах. Вид малочисленный, обычно приурочен к опушечно-кустарниковой эколого-фитоценотической группе растительности.
28. Шиповник зарамагский – RosazaramagensisDemurova. Кустарник, встречается в среднегорном лесном поясе. Вид редкий, обычно приурочен к скально-осыпной, синантропной, псаммофитной или опушечно-кустарниковой группе растительности. Региональный эндем.
В Северной Осетии видовая насыщенность шиповников настолько велика, что лишь в Унальской котловине по данным Р.А. Демуровой (1964), отмечено 12, а в Зарамагской – 17 видов. Среди них есть эндемики: шиповники Проханова, сванетский, зарамагский, Галушко.
1.2. Действующие начала шиповника
Аскорбиновая кислота
Одним из наиболее изученных в плодах витаминов является (аскорбиновая кислота) витамин С. Она участвует в регулировании окислительно-восстановительных процессов, влияет на холестериновый обмен; дает эффективные результаты при лечении цинги и других заболеваний, повышает сопротивляемость организма простудным заболеваниям. Особенно существенно ее совместное действие с биофлавоноидами (витамин Р).
В мякоти свежих плодов разных видов шиповника содержится в среднем от 0,6 до 2,9 % аскорбиновой кислоты и от 0,28 до 2,7 % биофлавоноидов.
Каротиноиды
Основным источником витамина А, необходимого для роста и размножения клеток, предохраняющего наши покровные ткани и слизистые оболочки от ороговения и других нарушений, связанных с процессами преждевременного увядания и старения организма, являются зеленые растения - салат, зеленый лук, морковь, томаты, тыква, перец, плоды и ягоды. Плоды содержат еще целый ряд желто-оранжево-красных пигментов (каротиноидов) обладающих А - витаминной активностью.
Полифенольные соединения
Изучение веществ, обладающих Р-витаминной активностью, в последнее время приобретает все большее значение. Это объясняется физиологическим действием биофлавоноидов: они укрепляют стенки кровеносных сосудов животного организма и регулируют их проницаемость, способствуют накоплению и лучшему использованию аскорбиновой кислоты и, благодаря этому, находят все более широкое применение в медицинской практике при лечении заболеваний, связанных с нарушением функции сосудистой системы.
Основой красной, фиолетовой, синей, бордовой, розовой, окраски большинства плодов являются антоцианы.
Органические кислоты
Преобладающими в плодах органическими кислотами являются яблочная, лимонная, щавелевая. Общая кислотность плодов шиповника составляет 1,11 – 4,83 %. Для большинства видов характерна кислотность плодов 2,0 – 2,5 %.
Пектиновые вещества
Пектиновые вещества являются источником углеводов и выводят из организма тяжелые металлы и радионуклиды.
2. Материалы исследований.
Выявление плодоносящих зарослей шиповника щитконосного проводили маршрутным методом. Популяции шиповника были нами обнаружены в окрестностях ст. Архонская, Карджин, Михайловское. Плоды собирали осенью в пяти повторностях.
Сушили сырьё при температуре 70-90°С в сушильном шкафу, до проведения биохимических анализов хранили в хорошо укупоренной таре.
Количественное определение аскорбиновой кислоты
Для количественного определения аскорбиновой кислоты нами была использована методика, включённая в Государственную Фармакопею. С этой целью была очищена мякоть от орешков, взвешенная по 20 г (все 15 очерёдностей плодов шиповника). После этой процедуры высохшая мякоть подверглась тщательному измельчению.
-настаивание 20г измельчённой мякоти шиповника с 300 мл охлаждённой дистиллированной воды в течение 10мин (15 раз);
-второй этап заключался в фильтровании извлечений;
-затем брали 1 мл отфильтрованного раствора в отдельную коническую колбу, добавляли 13 мл дистиллированной воды и в конце 1 мл 2%-ой хлористоводородной кислоты;
-титруемый раствор перемешивали с использованием магнитной мешалки ПЭ-6110.
Титрантом служил 2,6-дихлорфенолиндофенолят натрия.
Соответственно, титрование проводили также 15 раз (т. к. у нас 15 вариантов плодов шиповника). После определения количества титранта, пошедшего на титрование, мы с помощью соответствующей формулы вывели конечные результаты данного анализа, подставляя количество титранта, массу навески (20г) и воды для настаивания (300 мл).
Биохимические исследования
Одним из основных достоинств плодов шиповника является содержание в них аскорбиновой кислоты. Однако плоды шиповника одних видов особенно богаты аскорбиновой кислотой, в то время как плоды других видов гораздо беднее ею, причем содержание витамина С в плодах шиповника варьирует не только в пределах рода, но даже в пределах вида. Исследуемый нами шиповник щитконосный относится к секции Caninae, виды которой бедны аскорбиновой кислотой, их не используют как ее источники. Однако мы решили исследовать влияние условий произрастания данного вида и на содержание аскорбиновой кислоты наряду с другими биологически активными веществами, содержащимися в данном виде шиповника.
Максимальное количество аскорбиновой кислоты в мякоти плодов шиповника – 1,48 % – наблюдалось в районе Карджина, минимальное – 0,79 % в районе Михайловского (таблица).
Довольно значительное варьирование содержания аскорбиновой кислоты в плодах подтверждает литературные данные об изменчивости этого признака даже в пределах одного вида и одной популяции.
Таблица
Химический состав плодов шиповника щитконосного
в различных условиях произрастания Северной Осетии
|
Показатели |
Михайловское |
Архонка |
Карджин |
|||||
|
Mm мин. – макс. |
Cv, % |
Mm мин. – макс. |
Cv, % |
Mm мин. – макс. |
Cv, % |
|||
|
Содер-жание витамина С, % |
0,48±0,07 0,19 – 0,98 |
72,9 |
0,51±0,07 0,33 – 0,69 |
31,4 |
0,79±0,16 0,41 – 1,49 |
51,9 |
||
Условные обозначения: M – средняя арифметическая, m – ошибка средней, Cv – коэффициент вариации.
ВЫВОДЫ
На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:
На территории РСО-Алания нами обнаружены крупные заросли шиповника щитконосного, относящегося к секции Caninae, в районе Карждина и меньшие в окрестностях с.Архонкая и с. Михайлоское.
Шиповник щитконосный на территории Северной Осетии содержит незначительное количество витамина С и не может быть рекомендован для сбора, как источник витаминного сырья. Его можно рекомендовать как мочегонное и желчегонное средство.
Максимальное количество аскорбиновой кислоты в мякоти плодов шиповника – 1,48 % – наблюдалось в районе Карджина, минимальное – 0,79 % в районе Михайловского.
ЛИТЕРАТУРА
Гаммерман А.Ф., Кадаев Г.Н., Яценко-Хмилевский А.А. Лекарственные растения, Москва, 1983.
Демурова Р.А. Шиповники Северной Осетии и возможности их использование в Северной Осетии. Тр. н-и. ин-та 1964. Т.23: Вып 3. С. 235-239.
Комжа А.Л., Попов К.П. Растительный мир РСР-А. Владикавказ. 2000.
Лакин Г.Ф. Биометрия. Учебное пособие для университетов и педагогических институтов. – М.: «Высшая школа», 1973. – 343 с.
Лекарственные средства растительного происхождения / Под ред. О.Н. Денисенко, В.А. Челомбитько. - Пятигорск, 2003. - 270 с.