Полифенольные вещества экстрактов стевии Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Н. В. Демина, А. А. Кочетов, Я. А. Шевченко,

И. Н. Сметанская, А. В. Канарский, З. А. Канарская

ПОЛИФЕНОЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА ЭКСТРАКТОВ СТЕВИИ

Ключевые слова: генотипы стевии, температура экстракции, полифенольные вещества.

Установлено, что эффективной температурой экстракции полифенолов из листьев стевии водно-метанольной смесью является температура в 80 - 90 °С. Показано существенное различие по полифенольным компонентам между некоторыми образцами генотипов стевии, выращенными из семян компании «Richters», Канада (более 10 %).

Keywords: genotypes stevia extraction temperature, polyphenolic substances.

Found that the effective temperature of extracting polyphenols from the leaves of stevia methanol-water mixture is the temperature at 80 - 90 °C. A significant difference in polyphenolic components of genotypes between samples Stevia grown from seed company «Richters», Canada (10 %).

Актуальность. В последнее десятилетие значительно интенсифицировались исследования стевии - новой культуры из Южной Америки, в листьях которой содержится комплекс сладких веществ - дитер-пеновых гликозидов, являющихся диетическими са-харозаменителями. Их сладость превышает сладость сахарозы в сотни раз и они, как и другие компоненты листьев стевии, безопасны для человека при длительном употреблении [1, 2]. Помимо исследования сладких гликозидов стевии большое внимание уделяется изучению других соединений, содержащихся в ее листьях и определяющих ряд полезных свойств этого растения. Среди этих свойств - антиоксидантная, иммуномоделирующая, антивирусная, гипогликемиче-ская и гастропротекторная активность, влияние на кровяное давление и функцию почек, а также ряд других биологических свойств, подробно рассмотренных в обзоре [2].

Среди различных групп химических соединений, содержащихся в листьях стевии, полифенолы являются одними из наиболее важных. Полифенолы -собирательное название целого класса органических соединений, молекулы которых имеют в своем составе фенольные группы. По химической природе они разделяются на три основных группы: терпены (тер-пеноиды, изопреноиды), фенилпропаноиды и их производные (флавоноиды, танины, лигнаны, гликозиды), а также азотсодержащие соединения (алкалоиды и гетероциклические ароматические молекулы). Растительные полифенолы, являясь мощными антиоксидантами, защищают клетки организма человека от повреждающего действия свободных радикалов и поддерживают их нормальные функции, замедляя старение. Кроме того, полифенолы обладают гепато -и радиопротекторной, желчегонной активностью, усиливают регенеративные процессы [3]. Широкий спектр биологических эффектов растительных полифенолов реализуется через неспецифические взаимодействия с различными мишенями — от белков до низкомолекулярных веществ и даже ионов.

В листьях стевии обнаружено высокое содержание одного из полифенолов - хлоргеновой кислоты [4, 5]. Эта кислота относится к семейству производных коричной кислоты и обладает сильными антиоксидантными, антивирусными, антибактериаль-

ными и антигрибковыми свойствами, проявляет ги-погликемическое, гипохолестеринемическое, противораковое и гепатопротекторное действие. Установлены ее пребиотические свойства [6].

Целью настоящей работы являлось изучение содержания полифенолов в экстрактах листьев стевии разных генотипов и их возможная связь с антиоксидантной активностью, которая была изучена в нашем предыдущем исследовании [7].

Материалы и методы

Образцы стевии различных генотипов были выращены в условиях светокультуры и открытого грунта Северо-Запада России. Их морфологические особенности и продуктивность описаны в предыдущей работе [7]. Для анализа использовали среднюю пробу из сухих листьев 5 - 6 растений одного генотипа.

Получение экстракта из листьев стевии

Предварительно измельченные до порошкообразного состояния образцы листьев стевии взвешивали и засыпали в пробирки объемом 2 мл и добавляли по 1,5 мл 70 % метанола. Масса навески составляла около 0,1 г. Затем пробирки с образцами устанавливали в водяной термостат - экстрактор 8ШаШ: 8БИ 130Б. Экстракцию проводили в течение 5 минут при температурах 60 °С, 70 °С, 80 °С, 90 °С и 100 °С.

Разделение экстракта и шрота стевии в пробирках проводили центрифугированием в течение 10 мин. при 10000 об/мин. Фугат сливали, к осадку добавляли 700 мкл метанола. Затем экстракцию повторяли в течение 5 минут при тех же температурах. Разделение экстракта и шрота стевии в течение 10 мин., при 10000 об/мин. Фугат после двух экстракций смешивали в пробирке объемом 2 мл. Определение содержания полифенолов в экстракте листьев стевии

Определение содержания полифенолов в экстракте листьев стевии проводили по ГОСТ Р ИСО 14502-1-2010 Чай. Метод определения общего содержания полифенолов [8].

20 мкл экстракта из листьев стевии доводили до метки 2,0 мл дистиллированной водой, добавляли 1 мл разведенного реагента РоИп-СюсаНеи.

Через 8 минут добавляли 800 мкл раствора Na2003i хорошо перемешивали и через 60 минут готовый экстракт помещали в кювету для измерения оптической плотности при длине волны 765 нм (контроль: вода). Количество полифенолов определяли в расчете на сухую массу образца формуле:

где D sampu -оптическая плотность раствора; Dintercept -оптическая плотность, соответствующая точке пересечения калибровочной зависимости с осью; Sstd -тангенс угла наклона градуировочной прямой; msampk -

масса пробы, г; Vsample - объем экстракта, см ; d - коэффициент разбавления, используемый до колориметрического анализа; wDM, sample - массовая доля сухого вещества в пробе, %.

Калибровочный график создают по галловой

кислоте.

Результаты и обсуждение

Влияние температуры экстракции на содержание полифенолов в различных образцах стевии было сходным. Наибольшее количество полифенолов экстрагировалось из листьев всех вариантов при температурах 80 - 90 оС. В интервале температур от 60 до 90 оС наблюдали постепенное увеличение содержания полифенолов в экстрактах, которое затем резко падало при 100 оС (рис.1).

Наблюдаемая тенденция аналогична обнаруженной нами зависимости влияния температуры на экстракцию веществ с антиоксидантной активностью (АА) из листьев стевии [7]. Возможное объяснение этому факту сходно с тем, что нами предложено при изучении АА. При низкой температуре происходит неполная экстракция полифенолов; при увеличении температуры экстракции до 80 - 90 оС увеличивается выход экстрактивных веществ.

Рис. 1 - Содержание полифенолов (среднее по всем образцам) в экстрактах листьев стевии при разных температурах экстракции

При 100 оС уменьшение содержания полифенолов в экстрактах, видимо, связано с их разложением. Наблюдаемая закономерность может подтверждать тот факт, что полифенолы составляют значительную часть веществ с АА, и аналогичны им по физико-химическим свойствам [9].

В результате проведенных исследований обнаружены различия в содержании полифенолов у образцов стевии с разными генотипами, которые в целом не оказались значимыми (кроме образца 10). Эти различия сильнее проявлялись при температуре экстракции 80 - 90 оС, слабее - по среднему показателю в интервале 60 - 100 оС. Наименьшее содержание полифенолов в листьях стевии выявлено у образцов № 4 и 9, наибольшее - у образца № 10. Ранжирование генотипов стевии по содержанию полифенолов не совпадало с их ранжированием по АА (рис. 2).

%

70

bO БаПгшифсноны, С|И'ДН.,% 1:>/1иф(*ноим/Ю ф.(,%

средн., %

?0 10 0 и KJ Ш Ш 1J ш и и ш kJ

123456789 10

Образе ц( ге ноти п)

Рис. 2 - Содержание полифенолов и АА в мета-нольных экстрактах из сухих листьев разных генотипов стевии, выращенных в светокультуре

Это может свидетельствовать о том, что содержание полифенолов не является определяющим в АА образца и имеется группа других соединений, влияющих на общую АА метанольной вытяжки из листьев стевии.

Выводы

1. Эффективной температурой экстракции полифенолов из листьев стевии водно-метанольной смесью является температура в 80-90 °С.

2. Различия по содержанию полифенолов в экстрактах листьев стевии у изученных образцов в целом не сильно выражены. Однако, существенное различие по этим компонентам между некоторыми образцами, позволяет предположить, что поиск генотипов стевии с повышенным содержанием полифенолов может быть перспективен.

Литература

1. Brandle J.E., Telmer P.G. Steviol glycoside biosynthesis // Phytochemistry. 2007. № 68. 1855- 1863.

2. Madan et al. Stevia rebaudiana(Bert.) Bertoni - Review // Indian Journal of Natural Products and Resources. 2010. V. 1 (3). P. 267 - 286.

3. Запрометов М.Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. М. 1993. 272 с.

4. Храмов В.А., Дмитренко Н.В. Хим.-фарм. журн. 2000. №

11. С. 34 - 35.

5. Подпоринова Г.К., Жужжалова Т.П., Верзилина Н.Д., Полянский К.К. Сахарная свекла. 2007. №6. С. 36 - 37.

6. Левицкий А.П., Вертикова Е.К., Селиванская И.А. Мткробюлогш [ бютехнолопя. 2010. № 2. С. 6 - 20.

7. Демина Н.В., Кочетов А.А., Шевченко Я.А., Сметанская И.Н., Канарский А.В., Канарская З.А. Вест. Казан. тех-нол. универ. Т. 16. № 20. 2013. 144 - 148.

8. ГОСТ Р ИСО 14502-1-2010 Чай. Метод определения

общего содержания полифенолов

http://docs.cntd.ru/document/1200084833.

9. М.А. Сысоева, О.Ю. Кузнецова, В.С. Гамаюрова, П.П. Суханова, Г.К. Зиятдинова, Г.К. Будников Структурная организация и свойства полифенолов чаги. Вест. Казанс. Технол. универ. - 2005. - № 1. - С. 244 - 250.

Н. В. Демина - асп. каф. пищевой инженерии малых предприятий КНИТУ, raxona@rambler.ru; А. А. Кочетов - зав. лаборатории экофизиологии растений, Агрофизический НИИ РАСХН, kochetoval@yandex.ru; Я. А. Шевченко - University of Alliped Schiences Weihenstephan Triesdorf, Agricultural Faculty, Triesdorf, yaroslav_shevchenko@yahoo.com; И. Н. Сметанская - University of Alliped Schiences Weihenstephan Triesdorf, Agricultural Faculty, Triesdorf, iryna.smetanska@hswt.de; А. В. Канарский -профессор каф. пищевой биотехнологии, alb46@mail.ru; З. А. Канарская - доцент каф. пищевой биотехнологии, КНИТУ, zosy a_kanarskaya@mail.ru.