Biologically active components in herbal medicinal raw materials of Gorny Altai.pdf Введение Республика Алтай традиционно является источником богатого разнообразия дикорастущего сырья для интенсивно развивающегося рынка пищевых, биологически активных добавок, ингредиентов для продукции пищевой промышленности, медицины и фармацевтики Западно-Сибирского региона. Значительные запасы и большое разнообразие растительного сырья Горного Алтая определяют перспективность исследования отдельных видов на содержание ценных биологически активных компонентов с целью их последующего вовлечения в переработку. В связи этим актуальным для Республики Алтай является изучение основных групп БАВ растительного сырья различных физико-географических провинций Горного Алтая для последующего установления технологических параметров глубокой переработки растительного сырья горного региона. 18 Содержание ряда ценных биологически активных компонентов Сложная пространственная структура растительного покрова, обусловленная высокой степенью дифференциации климатических и экологических условий горных систем [1], обусловливает специфику обменных процессов в растениях, что находит отражение в различном количественном содержании отдельных групп БАВ в лекарственных растениях, произрастающих в различных регионах Горного Алтая. Проведенными исследованиями выявлено, что горные регионы с разнообразными экологическими условиями характеризуются неоднородным качественным и количественным составом ряда БАВ в лекарственных растениях. Выявление уровней содержания указанных биологически активных веществ в лекарственном растительном сырье является актуальным для различных физико-географических провинций Горного Алтая, так как общеизвестна зависимость содержания флавоноидов и дубильных веществ от видовой принадлежности, высоты местности, механического состава почвы, климатических условий, вегетационного периода [2-4]. Цель проводимых исследований - изучить количественное содержание дубильных веществ, аскорбиновой кислоты и флавоноидов в ряде лекарственных растений Северного и Центрального Алтая, привести сравнительную характеристику указанных биологически активных компонентов лекарственных растений Г орного Алтая и аналогичных видов других регионов России. Объекты и методы исследования Объектами исследований являются: листья крапивы двудомной, ферментированные листья бадана толстолистного, цветки ромашки аптечной, цветки календулы лекарственной, соцветия и листья лабазника вязолист-ного, листья малины обыкновенной, соцветия липы сердцевидной. Растительный материал собран в период массового цветения (цветы, соцветия и листья) в местах естественного произрастания в Майминском районе, окрестностях г. Горно-Алтайска, в южной части Шебалинского района (Республика Алтай) в период 2019-2020 гг., листья бадана собраны в 20182019 гг. (октябрь). Сырье сушили воздушно-теневым способом. Сухие образцы сырья измельчали, просеивали через сито с диаметром отверстий 2 мм. Пробу для исследований отбирали представительную. Содержание аскорбиновой кислоты в окрашенных экстрактах исследуемого растительного сырья определяли колориметрическим методом с 2,6-дихлорфенолиндофенолом при X = 540 нм [5]. В качестве экстрагента использовали 2%-ный раствор HCl, определение проводили в ацетатном буферном растворе с рН = 5,0. В качестве стандарта использовали раствор х.ч. аскорбиновой кислоты (АК). Метод определения основан на редуцирующих свойствах аскорбиновой кислоты: раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола синего цвета восстанавливается в бесцветное соединение за счет окисления аскорбиновой кислоты, содержащейся в извлечениях. При избытке реагента в условиях ацетатного буфера (рН 5) кислотные вытяжки из растений приобретают розоватую окраску. 19 Г.В. Ларина, А.Д. Макарюк Определение содержания дубильных веществ в воздушно-сухом растительном сырье проводили титриметрическим методом в пересчете на танин [6]. В качестве титранта использовали 0,02 М раствор KMnO4, индикатор - раствор индигосульфокислоты. Метод основан на способности дубильных веществ окисляться перманганатом калия в кислой среде в процессе прямого титрования. За основу определения суммарного содержания флавоноидов в растительном сырье взят метод дифференциальной спектрофотометрии с ЛІСІз в пересчете на рутин [7], в основе которого лежит определение оптической плотности окрашенных растворов комплексов флавоноидов с реагентом AlCl3. Метод основан на реакции комплексообразования флавоноидов с раствором хлорида алюминия. Измерение оптической плотности проводили через 40 мин на спектрофотометре ЮНИКО 1201 при X = 410 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. Параллельно измеряли оптическую плотность раствора ГСО рутина. Суммарное содержание флавоноидов рассчитывали в воздушно-сухом сырье в пересчете на стандарт в процентах. Статистическая обработка данных проводилась с помощью Microsoft Office Excel 2007. Достоверность полученных различий определяли по t-критерию Стьюдента при степени значимости а < 0,05. Результаты и обсуждение Исследуемое растительное лекарственное сырье является источником различных биологически активных веществ: фенольных соединений, фла-воноидов, органических кислот, дубильных веществ, антоцианов и др., которые участвуют в различных биохимических процессах, проявляя при этом антиоксидантные свойства [8]. Природные дубильные вещества и флавоноиды характеризуются структурным многообразием, высокой и разносторонней активностью и малой токсичностью. Многочисленные исследования показали, что в экспериментальных и биологических системах дубильные вещества, аскорбиновая кислота, флавоноиды проявляют антирадикальное и антиокислительное действие [9]. Подтверждено положительное влияние растительных антиоксидантов и общее оздоравливающее (органопротекторное) действие на организм человека за счет адаптогенных, антиоксидантных и тонизирующих свойств [10]. Дубильные вещества являются производными многоатомных фенолов разнообразной химической структуры. Указанные полифенольные вторичные метаболиты вырабатываются растениями в процессе их жизнедеятельности. Аскорбиновая кислота - один из сильнейших антиоксидантов и активный антидот свободнорадикальных механизмов, благодаря чему регулируются окислительно-восстановительные процессы в организме. Аскорбиновая кислота относится к эндогенным оксидантам и как восстанавливающий агент, наряду с витамином Е, каротиноидами, флавоноидами, способна предохранять человеческий организм от оксидативного стресса [11]. 20 Содержание ряда ценных биологически активных компонентов Флавоноиды составляют особую группу бензопиранов и представляют собой производные флавана (согласно положениям систематической номенклатуры ИЮПАК - 2-фенил-замещенного хромана). Оксопроизводными флавана являются флаванон и его ненасыщенный аналог флавон: Производные флаванона и флавона представляют основную группу флавоноидов, количество которых достигает порядка 8 000. Существующее многообразие флавоноидов определяется степенью окисленности гетерокольца, характером сочленения ароматических колец, степенью их конденсации, природой и количеством заместителей, их положением, наличием оптически активных форм. Присущая им высокая биологическая активность обусловлена наличием в молекуле фенольных гидроксилов и карбонильных групп, которые, подвергаясь различным биохимическим изменениям, принимают участие в ряде физиологических процессов [8, 12]. Методика пробоподготовки при определении флавоноидов была нами усовершенствована в части замены традиционного процесса фильтрования через бумажный фильтр отделением экстракта от растительного остатка с помощью мембранного газового насоса (KNF Neuberger, Германия). Аналогичный прием использовали для отделения экстракта дубильных веществ от измельченных остатков растительного сырья. Предварительно были выявлены условия извлечения флавоноидов из сырья: установлена оптимальная концентрация водно-спиртового раствора - 70%; соотношение сырья и общего объема экстрагента составило 1 : 100. По измеряемой величине оптической плотности раствора определили время установления равновесия процессов комплексообразования суммы флавоноидов с раствором АІСІз для каждого вида растительного сырья -1 час для ферментированного листа бадана, листьев малины, листьев крапивы; для оставшихся представителей из анализируемого перечня -40 минут. На диаграммах (рис. 1-3) представлены результаты исследований. Относительная ошибка определения дубильных веществ перманганатометрическим методом составляет 1,3-5,8%; для аскорбиновой кислоты, определенной колориметрическим методом, погрешность находится в интервале 3,2-6,7%; относительная погрешность определения флавоноидов методом дифференциальной спектрофотометрии составляет 6,9-8,7%. В таблице приведено содержание исследуемых групп БАВ и аскорбиновой кислоты в аналогичных представителях, произрастающих в различных регионах России. 21 Г.В. Ларина, А.Д. Макарюк лист крапивы 100 цветки календулы соцветие лабазника соцветие липы лист бадана цветки ромашки лист малины Рис. 1. Содержание аскорбиновой кислоты в лекарственном растительном сырье, мг/100 г лист крапивы цвеіки календулы соцветие лабазника соцветие липы лист бадана цветки ромашки лист малины Рис. 2. Содержание дубильных веществ в лекарственном растительном сырье, % лист крапивы цветки календулы соцветие лабазника соцветие липы лист бадана цветки ромашки листмалины Рис. 3. Содержание флавоноидов в лекарственном растительном сырье, % 22 Содержание ряда ценных биологически активных компонентов Общее содержание основных групп биологически активных веществ в цветках и листьях растений, произрастающих в разных регионах России Перечень лекарственных растений Регион произрастания Дубильные вещества (танины), % Флавоноиды, % Аскорбиновая кислота, мг/% или мг/100 г 1. Цветки и листья видов рода Лабазник Зап. Сибирь [13, 14]; Новосиб. обл. [15]; ЕЧ России [16, 17]; Д. Восток [18]; Урал [19] 28,9-50,5 [15]; 13,3-35,46 [16, 17]; 19,2-58,4 [19] 1,0-9,8 [13, 14] флавонолы: 2,3-12,9% [19] 250-376 [16]; 21-30 [18] 2. Ромашка аптечная, цветки Россия (СССР) 2,25 [20] 1,66 ± 0,02)-(1,84 ± 0,03)% [22]; 1,18% [20]; 1,74 ± 0,06% [23] 258 [21] 3. Крапива двудомная, листья Омская обл. [20]; Хакасия [23]; Сибирский регион [24] 2,0 [24]; 0,44 [25]; 1830 мг% [26] 4,50 мг % [25] (1,5519 ± 0,034)% [27] 2,83 [25]; 185,3 [26]; 270 [28] 4. Календула лекарственная Кубань [29]; Вост. Сибирь [30]; Центр. Россия [31] (4,2-6,8) [29]; (3,28 ± 0,01) [30] (1,8-3,1) [29]; (2,35 ± 0,01) [30]; (4,37% ± 0,04) [31] (1,42 ± 0,01) [30] 5. Бадан толстолистный, черные листья Республика Бурятия [32]; Алтайский край и Г орный Алтай [33] (16,88 ± 1,54) г / 100 г [32]; (14,19 ± 0,41) [33] (2,18 ± 0,04) г/100 г [32] (76,5 ± 0,027) мг/100 г [32] 6. Липа сердцевидная, соцветия Самарский рег. [34] Зап. Сибирь [26] 1 700 мг % [26] 251 мг катехи-на/100 г [34] 78,05 [26] 7. Малина обыкновенная, листья Россия 60 мг % [35]; (6,36 ± 0,03) % [36] 1,8 ± 0,07 [37]; (1,82-3,20) [36] до 300 [38]; до 50 [35] Выявлено высокое содержание аскорбиновой кислоты (АК) в цветках календулы лекарственной - 46,98 мг % относительно календулы Восточной Сибири - 1,42 мг %. Хорошо сопоставимы данные по АК в соцветиях липы Горного Алтая - 82,12 мг % и Западной Сибири - 78,05 мг %. Пониженное содержание АК установлено в ферментированных листьях бадана Горного Алтая - 53,82 мг % относительно аналогичного сырья Республики Бурятия - 76,3 мг %. Определено низкое содержание АК в цветках региональной ромашки аптечной: 40,50 мг % относительно 258 мг % в ромашке аптечной Центральной части России. В листьях малины и соцветиях лабазника указанный показатель согласуется с нижними уровнями выявленных диапазонов содержания АК по литературным источникам: 50 мг % (Центральная часть России) и 21-30 мг % (Дальний Восток) (см. таблицу). При использовании перманганатометрического метода определения количества дубильных веществ (ДВ) в пересчете на танин нами выявлены высокие содержания ДВ в региональных представителях: соцветия липы (24,52%), цветки ромашки (13,72%), листья малины (37,21%), листья крапивы (9,98%). Повышенное количество ДВ содержится в ферментирован-23 Г.В. Ларина, А.Д. Макарюк ных листьях бадана Горного Алтая - 39,91% относительно диапазона содержания ДВ 14,19-16,88% в бадане, произрастающем в Республике Бурятия, Алтайском крае и Горном Алтае [32, 33]. Количество дубильных веществ в цветках календулы и надземной части лабазника горного региона сопоставимо с верхними границами содержания ДВ в аналогичных видах других регионов России: 3,28-6,8 и 13,3-58,4% соответственно. Следует отметить, что используемый метод перманганатометрии рекомендован Государственной фармакопеей XI издания как основной метод определения дубильных веществ. При этом метод имеет ряд недостатков: неспецифичность, так как перманганат калия, являясь сильным окислителем, реагирует помимо дубильных веществ и с другими соединениями, и недостаточная четкость установления конечной точки титрования [39]. Тем не менее, по мнению авторов [39], использование титриметрического метода «Определение содержания дубильных веществ в лекарственном растительном сырье» для ГФ XIII является обоснованным, так как этот метод имеет ряд достоинств: он дешев, прост, кроме того, нормы содержания ДВ, включенные в фармакопейные статьи на лекарственное растительное сырье и лекарственные растительные препараты, были установлены с использованием этого метода. Указанные методы находят широкое применение для предварительного анализа растительного материала [12]. Выявлено значительное содержание флавоноидов в листьях малины (5,59%) и цветках ромашки (6,24%), которые в 2 и 3 раза превышают средние показатели для Европейской части России (см таблицу). Содержание флавоноидов в листьях бадана Горного Алтая и Республики Бурятия близки между собой: 2,34 и 2,18% соответственно. Количество флавоноидов в листьях и цветках лабазника (3%) и в листьях крапивы (1,2%) входят в интервалы, установленные по литературным данным. Низкое содержание флавоноидов выявлено нами в цветках календулы - 0,95% относительно аналогичных показателей других регионов России. Исследованиями ряда авторов показано, что распределение флавоноидов по органам растений отличается значительной пластичностью [2, 14, 40]. Указанные метаболиты имеют сложную и малопредсказуемую динамику накопления. На основе проведенных исследований авторами [4] установлено, что в регионах с высокой контрастностью условий произрастания растения накапливают большое разнообразие флавоноидов, что характерно для горных регионов. Проведенные нами исследования представителей флоры Горного Алтая являются подтверждением этого. Заключение Метод определения флавоноидов и метод определения дубильных веществ модифицированы в части отделения экстракта от растительного остатка, что ощутимо сокращает время пробоподготовки анализируемых проб. В результате проведенных исследований получены новые данные по содержанию биологически активных соединений в ряде лекарственных 24 Содержание ряда ценных биологически активных компонентов растений, произрастающих в природных условиях Северного и Центрального Алтая. Получены количественные показатели содержания дубильных веществ, флавоноидов и аскорбиновой кислоты в листьях крапивы двудомной, ферментированных листьях бадана толстолистного, цветках ромашки аптечной, цветках календулы лекарственной, соцветиях и листьях лабазника вязолистного, листьях малины обыкновенной, соцветиях липы сердцевидной. Дана краткая сравнительная характеристика количества указанных биологически активных компонентов в растительном сырье Горного Алтая и других регионов России. Полученные результаты необходимы для установления параметров УЗ экстрагирования основных групп БАВ с целью глубокой переработки регионального растительного сырья.

Скачать электронную версию публикации