Biochemical characteristics and mineral elements of some Ephedra plant species

Authors

  • Gachmaa Batzaya Laboratory of Plant Vegetation and Plant Economic, Botanical Garden and Research Institute, Mongolian Academy of Sciences, Ulaanbaatar, Mongolia https://orcid.org/0000-0001-7232-6542
  • Tsambaa Battseren Laboratory of Plant Vegetation and Plant Economic, Botanical Garden and Research Institute, Mongolian Academy of Sciences, Ulaanbaatar, Mongolia https://orcid.org/0000-0001-7528-9564
  • Jukov Azzaya Laboratory of Plant Vegetation and Plant Economic, Botanical Garden and Research Institute, Mongolian Academy of Sciences, Ulaanbaatar, Mongolia https://orcid.org/0000-0002-4221-9743

DOI:

https://doi.org/10.5564/pib.v38i1.2543

Keywords:

ephedra species, ash, carbohydrate, moisture, protein, lipid, elements

Abstract

This study aimed to determine and compare some biochemical characteristics and mineral elements in rare medicinal plants Ephedra equisetina Bunge. and E. przewalskii Stapf. in Mongolia. In 2017, we identified several biochemical characteristics in aerial parts of E. equisetina and E. przewalskii, such as moisture, total ash, protein, lipid, and total carbohydrate, as well as 17 elements.

Proteins were determined by the Kjeldahl method, lipid was determined by the Soxhlet method, moisture and total ash were determined by weighing essay, and mineral elements were dissolved in concentrated acids using an inductively coupled plasma optical emission spectrophotometer (ICP-OES).

The study’s findings, in particular the moisture content (4.7%), total ash content (13.1%), protein content (7.1%), lipid content (0.83%), total carbohydrate content (20.1%), and elemental content Ca-59.05 mg/g, K-93.7 mg/g, Mg[1]11.3 mg/g, P-13.7 mg/g, and Na-2.24 mg/g are all contained in E. equisetina.

E. przewalskii contains the following percentages of moisture: 5.21%, total ash: 11.9%, protein: 7.11%, lipid: 1.2%, total carbohydrate: 15.5%, and element content, particularly Ca: 57.3 mg/g, 24.2 mg/g, Mg: 4.4 mg/g, P: 2.28 mg/g, and Na: 1.69 mg/g. As a result, E. equisetina contained the highest concentrations of ashes and total carbohydrates, whereas E. przewalskii had the highest concentrations of moisture, proteins, and lipids. There was also a significant difference in biochemical characteristics between the two species (p<0.002). The highest other elements in the two species of Ephedra were elements with the highest concentrations of Ca, K, Mg, P, and Na. Elements contents had a high difference between species variances (p><0.079) and significance of statistics.

Our results showed that E. equisetina and E. przewalskii have similar habitat and soil types. However, there is some difference in biochemical characteristics and mineral element contents. E. equisetina was found to have a higher content of 13 elements, ash, and carbohydrate than E. przewalskii. In the future, there is an opportunity to conduct a detailed study of two species of plants, to study the vast heritage of traditional Mongolian medicinal plants, to provide explanations from the point of view of modern science, and to introduce them into modern medicine.

Зарим зүйл зээргэний биохимийн үзүүлэлт болон эрдэс элементүүд

Энэхүү судалгаа нь Монгол оронд ургадаг Шивлээхэй зээргэнэ, Хонин зээргэнэ зэрэг ховор эмийн ургамлын зарим биохимийн шинж чанар, эрдэс элементүүдийн агууламжийг харьцуулан тодорхойлох зорилготой юм. Баянхонгор аймгийн нутаг дэвсгэрт орших Залаа уул, Цагаан богд уулнаас судалгааны 2 зүйл зээргэний газрын дээд хэсгийг 2017 оны 6-р сарын сүүл үед цуглуулан чийг, үнс, уураг, липид, нийт нүүрс ус, мөн 17 элементийг тодорхойлсон. Ингэхдээ уургийн агууламжийг Кьелдалийн аргаар буюу шатаах, нэрэх, титрлэх гэсэн 3 үндсэн зарчмаар тодорхойлсон. Тослогийн агууламжийг эфирт уусгаж, тосыг эфирээр дэвтээж, халааж, эфирийн буцалгах температур 50℃ орчимд эфир ууршиж, давтан ууршуулах зарчмаар жингийн аргаар чийг болон үнслэгийн агууламжийг мөн хатаах, шатаах зарчмаар жингийн зөрүүгээр тооцсон, мөн эрдэс элементийн агууламжийг индукци холбоост плазмын оптик шингээлтийн спектрофотометрийн багажаар (ICP-OES) даралтад богино долгионы дээж задлагч ашиглан концентрацитай хүчлүүдээр уусган тодорхойлолтыг явуулсан.

Судалгааны үр дүнд: Шивлээхэй зээргэний чийглэг 4.7 %, үнс 13.1 %, уураг 7.11 %, өөх тос 0.83 %, нийт нүүрс ус 20.1 %, элементүүд ялангуяа Са 59.05 мг/г, К 93.7 мг/г, Мg 11.3 мг/ , P 13.7 мг/г, Na 2.24 мг/г агууламжтай, Хонин зээргэний чийг 5.21 %, үнс 11.9 %, уураг 7.11 %, өөх тос 1.2 %, нийт нүүрс ус 15.5 %, Са 57.3 мг/г, 24.2 мг/г, Мg 4.4 мг/г, P 2.28 мг/г, Na 1.69 мг/г агууламжтай байв. Иймд судалгааны үр дүнгээс үнслэг болон нийт нүүрс усны агууламж Шивлээхэй зээргэнэд хамгийн их, харин чийг, уураг, тослогийн агууламж Хонин зээргэнэд хамгийн их байсан ба биохимийн үзүүлэлт зүйл хооронд ялгаатай (P < 0.002) байв. Судалгаанд авсан 2 зүйл зээргэнэд Ca, K, Mg, P, болон Na зэрэг макроэлементүүдийн агууламж нь бусад микроэлементүүдээс өндөр байсан ба элементүүдийн агууламж зүйл хооронд ялгаа (P < 0.079) бага боловч макроэлементийн агууламж зүйл хооронд ялгаатай (P < 0.05), микроэлементүүд хооронд статистикийн ялгаа ажиглагдсангүй. Энэхүү судалгааны үр дүнд амьдрах орчин, хөрсний төрөл ижил боловч биохими, эрдэс элементийн агууламжаараа ялгаатай болохыг бид илрүүлсэн. Шивлээхэй зээргэнийг Хонин зээргэнэтэй харьцуулахад 13 элемент, үнслэг, нүүрс усны агууламж өндөртэй болохыг тогтоосон. Цаашид хоёр төрлийн ургамлын нарийвчилсан судалгаа хийж, Монголын уламжлалт эмийн ургамлын асар их өвийг судлах, орчин үеийн шинжлэх ухааны үүднээс тайлбар өгөх, орчин үеийн анагаах ухаанд нэвтрүүлэх боломжийг судлах шаардлагатай байна.

Түлхүүр үгс: Зээргэнэ, нийт үнслэг, нийт нүүрс ус, чийг, уураг, тослог элементүүд

Abstract
80
PDF 93

References

M. Urgamal, B. Oyuntsetseg, D. Nyambayar, and C. Dulamsuren, Conspectus of the Valcular Plants of Mongolia. Ulaanbaatar, Mongolia, 2014.

U. Ligaa, Medicinal Plants of Mongolia used in western and eastern medicine. Ulaanbaatar, Mongolia, 2015.

T. Battseren, “Distribution and role of Ephedra sinica Stapf. (Ephedraceae) in steppe communities of Eastern Mongolia,” Kazan Federal University, 2012.

F. Mei et al., “Antipyretic and anti-asthmatic activities of traditional Chinese herb-pairs, Ephedra and Gypsum,” Chin. J. Integr. Med., vol. 22, no. 6, pp. 445–450, Jun. 2016, https://doi.org/10.1007/s11655-014-1952-x.

Gendaram Kh, Togtokhbayar N, Rinchindorj D, Sodnomtseren Ch. Methods of analytical chemistry of nutrition. Ulaanbaatar pp. 25-37. 2002.

Sukhdolgor J. Plant chemistry and biochemistry manual of the practical lessons. 2013. Ulaanbaatar. pp. 37-137.

S. Jigjidsuren, Grassland Management. Ulaanbaatar, Mongolia, 2005.

F. Wang, “Trace element research in China: Present and Future,” Chin. Bull. Life Sci., vol. 24, pp. 713–730, 2012.

Pharmacopoeia of the People’s Republic of China, vol. 1. Beijing, 2015.

R. Tserendulam, The cycle of nutrition facts in the herb. Ulaanbaatar, Mongolia, 1980.

L. Munkhgerel, C. Otgonbayar, and D. Regdel, “Biochemical study of Ephedra sinica Stapf.,” Proceedings of the Academy of Sciences, vol. 2, no. 196, pp. 25–30, 2010.

N. Ohkama-Ohtsu and J. Wasaki, “Recent Progress in Plant Nutrition Research: Cross-Talk Between Nutrients, Plant Physiology and Soil Microorganisms,” Plant and Cell Physiology, vol. 51, no. 8, pp. 1255–1264, Aug. 2010, doi: https://doi.org/10.1093/pcp/pcq095.

B. Oyun, Research findings of livestock food quality. Ulaanbaatar, Mongolia, 1980.

Z. Cao et al., “Influence of the rhizosphere soils on essential elements of Ephedra sinica herbaceous stems,” Emir. J. Food Agric., vol. 30, pp. 29–38, Jan. 2018, https://doi.org/10.9755/ejfa.2018.v30.i1.1589.

Downloads

Published

2022-12-25

How to Cite

[1]
G. Batzaya, T. Battseren, and J. Azzaya, “Biochemical characteristics and mineral elements of some Ephedra plant species”, Proc. Inst. Biol., vol. 38, no. 1, pp. 154–163, Dec. 2022.

Issue

Section

Articles

Categories