CC BY
90
УДК 615.322:577.114
АНАЛИЗ ПОЛИСАХАРИДНОГО СОСТАВА ТРАВЫ КОРОСТАВНИКА ПОЛЕВОГО ФЛОРЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ
В статье приведены результаты исследования полисахаридов травы короставника полевого Knautia arvensis (Ь.) Coult. методами гравиметрии и денситометрии. Установлено, что полиса-харидный комплекс представлен водорастворимыми полисахаридами, пектиновыми веществами, гемицеллюлозами; установлен их моносахаридный состав. Преобладающими в полисаха-ридном комплексе являются водорастворимые полисахариды и пектиновые вещества.
Ключевые слова: короставник полевой, полисахаридный состав, водорастворимые полисахариды, пектины, гемицеллюлозы.
Род Короставник - Knautia Ь. - относится к семейству Ворсянковые (Dipsacaceae) и включает около 50 видов, наиболее распространенных в Европе. В СНГ встречается 6 видов, преимущественно на Кавказе. Во флоре России произрастает 2 вида, из которых широко распространен короставник полевой КшиШ arvensis (Ь.) Соик. [3, 7, 12].
Короставник полевой - многолетнее травянистое растение, высотой 40-80 см, с многоглавым корневищем и прямостоячим бороздчатым стеблем. Листья серовато-зеленые, супротивные, лировидные или перисто-раздельные, иногда цельные, обычно жестковолосистые, нижние - с черешками, верхние - сидячие, длиной 4-20 см. Цветки розовато-лиловые, мелкие, 7-10 мм длиной, собраны в соцветия - головки. Плоды -продолговато-яйцевидные семянки, густоопушенные, зеленовато-желтого цвета [5,7,12]. Цветет с июня до поздней осени, плоды созревают в июле - октябре [5,12].
Короставник полевой - евроазиатское растение, широко распространенное почти по всей Европе, в Западной Сибири, Казахстане. В России произрастает в Европейской части (кроме северных районов), на Северном Кавказе, на Юге Западной Сибири, как заносное - на Сахалине. В Средней России растет во всех областях. Общий ареал распространения: лесная зона, лесной и субальпийский пояс Европы, Западной Сибири и Предкавказья. Во всех областях Центральной России данный вид широко встречается по лугам, разреженным лесам и опушкам, среди кустарников, по паровым полям, на пастбищах [5,7,8,12].
В настоящее время короставник полевой применяется только в народной медицине; имеются данные об использовании данного растения в гомеопатии [12]. В народной медицине короставник полевой издавна применялся в качестве антисептического, противовоспалительного, отхаркивающего средства; наружно - при различных кожных заболеваниях [3, 12].
Несмотря на широкое использование данного растения в народной медицине при самых различных заболеваниях, химический состав короставника полевого мало изучен. Из данных литературы известно, что листья богаты витамином С (до 14,58 %). Трава содержит сапонины [2], горькие и дубильные вещества, иридоиды, сахара, каротин (провитамин А) (до 140 мг%) и другие витамины, микро- и макроэлементы [1].
Цель исследования заключалась в выделении и изучении полисахаридов из надземной части короставника полевого.
Объектом исследования служила воздушно-сухая измельченная трава короставника полевого, заготовленная в течение 2007-2009 гг. в Курской области в период массового цветения растений.
Методы исследования. Мы использовали методику фракционного выделения полисахаридов Н.К. Кочеткова [6]. С помощью этой методики полисахаридные комплексы из травы короставника полевого были разделены на фракции, содержащие водорастворимые полисахариды, пектиновые вещества, гемицеллюлозы А и Б.
И.Л. Дроздова Н.Н. Денисова
Курский государственный медицинский университет
e-mail: [email protected]
Предварительно лекарственное сырье экстрагировали 70% спиртом этиловым для удаления веществ фенольной природы [4]. Для получения водорастворимых полисахаридов (ВРПС) использовали воздушно-сухой шрот сырья после экстракции фе-нольных соединений. 100 г воздушно-сухого шрота экстрагировали 2 л горячей воды при нагревании до 95°С в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Повторное извлечение полисахаридов проводили дважды при соотношении сырье-экстрагент 1:10. Растительный материал отделяли центрифугированием, а объединенные экстракты упаривали до 1/5 первоначального объема. Полисахариды осаждали трехкратным (по отношению к извлечению) объемом 96% спирта этилового при комнатной температуре. Выпавший плотный осадок отфильтровывали, промывали спиртом этиловым, ацетоном, затем высушивали и взвешивали.
Из шрота, оставшегося после получения ВРПС, выделяли пектиновые вещества (ПВ). Экстракцию сырья проводили трехкратно смесью 0,5% растворов щавелевой кислоты и оксалата аммония (1:1) в соотношении 1:20 при 80-85°С в течение 2 часов. Объединенные экстракты концентрировали и осаждали пятикратным объемом 96% спирта этилового. Полученный осадок отфильтровывали, промывали спиртом этиловым, высушивали и взвешивали.
Из шрота, оставшегося после выделения пектиновых веществ, выделили геми-целлюлозы А и Б (ГЦ А и ГЦ Б). Экстракцию проводили 10% раствором натрия гидро-ксида в соотношении 1:5 при комнатной температуре в течение 12 часов. При добавлении ледяной уксусной кислоты образовался осадок ГЦ А, который отфильтровывали, высушивали и взвешивали. К фильтрату добавляли двукратный объем 96% спирта этилового, при этом образовывался осадок ГЦ Б, который промывали спиртом, высушивали и взвешивали [6].
Для установления моносахаридного состава ВРПС, ПВ, ГЦ проводили их гидролиз раствором кислоты серной (1 моль/л) при температуре 100-105°С в течение 6 часов - для ВРПС, 24 часов - для ПВ, 48 часов - для ГЦ А и ГЦ Б [9,10].
Определение качественного и количественного содержания сахаров в гидроли-затах выделенных ВРПС, ПВ, ГЦ проводили денситометрически после хроматографии в тонком слое сорбента параллельно с достоверными образцами моносахаридов [11].
Результаты исследования. В результате проведенных исследований из травы короставника полевого впервые выделен и разделен на фракции полисаха-ридный комплекс: выход водорастворимых полисахаридов составил 5,9%, пектиновых веществ - 7,9%, гемицеллюлозы А - 4,8% и ГЦ Б - 3,7% от воздушно-сухого сырья (см. таблицу).
Проведенный гравиметрический анализ показал преобладание в исследуемом растении водорастворимой фракции полисахаридов (ВРПС) и пектиновых веществ (ПВ).
ВРПС, выделенный из короставника полевого, представляет собой аморфный порошок светло-серого цвета; при растворении в воде образует опалесцирующий раствор (рН 1% водного раствора находится в пределах 5-6); растворяется также в водных растворах кислот и щелочей и не растворяется в органических растворителях. Полиса-харидный комплекс дает положительные реакции осаждения со спиртом, ацетоном, реакцию с реактивом Фелинга после кислотного расщепления полисахаридов.
ПВ из исследуемого растения представляет собой аморфный порошок светлосерого цвета, хорошо растворим в воде с образованием вязких растворов (рН 1% водного раствора находится в пределах 3-4). Водный раствор пектиновых веществ осаждается 1% раствором алюминия сульфата с образованием пектатов.
Гемицеллюлозы (ГЦ А и ГЦ Б) представляют собой аморфные порошки желтовато-коричневого цвета, хорошо растворимые в воде и растворе натрия гидроксида.
Данные качественного и количественного анализа моносахаридного состава ВРПС, ПВ, ГЦ А, ГЦ Б, определенного денситометрически, представлены в таблице.
Таблица
Характеристика полисахаридов, выделенных из травы короставника полевого
Группа полисахаридов Выход, % от воздушно-сухого сырья Моносахаридный состав, % к полисахаридному комплексу
Глюкоза Галактоза Ксилоза Араби-ноза Рам-ноза Галакту-роновая кислота Глюку-роновая кислота
- ВРПС 5,9 8,1 3,2 - 8,6 7,9 2,2 6,1
- ПВ 7,9 2,5 0,7 6,3 6,7 - 73,7 -
- ГЦ А 4,8 5,2 1,7 13,5 4,1 - - -
- ГЦ Б 3,7 1,8 3,5 15,8 6,0 - - -
Примечание: «-» - отсутствие моносахарида.
Из данных таблицы следует, что в состав водорастворимых полисахаридов травы короставника полевого входят нейтральные (глюкоза, галактоза, арабиноза, рамно-за) и кислые (галактуроновая и глюкуроновая кислоты) сахара. Из нейтральных сахаров преобладают арабиноза и глюкоза, из кислых - глюкуроновая кислота.
Основу пектиновых веществ составляет галактуроновая кислота (73,7%)- Кроме того, в выделенных ПВ обнаружены нейтральные моносахариды - глюкоза, галактоза, арабиноза, ксилоза.
В гидролизатах ГЦ А и ГЦ Б обнаружены нейтральные моносахариды: ксилоза, арабиноза, глюкоза и галактоза. Преобладающим моносахаридом в ГЦ А и ГЦ Б является ксилоза (13,5-15,8%), что указывает на наличие полисахаридов типа ксилана.
Выделение и анализ полисахаридного состава травы короставника полевого проведены впервые.
Выводы:
1. В результате проведенных исследований были впервые выделены и разделены на фракции полисахариды из травы короставника полевого.
2. Установлено, что полисахаридный комплекс короставника полевого представлен ВРПС, ПВ, ГЦ. Денситометрически определено качественное и количественное содержание моносахаридов в ВРПС, ПВ, ГЦ А и Б.
3. Преобладающими в полисахаридном комплексе являются водорастворимые фракции полисахаридов (ВРПС) и пектиновые вещества (ПВ). Высокий выход полисахаридов говорит о перспективности использования травы короставника полевого в качестве источника ВРПС и ПВ.
Литература
1. Ахмедов, Р. Б. Растения - твои друзья и недруги / Р.Б. Ахмедов // В мире науки. -2004. - №4. - С. 13.
2. Биелло, Д. Либо пчелы, либо цветы / Д. Биелло // В мире науки. - 2006. - №7. - С. 16.
3. Дикорастущие полезные растения России. / Отв. ред. А.Л. Буданцев, Е.Е. Лесиовская. - СПб.: Изд-во СПХФА, 2001. - 663 с.
4. Вылку, С. В. Исследование полисахаридов окопника лекарственного Symphytum officinale L. / С.В. Вылку // «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов растительного происхождения»: материалы 7 Междунар. съезда Фитофарм. - 2003. Санкт-Петербург-Пушкин, 3-5 июля 2003 г. - СПб., 2003. - С. 27-29.
5. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 3: Покрытосеменные (двудольные: раздельнолепестные) / И.А. Губанов, К.В. Киселёва, В.С. Новиков, В.Н. Тихомиров. Ин-т технологических исследований. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004. -520 с.
6. Кочетков, Н. К. Химия биологически активных природных соединений / Н.К. Кочетков. - М.: Химия, 1970. - 378 с.
7. Маевский, П. Ф. Флора средней полосы европейской части России / П.Ф. Маевский -М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. - 10-е изд. - 600 с.
8. Полуянов, А. В. Сосудистые растения Курской области: учебное пособие / А.В. Полуянов, Н.А. Прудников. - Курск, КГУ, 2005. - 80 с.
9. Рахманбердыева, Р.К. Сезонная динамика содержания и состава углеводов в Cardaria гере^ (БсИгепк) ^гш (Узбекистан) / Р.К. Рахманбердыева, А.М. Нигматуллаев // Раст. ресурсы.
- 2003. - Т. 39, вып. 1. - С. 76-80.
10. Степаненко, Б. Н. Химия и биохимия углеводов (Полисахариды) / Б.Н. Степаненко.
- М.: Высш. шк., 1978. - 256 с.
11. Филиппов, М. П. Колориметрическое определение уронидной части в пектиновых веществах / М.П. Филиппов // Изв. АН МССР: Сер. биол. и хим. наук. - 1973. - №3. - С. 76-79.
12. Флора средней полосы России: Атлас-определитель / К.В. Киселева, С.Р. Майоров, В.С. Новиков; Под ред. проф. В.С. Новикова. - М.: ЗАО «Фитон+», 2010. - 544 с.
POLYSACCHARIDES COMPOSITION ANALYSIS OF THE KNAUTIA ARVENSIS (L.) COULT. HERBS OF CENTRAL BLACK-SOIL REGION FLORA
Kursk State Medical University
I.L. DROZDOVA N.N. DENISOVA
The article runs about results of investigation of the Knautia ar-vensis (L.) Coult. herb. polysaccharides by means of gravimetry and densimetry. It has been established that carbohydrate complex of Knautia arvensis (L.) Coult. her is represented by water-soluble polysaccharides, pectins, hemicelluloses; besides their monosaccharide composition has been determined. The mane polysaccarides are water-soluble polysaccharides and pectins.
e-mail: [email protected]
Key words: Knautia arvensis, polysaccharides composition, water-soluble polysaccharides, pectins, hemicelluloses.
