Влияние зоогумуса на продуктивность и жирнокислотный профиль мяты перечной (Mentha piperita L.)

Развитие органического земледелия предполагает минимизацию или полный отказ от использования минеральных удобрений в пользу органических. В своде фармакопеи относительно выращивания лекарственных и ароматических культур это положение регламентировано тем, что при минимальном применении синтетических веществ, полученное лекарственное сырье (ЛРС) будет являться экологически чистым, без остаточных примесей пестицидов и тяжелых металлов. Развитие отрасли органического хозяйства предполагает появление на рынке все более новых продуктов. Одним из таких источников вторичного сырья является зоогумус черной львинки (Hermetia illucens). Целью данной работы было показать возможность использования его щелочных экстрактов при размножении мяты перечной (Mentha piperita L.) путем черенкования в условиях защищенного грунта. Растения выращивали в течение 60 дней в горшечной культуре на субстрате из нейтрализованного торфа. Жидкую добавку зоогумуса однократно вносили в грунт путем проливания субстрата концентрациями 0,2, 1,0 и 2,2 % рабочего раствора. Контролем служил вариант выращивания растений на воде. По окончании опыта проводили биометрическую и биохимическую оценки полученного зеленого урожая. Жирнокислотный профиль экстрактов из листьев анализировали методом ГХ-МС. Исследование показало, что M. piperita L. имеет низкий уровень выхода насыщенных жирных кислот и высокий процент синтеза ненасыщенных. Доминирующими компонентами среди последних оказались C18:3 (омега-ω3) и C18:2 (омега-ω6). Расчет индекса их соотношения показал возрастание значений в вариантах с использованием зоогумуса. Помимо улучшения пищевой ценности, повышение данного показателя может означать повышение текучести мембран, за счет чего у растений происходит усиление эффекта кросс-адаптации к воздействию мультистрессов. При этом, в сравнении с контрольными, растения, выращенные на субстрате с внесением зоогумуса, по соотношению величин высоты к массе побегов получаются более низкорослыми, но кустистыми. На основе сопоставления полученных значений по другим пищевым индексам был сделан вывод об оптимальной концентрации рабочего раствора использования зоогумуса на твердом субстрате, равной 1,0 %.

1. Пояркова Н. М., Чулкова В. В., Сапарклычева С. Е. Мята перечная (Mentha piperíta L.) – важнейшее эфиромасличное растение, Вестник биотехнологии. 2020;1(22):12-17.

2. Saqib S., Ullah F., Naeem M., Younas M., Ayaz A., Ali S., Zaman W. Mentha: Nutritional and Health Attributes to Treat Various Ailments Including Cardiovascular Diseases, Molecules. 2022;27(19):6728. DOI: 10.3390/molecules27196728.

3. Gholamipourfard K., Salehi M., Banchio E. Mentha piperita phytochemicals in agriculture, food industry and medicine: Features and applications, South African Journal of Botany. 2021;141:183-195. DOI: 10.1016/j.sajb.2021.05.014.

4. Salehi B., Stojanović-Radić Z., Matejić J., Sharopov F., Antolak H., Kręgiel D., Sen S., Sharifi-Rad M., Acharya K., Sharifi-Rad R., Martorell M., Sureda A., Martins N., Sharifi-Rad J. Plants of genus Mentha: From farm to food factory, Plants. 2018;7(3):70. DOI: 10.3390/plants7030070.

5. Маланкина Е. Л., Романова Н. Г. Перспективы использования рассадной технологии в лекарственном растениеводстве, Овощи России. 2023;2:41-46.

6. Чечеткина Н. В., Соловьева С. В. Выращивание растений семейства Яснотковые в условиях защищенного грунта на примере мяты перечной, Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. 2008;5(10):87-90.

7. Alankar S. (2009). A review on peppermint oil. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research (AJPCR). 2008;2:27-33.

8. Nair P. S., Ramanathan H. N. The future of indian mint – a study to forecast the mint exports from india, JSCM. 2012;1:10.

9. Hudz N., Kobylinska L., Pokajewicz K., HorčinováSedláčková V., Fedin R., Voloshyn M., Myskiv I., Brindza J., Wieczorek P.P., Lipo k J. Mentha piperita: Essential Oil and Extracts, Their Biological Activities, and Perspectives on the Development of New Medicinal and Cosmetic Products. Molecules. 20 23;28(21):7444. DOI: 10.3390/molecules28217444.

10. Wani S. A., Nai k H., Wagay J. A., Ganie N. A., Mulla M. Z., Dar B. Mentha: A review on its bioactive compounds and potential health benefits, Quality Assurance and Safety of Crops & Foods. 2022;14(4):154-168. DOI: 10.15586/qas.v14i4.1129.

11. Калужских А. Г., Быковская Е. И., Долгополов Н. В., Котельникова М. Н., Рюмшина С. Ф. Исследование возможности использования настоя мяты в технологии производства пшеничного хлеба, Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2023;1:87-94.

12. Белявская И. Г., Алексеенко Е. В., Капустина К. Ф., Исабаев И. Б. Разработка технологии хлебобулочных изделий с использованием мяты перечной, Health, Food & Biotechnology. 2019;1(4):53-69.

13. Тимошина Л. Г., Ефремов А. А. Использование мяты перечной и бадана толстолистного для получения напитков функционального действия, Химия растительного сырья. 2007;4:123-124.

14. Кухарева Л. , Кручонок А., Бедуленко М., Аношенко Б. Аромадизайн – новое перспективное направление в садоустройстве, Наука и инновации. 2016:159.

15. Демиденко Г. А. Создание ландшафтных фитокомпозиций с использованием эфиромасличных растений, Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2019;5(146):75-79.

16. Первова М. Г., Мисриханова А. С., Саморукова М. А., Салоутин В. И. Газохроматографическое исследование терпенового и жирнокислотного состава мяты колосовой, произрастающей на Среднем Урале, Химия растительного сырья. 2022;2:173-181. DOI: 10.14258/jcprm.20220210600.

17. Hashimoto M., Hossain S. Fatty Acids: From Membrane Ingredients to Signaling Molecules. In book: Biochemistry and Health Benefits of Fatty Acids. 2018;1-20. DOI: 10.5772/intechopen.80430.

18. He M., Qin C.-X., Wang X., Ding N.-Z. Plant Unsaturated Fatty Acids: Biosynthesis and Regulation, Frontiers in Plant Science. 2020;11:390. DOI: 10.3389/fpls.2020.00390.

19. Simopoulos A. P. The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids. Biomed, Pharmacother. 2002;56:365-379.

20. Simopoulos A. P. Omega-3 fatty acids in health and disease and in growth and development, The American Journal of Clinical Nutrition. 1991;54(3):438-63. DOI: 10.1093/ajcn/54.3.438.

21. Yashodhara B. M., Umakanth S., Pappachan J. M., Bhat S. K., Kamath R., Choo B. H. Omega-3 fatty acids: a comprehensive review of their role in health and disease, Postgraduate Medical Journal. 2009;85(1000):84-90. DOI: 10.1136/pgmj.2008.073338.

22. Hariri N., Gougeon R., Thibault L. A highly saturated fatrich diet is more obesogenic than diets with lower saturated fat content, Nutrition Research. 2010;30:632-643.

23. Новицкая Г. В., Суворова Т. А., Трунова Т. И. Липидный состав листьев в связи с холодостойкостью растений томатов, Физиология растений. 2000;47(6):829-835.

24. Живетьев М. А., Дударева Л. В., Краснобаев В. А., Граскова И. А., Войников В. К. Жирнокислотный состав, уровень ненасыщенности жирных кислот, активность десатураз в листьях лекарственных растений, произрастающих на берегу озера Байкал и сезонная динамика этих параметров в связи с осенним понижением температур, Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. 2010; 3(4):2-9.

25. Falcone D. L., Ogas J. P. Somerville C. R. Regulation of membrane fatty acid composition by temperature in mutants of Arabidopsis with alterations in membrane lipid composition, BMC Plant Biology. 2004;4:17. DOI: 10.1186/1471-2229-4-17.

26. Chen Z., Lu Q., Wang J., Cao X., Wang K., Wang Y., Wu Y., Yang Z. The function of omega-3 polyunsaturated fatty acids in response to cadmium exposure, Frontiers in Immunology. 2022;13:1023999. DOI: 10.3389/fimmu.2022.1023999.

27. Берестовой М. А., Павленко О. С., Голденкова-Павлова И. В. Десатуразы жирных кислот растений: роль в жизнедеятельности растений и биотехнологический потенциал, Успехи современной биологии. 2019;139(4):338-351.

28. Shi Y., Yue X., An L. Integrated regulation triggered by a cryophyte ω-3 desaturase gene confers multiple-stress tolerance in tobacco. Journal of Experimental Botany . 2018;69(8):2131- 2148. DOI: 10.1093/jxb/ery050.

29. He M., Ding N.Z. Plant Unsaturated Fatty Acids: Multiple Roles in Stress Response, Frontiers in Plant Science. 2020;11:5 62785. DOI: 10.3389/fpls.2020.562785.

30. Chen J., Liu H. Nutritional Indices for Assessing Fatty Acids: A Mini-Review, Internatio nal Journal of Molecular Sciences. 2020;21(16):5695. DOI: 10.3390/ijms21165695.

31. Maffei M., Scannerini S., Arnaldo Codignola A. Fatty acid variability in some Mentha hybrids, Phytochemistry. 1991;30(7):2285-2287. DOI: 10.1016/0031-9422(91)83631-t.

32. Maffei M., Scannerini S. Fatty acid variability in some Mentha species, Biochemical Systematics and Ecology. 1992;20(6):573-582. DOI: 10.1016/0305-1978(92)90011-2.

33. Maffei M., Scan nerini S. Seasonal variations in fatty acids from non-polar lipids of developing peppermint leaves, Phytochemistry. 1992;31(2):479-484. DOI: 10.1016/0031-9422(92)90020-q.

34. Maffei M., Scannerini S. Fatty acid variability from non-polar lipids in some Lamiaceae, Biochemical Systematics and Ecology. 1993;21(4):475-486. DOI: 10.1016/0305-1978(93)90107-3.

35. Rao K. S., Lakshminarayana G. Lipid classand fatty acid compositinos of edible tissues of Peucedanum graveolens, Mentha arvensis and Colocasia esculenta plants. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1988;36(3):475-478. DOI: org/10.1021/jf00081a017.

36. Boukeloua A., Yilmaz M. A., Temel H. Effect of Mentha piperita L. fatty oil on full thickness excised wound healing in rabbit, International Journal of Biosciences. 2017;11(6):68-74. DOI: 10.12692/ijb/11.6.68-74.

37. Bleiziffer R., Mesaros C., Suvar S., Podea P., Lordache A., Yudin F-D., Culea M. Comparative characterization of Bazil, Mint and Sage extracts. Studia UBB chemia. 2017;2:373-385. DOI: 10.24193/subbchem.2017.2.30.

38. Emre İ., Kurşat M., Yilmaz Ö., Erecevit P. Chemical compositions, radical scavenging capacities, and antimicrobial activities in seeds of Satureja hortensis L. and Mentha spicata L. subsp spicata from Turkey, Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 2020;81:144-153. DOI: 10.1590/1519-6984.224654.

39. El-Sayeda A. E.-K., Hesham I. E.-A., Zeinab A. K., Shahira M. E., Mohamed A. S., Amany A. S. Chemical and biological study of Mentha suaveolens Ehrh. cultivated in Egypt, Journal of Medicinal Plants Research. 2014;8(20):747-755. DOI: 10.5897/jmpr2014.5324.

40. Литовченко Ю. Р., Попов И. В. К вопросу изучения мяты перечной травы с целью внедрения сырья в медицинскую практику, Вестник Южно-Казахстанской медицинской академии. 2022;4-7(98):12-17.

41. Caradonia F., Battaglia V., Righi L., Pascali G., La Torre A. Plant biostimulant regulatory framework: Prospects in Europe and current situation at international level, Journal of Plant Growth Regulation. 2019;38:438-448.

42. Al-Amri S. M. Response of growth, essential oil composition, endogenous hormones and microbial activity of Mentha piperita to some organic and biofertilizers agents, Saudi Journal of Biological Sciences. 2021;28:5435-5441. DOI: 10.1016/j.sjbs.2021.06.094.

43. Rahayu M., Sakya A. T., Setyawati A., Rahmawan B. Growth of mint (Mentha spicata L.) on various biochar and liquid organic fertilizers, E3S Web of Conferences. 2023;467:01017. DOI: 10.1051/e3sconf/202346701017.

44. Bghbani-Arani A., Poureisa M. Soil Properties and Yield of Peppermint (Mentha Piperita L.) in Response to Different Nitrogen Fertilizers Under Water-Deficit Conditions, Communications in Soil Science and Plant Analys is. 2024;55(10):1445-1462. DOI: 10.1080/00103624.2024.231785.

45. Sheykholeslami Z., Almdari M. Q. Comparison of the Effect of Organic and Chemical Fertilizers on Yield and Essence of Peppermint (Mentha piperita L.), Cu rrent Journal of Applied Science and Technology. 2019;34(5):1-7. DOI: 10.9734/cjast/2019/v34i530146.

46. Пендюрин Е. А., Рыбина С. Ю., Смоленская Л. М. Использование зоокомпоста черной львинки в качестве органического удобрения, Аграрная наука. 2020;7-8:106-110.

47. Василенко М., Гончарова Е., Пендюрин Е. Характеристики зоокомпоста промышленного культивирования личинок Hermetia illucens как органического удобрения, Annalid’Italia. 2020;11-2:7-10.

48. Tsai M., Wu C., Lin T., Lin W., Huang Y., Yang C. Chemical composition and biological properties of essential oils of two mint species, Tropical Journal of Pharmac eutical Research. 2013;12:577-582. DOI: 10.4314/tjpr.v12i4.20.

49. Park Y. J., Baek S-A., Choi Y., Kim J. K., Park S. U. Metabolic Profiling of Nine Mentha Species and Prediction of Their Antioxidant Properties Using Chemometrics, Molecules. 2019;24(2):258. DOI: 10.3390/molecules24020258.

50. Geuenich S., Goffinet C., Venzke S., Nolkemper S., Baumann I., Plinkert P., Reichling J., Keppler O. T. Aqueous extracts from peppermint, sage and lemon balm leaves display potent anti-HIV-1 activity by increasing the virion density, Retrovirology. 2008;5:27. DOI: 10.1186/1742-4690-5-27.

51. Vârban R., Benedec D., Socaci S., Hanganu D., Vârban D., Pop C., Mărginean M., Oniga I. The chemical composition and the antibacterial activity of essential oils obtained from three varieties of Mentha X Piperita F. Citrata. Farmacia. 2022;70(3):440-446.

52. De Sousa Barros A., de Morais S. M., Ferreira P. A. T., Vieira Í. G. P., Craveiro A. A., dos Santos Fontenelle R. O., Alencar de Menezes J. E. S., Ferreira da Silva F. W., de Sousa H. A. Chemical composition and functional properties of essential oils from Mentha species, Industrial Crops and Products. 2015;76:557-564.

53. Wasternack C. Jasmonates: an update on biosynthesis, signal transduction and action in plant stress response, growth and development, Annals of Botany. 2007;100:681-697.

54. Savchenko T., Kolla V. A., Wang C. Q., Nasafi Z., Hicks D. R., Phadungchob B., Chehab W. E., Brandizzi F., Froehlich J., Dehesh K. Functional convergence of oxylipin and abscisic acid pathways controls stomatal closure in response to drought, Plant physiology. 2014;164(3):1151-60. DOI: 10.1104/pp.113.234310.

55. Upchurch R.G. Fatty acid unsaturation, mobilization, and regulation in the response of plants to stress, Biotechnology Letters. 2008;30:967-977. DOI: 10.1007/s10529-008-9639-z.

56. Chen S., Bobe G., Zimmerman, S., Hammond E. G., Luhman C. M., Boylston T. D., Freeman A. E., Beitz D. C. Physical and sensory properties of dairy products from cows with various milk fatty acid compositions, Journal of Agri cultural and Food Chemistry. 2004;52:3422-3428. DOI: 10.1021/jf035193z.