Научная статья на тему 'Антиоксидантные свойства листьев Arctostaphylos uva-ursi L. и Vacciniumvitis-idaea L. в составе биокомплекса на основе лишайников'

Антиоксидантные свойства листьев Arctostaphylos uva-ursi L. и Vacciniumvitis-idaea L. в составе биокомплекса на основе лишайников Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
528
117
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛИШАЙНИКИ / КОМПЛЕКС / МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ / БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА / СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ / ХРОМАТОГРАФИЯ / ТИТРИМЕТРИЯ / АРБУТИН / ФЛАВОНОИДЫ АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Степанова Альбина Васильевна, Кузьмина Саргылана Семеновна, Аньшакова Вера Владимировна, Соловьева Марианна Иннокентьевна

Целью исследования является определение содержания арбутина, суммы флавоноидов и общей антиоксидантной активности в растительном сырье и в комплексном биопрепарате на основе талломa лишайников, листьев брусники, толокнянки «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный». Объектами исследования служили листья толокнянки обыкновенной (Arctostaphylos uva-ursi L.) и брусники (Vacciniumvitis-idaea L.), талломы лишайника (Cladonia rangiferina (L.)Web.) и биокомплекс на основе механоактивированного лишайника, листьев брусники и толокнянки в массовом соотношении 18:1:1. В листьях толокнянки и брусники идентифицированы флавоноиды и арбутин, в биокомплексе арбутин и следы флавоноидов. Количественное содержание арбутина определяли хроматоспектрофотометрическим методом, содержание флавоноидов спектрофотометрическим методом, антиоксидантную активность (АОА) титриметрическим методом. По результатам исследования выявлено, что содержание арбутина и флавоноидов в листьях толокнянки выше в 1,5 раза, а АОА выше в 2 раза, чем в листьях брусники. В низкодозированном биокомплексе «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный» содержание арбутина ниже в 2,5 раза, чем в листьях толокнянки, а АОА ниже в 4,7 раз по сравнению с механоактивированной порошковой смесью листьев брусники и толокнянки (соотношение 1:1). В составе исследуемого биокомплекса толокнянка занимает всего 5 %, а лишайник 90 % от состава. В лишайнике содержание арбутина и флавоноидов очень низкое (следы), а АОА по сравнению с листьями толокнянки ниже в 13 раз. Это указывает на то, что при механоактивации биокомплекса усиливаются антиоксидантные свойства компонентов за счет увеличения АОА действующих веществ и, возможно, повышения их количества за счет интенсификации их извлечения из сырья при данной обработке по сравнению с исходным растительным сырьем. Таким образом, исследуемый комплексный биопрепарат на основе таллома лишайника, листьев брусники и толокнянки вполне может рассматриваться как потенциальное антиоксидантное средство с действующими веществами арбутином и лишайниковыми олигосахаридами и рекомендован для дальнейших фармакологических исследований. Кроме того, низкодозированная удобная для употребления форма данного биокомплекса будет способствовать рациональному, экономичному использованию растительного сырья, позволит осуществить стандартизацию средств как на стадии изготовления, так и на стадии получения конечного продукта, повысит точность дозирования, удобство при хранении и применении.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Степанова Альбина Васильевна, Кузьмина Саргылана Семеновна, Аньшакова Вера Владимировна, Соловьева Марианна Иннокентьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Antioxidant Properties of Leaves Arctostaphylos uva-ursi L. and Vacciniumvitis-idaea l. in the Biocomplex Composition on the Basis of Lichens

The aim of the study is to determine the content of arbutin, the amount of flavonoids and the total antioxidant activity in plant raw materials and in a mechanically activated complex biopreparation based on thalloma of lichens : cranberry leaves : bearberry in ratio 18 : 1 : 1 respectively. The objects of study were the leaves of bearberry (Arctostaphylos uva-ursi L.) and cowberry (Vaccinium vitis-idaea L.), thalloma of lichen (Cladonia rangiferina (L.) Web.) and biocomplex based on mechanically activated lichen, leaves of cowberry and bearberry in a weight ratio 18 : 1 : 1. Flavonoids and arbutin were identified in the leaves of bearberry and cowberry, and arbutin and traces of flavonoids were found in the biocomplex. The quantitative content of arbutin was determined by chromatographic spectrophotometric methods, the content of flavonoids by spectrophotometric method, antioxidant activity (AOA) by the titrimetric method. According to the results of the study, the content of arbutin and flavonoids in the bearberry leaves is 1.5 times higher, and the AOA is twice as high as in the leaves of cowberry. In the low-dose biocomplex, the "mechanically activated" lichen-cowberry-bearberry 18: 1: 1, the content of arbutin is 2.5 times lower than in the bearberry leaves, and the AOA is 4.7 times lower in comparison with the mechanically activated powder mixture of cranberry and bearberry leaves (ratio 1: 1). In a researched biocomplex bearberry takes only 5 % and lichen up to 90 % from general composition. Contents of arbutin and flavonoids in lichen is very low and AOA in lichen compared with bearberry leaves is 13 times lower. This indicates that the mechanoactivation of the biocomplex enhances the antioxidant properties of the components by increasing the AOA of active substances and, possibly, increasing their amount by intensifying their extraction from the raw material in this treatment in comparison with the original plant raw material. Thus, the investigated complex biopreparation based on the thalloma of lichen, cowberry leaves and bearberry can be considered as a potential antioxidant agent with active substances arbutin and lichen oligosaccharides and is recommended for further pharmacological studies. Moreover, the low-dose, convenient form of this biocomplex will promote rational, economical use of plant raw materials, allow standardization of the products both at the manufacturing stage and at the stage of obtaining the final product, improve the accuracy of dosing, convenience in storage and use.

Текст научной работы на тему «Антиоксидантные свойства листьев Arctostaphylos uva-ursi L. и Vacciniumvitis-idaea L. в составе биокомплекса на основе лишайников»

УДК [582.29]: 615.322

А. В. Степанова, С. С. Кузьмина, В. В. Аньшакова, М. И. Соловьева

Антиоксидантные свойства листьев АгсЬозЬарНуЬоз жа-игв1 Ь. и УасЫтитиШвЛйава Ь. в составе биокомплекса на основе лишайников

СВФУ им. М.К. Аммосова, г. Якутск, Россия

Аннотация. Целью исследования является определение содержания арбутина, суммы флавоноидов и общей антиоксидантной активности в растительном сырье и в комплексном биопрепарате на основе таллома лишайников, листьев брусники, толокнянки «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный». Объектами исследования служили листья толокнянки обыкновенной (Arctostaphylos uva-ursi L.) и брусники (Vacciniumvitis-idaea L.), талломы лишайника (Cladonia rangiferina (L.)Web.) и биокомплекс на основе механоактивированного лишайника, листьев брусники и толокнянки в массовом соотношении 18:1:1. В листьях толокнянки и брусники идентифицированы флавоноиды и арбутин, в биокомплексе - арбутин и следы флавоноидов. Количественное содержание арбутина определяли хроматоспектрофотометрическим методом, содержание флавоноидов - спектрофотометрическим методом, антиоксидантную активность (АОА) - титриметрическим методом. По результатам исследования выявлено, что содержание арбутина и флавоноидов в листьях толокнянки выше в 1,5 раза, а АОА выше в 2 раза, чем в листьях брусники. В низкодозированном биокомплексе «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный» содержание арбутина ниже в 2,5 раза, чем в листьях толокнянки, а АОА ниже в 4,7 раз по сравнению с механоактивированной порошковой смесью листьев брусники и толокнянки (соотношение 1:1). В составе исследуемого биокомплекса толокнянка занимает всего 5 %, а лишайник - 90 % от состава. В лишайнике содержание арбутина и флавоноидов очень низкое (следы), а АОА по сравнению с листьями толокнянки ниже в 13 раз. Это указывает на то, что при механоактивации биокомплекса усиливаются антиоксидантные свойства компонентов за счет увеличения АОА действующих веществ и, возможно, повышения их количества за счет интенсификации их

СТЕПАНОВА Альбина Васильевна - инженер-исследователь УНТ лаборатории «Механохимичес-кие биотехнологии» биологического отделения ИЕН СВФУ им. М.К. Аммосова.

E-mail: stepav@inbox.ru

STEPANOVA Albina Vasilevna - Engineer Researcher of the Laboratory "Mechanochemical Biotechnologies" Department of Biology, The Institute of Natural Sciences NEFU.

КУЗьМИНА Саргылана Семеновна - к. б. н., доцент отделения биологии ИЕН СВФУ им. М.К. Аммосова.

E-mail: sskuzmina@bk.ru

KUZMINA Sargylana Semenovna - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Department of Biology, The Institute of Natural Sciences NEFU, Associate Professor.

АНьшАКОВА Вера Владимировна - к. п. н., г. н. с. УНТЛ «Механохимические биотехнологии» отделения биологии ИЕН СВФУ им. М.К. Аммосова.

E-mail: anshakova_v@mail.ru

ANSHAKOVA Vera Vladimirovna - Chief Researcher of the Laboratory "Mechanochemical Biotechnologies" Department of Biology, The Institute of Natural Sciences NEFU, Associate Professor.

СОЛОВьЕВА Марианна Иннокентьевна - к. б. н., доцент отделения биологии ИЕН СВФУ им. М.К. Аммосова.

E-mail: cmi79@mail.ru

SOLOVEVA Marianna Innokentevna - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor Department of Biology, The Institute of Natural Sciences NEFU.

извлечения из сырья при данной обработке по сравнению с исходным растительным сырьем. Таким образом, исследуемый комплексный биопрепарат на основе таллома лишайника, листьев брусники и толокнянки вполне может рассматриваться как потенциальное антиоксидантное средство с действующими веществами арбутином и лишайниковыми олигосахаридами и рекомендован для дальнейших фармакологических исследований. Кроме того, низкодозированная удобная для употребления форма данного биокомплекса будет способствовать рациональному, экономичному использованию растительного сырья, позволит осуществить стандартизацию средств как на стадии изготовления, так и на стадии получения конечного продукта, повысит точность дозирования, удобство при хранении и применении.

Ключевые слова: лишайники, комплекс, механохимическая биотехнология, биологически активные вещества, спектрофотометрия, хроматография, титриметрия, арбутин, флавоноиды антиоксидантная активность.

Исследование проводилось в рамках выполнения работы 15.6845.2017/7.8 «Обеспечение проведения научных исследований» государственного задания Минобрнауки России.

A. V. Stepanova, S. S. Kuzmina, V. V. Anshakova, M. I. Soloveva

Antioxidant Properties of Leaves Arctostaphylos uva-ursi L. and Vacciniumvitis-idaea l. in the Biocomplex Composition on the Basis of Lichens

M.K. Ammosov North-Eastern Federal University, Yakutsk, Russia

Abstract. The aim of the study is to determine the content of arbutin, the amount of flavonoids and the total antioxidant activity in plant raw materials and in a mechanically activated complex biopreparation based on thalloma of lichens : cranberry leaves : bearberry in ratio 18 : 1 : 1 respectively. The objects of study were the leaves of bearberry (Arctostaphylos uva-ursi L.) and cowberry (Vaccinium vitis-idaea L), thalloma of lichen (Cladonia rangiferina (L.) Web) and biocomplex based on mechanically activated lichen, leaves of cowberry and bearberry in a weight ratio 18 : 1 : 1. Flavonoids and arbutin were identified in the leaves of bearberry and cowberry, and arbutin and traces of flavonoids were found in the biocomplex. The quantitative content of arbutin was determined by chromatographic spectrophotometric methods, the content of flavonoids by spectrophotometric method, antioxidant activity (AOA) by the titrimetric method. According to the results of the study, the content of arbutin and flavonoids in the bearberry leaves is 1.5 times higher, and the AOA is twice as high as in the leaves of cowberry. In the low-dose biocomplex, the "mechanically activated" lichen-cowberry-bearberry 18: 1: 1, the content of arbutin is 2.5 times lower than in the bearberry leaves, and the AOA is 4.7 times lower in comparison with the mechanically activated powder mixture of cranberry and bearberry leaves (ratio 1: 1). In a researched biocomplex bearberry takes only 5 % and lichen up to 90 % from general composition. Contents of arbutin and flavonoids in lichen is very low and AOA in lichen compared with bearberry leaves is 13 times lower. This indicates that the mechanoactivation of the biocomplex enhances the antioxidant properties of the components by increasing the AOA of active substances and, possibly, increasing their amount by intensifying their extraction from the raw material in this treatment in comparison with the original plant raw material. Thus, the investigated complex biopreparation based on the thalloma of lichen, cowberry leaves and bearberry can be considered as a potential antioxidant agent with active substances arbutin and lichen oligosaccharides and is recommended for further pharmacological studies. Moreover, the low-dose, convenient form of this biocomplex will promote rational, economical use of plant raw materials, allow standardization of the products both at the manufacturing stage and at the stage of obtaining the final product, improve the accuracy of dosing, convenience in storage and use.

Keywords: lichen, cowberry, bearberry, complex, mechanochemical technology, spectrometric, chromatographic, titrimetric, arbutin, flavonoids, antioxidant activity.

The research was carried out within the work 15.6845.2017/7/8 'Ensuring the Conduct of Scientific Research' of the state task of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation.

Введение

Одной из актуальных проблем современной фармакологии является поиск новых высокоэффективных и безопасных лекарственных средств. Благодаря успехам в области органического синтеза было создано множество лечебных средств. Однако в настоящее время поиск фармакологических веществ ведётся не только среди продуктов химического синтеза, но и среди лекарственного растительного сырья [1]. Этому направлению способствуют огромный опыт ученых и накопленные знания народной медицины. Растительные препараты бесспорно имеют ряд преимуществ перед синтетическими: низкая токсичность либо даже отсутствие таковой, относительная мягкость фармакологических эффектов, широта терапевтического действия и, как правило, многонаправленность лечебного воздействия на организм [2, 3]. Работы по поиску активных компонентов в лекарственных растениях и выяснение механизмов их терапевтического действия остаются весьма востребованными в условиях современного состояния фармацевтической и фармакологической науки.

В последнее время в фарминдустрию вводятся все новые виды лекарственных растений, расширяется производство биофармпрепаратов из растительного возобновляемого сырья. Одним из наиболее перспективных направлений является создание современных фитопрепаратов с использованием механохимических биотехнологий, базирующихся на синергетном сочетании составляющих в биокомплексе за счет комплексообразования. Такие препараты разрабатываются на основе полимерной матрицы природных поли- и олигосахаридов, пролонгирующих действие активного вещества (фармакона), повышающих его биологический (в том числе терапевтический ) эффект в несколько раз, при этом снижая дозу и токсичность. В качестве источников полимерной матрицы широко используются лишайники, а в качестве фармаконов - биологически активные вещества (БАВ) лекарственных растений. Механохимическая переработка растительного сырья происходит за счет ударно-истирающего воздействия с добавками твердофазных химических реагентов на ткани растений, что сопровождается разрушением клеточных стенок и высвобождением физиологически активных веществ в активной форме. Преимуществом такого производства являются низкие производственные затраты, выделение ФАВ практически без потерь в активной форме без участия растворителей в одну технологическую стадию [4]. Проведенные нами исследования показали, что в механоактивированном биокомплексе лишайника с родиолой розовой в массовом соотношении 10:1 происходит комплексообразование между лишайниковыми бета-олигосахаридами и тканями лекарственного растения, что повышает биодоступность фармакона и способствует увеличению его биоактивности [5].

Получение биокомплексов с применением современных технологических процессов, обеспечивающих максимальное извлечение всех действующих веществ из исходного растительного сырья, доведение их до удобной для употребления формы будет способствовать рациональному, экономичному использованию растительного сырья, позволит осуществить стандартизацию средств как на стадии изготовления, так и на стадии получения конечного продукта, повысит точность дозирования, удобство при хранении и применении.

В последние годы значительно повысился интерес к препаратам, способным влиять на интенсивность свободнорадикальных процессов в организме человека. Для регулирования свободнорадикальных процессов в организме применяют БАВ, проявляющие антиоксидантные свойства. К ним относятся препараты как синтетического, так и природного происхождения, среди которых немаловажное значение имеют те растительные препараты, в состав которых входят биофлавоноиды, каротиноиды и др. Использование подобных препаратов чрезвычайно перспективно, поскольку они, являясь естественными антиоксидантами, легко и органично вступают в метаболические процессы в организме. В качестве источников антиоксидантов растительного происхожде-

ния нами рассмотрены лишайники, которые, будучи хорошо адаптированными, играют заметную роль во флоре северных регионов, часто лидируют и порой при определенных условиях даже доминируют в растительном покрове этих территорий. Содержание в слоевище лишайников биологически активных веществ (БАВ) обусловливает довольно широкое их использование в официальной и народной медицине для лечения различных болезней, связанных с метаболическими нарушениями, также применение их в качестве иммуномодулирующих, противоопухолевых, гепатопротекторных и детоксикационных препаратов [4]. На основе механоактивированных слоевищ лишайников рода Cladonia был разработан биокомплекс, обогащенный фитокомпонентами из листьев брусники и толокнянки, в массовом соотношении 18:1:1. При выборе дозировки ягеля учитывали несколько факторов: необходимость максимального обогащения продуктов биологически ценными компонентами, достижение оптимальной концентрации с точки зрения их лечебного воздействия на организм, получение готовых изделий с высокими органолептическими свойствами. Комплекс представляет собой ультрадисперсную порошкообразную массу. Цвет светло-серый с зеленоватым оттенком. Вкус и запах, свойственные ягелю, без посторонних привкуса и запаха.

Листья толокнянки и брусники широко применяются в медицинской практике, проявляют антимикробное, диуретическое, вяжущее и противоспалительное действия, обусловленные наличием в растениях фенольных соединений арбутина, гидрохинона, флавоноидов, а также других БАВ [2]. Фенольные соединения в ряду известных антиоксидантов обладают наибольшим разнообразием химических свойств и биологической активности. Установлено, что арбутин тормозит перекисное окисление линолевой кислоты [6], в опытах на животных оказывает выраженное антиоксидантное действие [7]. Таким образом, изучение биокомплексов на основе растительного сырья, профилактическая эффективность которых обусловлена гармоничным сочетанием биологически активных веществ, содержащихся в растениях и представляющих собой своеобразные корригирующие системы, является актуальным направлением биологии и практического здравоохранения.

Целью исследования является определение содержания арбутина, суммы флавоноидов и общей антиоксидантной активности в растительном сырье и комплексном биопрепарате на основе таллома лишайников, листьев брусники, толокнянки.

Методика исследования

Объектами исследования служили листья толокнянки и брусники, талломы лишайника и биокомплекс на основе механоактивированного лишайника, листьев брусники и толокнянки в массовом соотношении 18:1:1. Побеги толокнянки обыкновенной (Arctostaphylos uva-ursi L. ) и брусники (Vacciniumvitis-idaea L.) собирали согласно Государственной фармакопее [8] в конце августа после полного созревания плодов в 4 км от с. Алтанцы Амгинского улуса. Метод отбора проб листьев брусники и толокнянки производится согласно ГОСТу 24027.0-80 «Сырье лекарственное растительное. Правила приемки и методы отбора проб». Сбор лишайника (Cladonia rangiferina (L.) Web.) проводили также в 4 км от с. Алтанцы на расстоянии более 100 м от дороги. При заготовке ягеля срезали ножом верхнюю часть подеция (1/3 высоты).

Для получения биокомплекса сырье измельчали на высокоскоростном миксере «KSM-50» (Южная Корея), измельченные навески лишайникового сырья и листьев брусники с толокнянкой перемешивали непрерывно в течение 5 часов, а совместную механохимичес-кую активацию проводили в механохимической установке «ЦЭМ 7-80» (Россия).

Количественный анализ проводили на спектрофотометре «Libra S12» (Великобритания). Точность измерения оптической плотности 1 %, точность установки длины волны 1нм, скорость сканирования 900 нм/мин, рН растворы измеряли на рН-метре «Metrohm» (Швейцария), модель 713 с точностью ± 0,03ед. Взвешивание анализируемого материала

проводили на аналитических весах «Mettler Toledo» (Швейцария), точность ±0,2мг. Массу сырья и потерю массы при высушивании определяли в анализаторе влажности «Kern» MLS-50 (Австрия) при температуре 60 °С.

Для идентификации флавоноидов и арбутина в растительном сырье использовали методики Государственной фармакопеи [8]: реакцию с алюминием хлоридом, реакцию с едкими щелочами (NaOH, KOH), реакцию с треххлорным железом на флавоноиды, реакцию с фосфорно-молибденово-кислым натрием в НО, реакцию с сульфатом железа (II) на арбутин.

Количественное содержание арбутина определяли тремя методиками. По методике Государственной фармакопеи [8] проводили йодометрическое титрование гидрохинона, полученного после извлечения и гидролиза арбутина из сырья. Спектрофотометрический метод определения арбутина [9] в исследуемом образце проводили путем экстрагирования арбутина из сырья дистиллированной водой при нагревании (100 оС) с осаждением сопутствующих веществ ацетатом свинца (10%-м раствором) и дальнейшим определением оптической плотности очищенного экстракта при максимуме поглощения гидрохинона (288 нм). Содержание арбутина в пересчете на гидрохинон в % измеряли и вычисляли по удельному показателю поглощения гидрохинон-стандарта E% =230. При хроматоспектрофотометрическом методе определения [10] арбутин экстрагировали 60 % этанолом, дополнительно проводили хроматографическую очистку от сопутствующих веществ на оксиде алюминия. Оптическую плотность очищенного элюата измеряли при длине волны 285 нм в сравнении с арбутин-стандартом российской инновационной фармацевтической компании «Фитопанацея».

Определение суммы флавоноидов провели спектрофотометрическим методом [11], основанным на измерении оптической плотности комплекса флавоноидов с алюминия хлоридом при 407 нм. Содержание суммы флавоноидов в пересчете на гиперозид рассчитывали с учетом удельного показателя поглощения гиперозид-стандарта Ei% =291,09.

1 см ^

Антиоксидантную активность (АОА) исследуемых образцов определяли титриметри-чески по методике, разработанной Максимовой Т. В. с соавторами [12]. Показателем относительной АОА служит объем экстракта в миллилитрах, израсходованный на титрование 1 мл 0,05 Н раствора перманганата калия в 0,024 М растворе серной кислоты. Расчет показателя АОА (мг/г) производится по формуле в пересчете на кверцетин.

Результаты обрабатывали статистическим методом вариационных рядов Стьюдента с использованием программы Microsoft Exel. Данные в таблицах представлены в виде М±m, где М — средняя, m — ошибка средней.

Результаты исследования

Анализ данных

Результаты качественных реакций, представленные в табл. 1, показывают, что в листьях толокнянки, брусники и в «биокомплексе ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный» содержатся флавоноиды и арбутин. Появление коричневой окраски с 1%-спиртовым раствором хлорида железа свидетельствует о наличии свободной 3-ОН-группы, зеленой окраски - о наличии свободной 5-ОН-группы [8]. Выявленная окраска продуктов реакций предполагает наличие преимущественно флавонолов, их гликозидов и флавонов. Черное окрашивание с кратковременным появлением зеленого связано с присутствием дубильных веществ, содержание которых значительно превосходит содержание флавоноидов. Для лучшего наблюдения за окрашиванием густые и непрозрачные экстракты разбавляли. Качественные реакции свидетельствуют о наличии арбутина во всех исследуемых образцах. Интенсивность окраски предполагает наибольшее количество в листьях толокнянки и меньшее - в биокомплексе.

Таблица 1

Результаты качественного анализа флавоноидов

Образец Качественные реакции

флавоноиды арбутин

2 % спиртовой раствор AlCl3 30 % спиртовой раствор NaOH 1 % раствор FeCl3 спиртовой раствор FeSO4 10 % натрия фосфорно-молибденово-кислый в НС1

Листья Vaccinium vitis-idaea L. темно-желтый темно-зеленый темно-зеленый желто-зеленый темно-синий с белым осадком

Листья Arctostaphylos uva-ursi L зеленовато-желтый желтый темно-синий светло-зеленый темно-синий осадок

Биокомплекс Cladonia rangiferina (L.)Web. - Vaccinium vitis-idaea L -Arctostaphylos uva-ursi L 18:1:1 механо- активированный светло-желтый темно-коричневый темно-коричневый коричнево-зеленый белый осадок с синим оттенком

Таблица 2

Влияние концентрации экстрагента и степени измельченности сырья на экстракцию флавоноидов

Влияние концентрации экстрагента Влияние степени измельченности

концентрация этанола содержание флавоноидов, % степень измельченно сти содержание флавоноидов, %

40 % 1,15±0,06 3 мм 1,18±0,07

50 % 1,99±0,08 1 мм 1,96±0,10

70 % 1,62±0,06 Менее 1 мм 1,31±0,12

Примечание: достоверность различий р<0,05

Результаты исследования Анализ данных

Первым этапом при количественном анализе, обеспечивающим полное использование растительного материала, является правильная подготовка проб для анализа. В большинстве известных нам работ количественный анализ флавоноидов проводили в этаноловых экстрактах растений. При этом экстракция из сырья флавоноидов производится в этаноле разной процентной концентрации. Для получения достоверной информации о содержании флавоноидов в исследуемых образцах было проведено сравнительное определение суммы флавоноидов при разных условиях экстрагирования и были выявлены оптимальные условия экстрагирования (табл. 2). Результаты исследования показали наибольший выход флавоноидов при экстракции 50 % этанолом в измельченном до 1мм сырье (соотношение сырья и экстрагента 1:100).

Результаты исследования

Таблица 3

Выбор оптимального режима экстракции флавоноидов

Количество экстракций Время одной экстракции, мин Содержание флавоноидов, %

1 15 0,85±0,06

2 15 1,42±0,12

3 15 1,97±0,13

3 30 1,40±0,10

Примечание: достоверность различий р<0,05

Таблица 4

Содержание суммы флавоноидов и арбутина в исследованных образцах (% от массы воздушно-сухого сырья)

Образец Флавоноиды, % Арбутин, %

йодометрическое титрование спектрофото-метрический метод хроматоспектро-фотометрический метод

Листья Vaccinium vitis-idaea L. 1,29±0,09 16,75±1,54 14,8±0,74 3,84±0,51

Листья Arctostaphylos uva-ursi L 2,02±0,11 17,3±1,66 17,3±1,66 5,67±0,24

биокомплекс Cladonia rangiferina (L.)Web. -Vaccinium vitis-idaea Ь - Arctostaphylos uva-ursi L 18:1:1 механоактивированный 0,12±0,01 0,78±0,08 2,29±0,19 2,41±0,22

Примечание: достоверность различий р<0,05

Анализ данных

Флавоноиды, как и другие фенольные соединения, являются субстратами ферментов-пероксидаз, активирующихся при различных воздействиях на ткани растений. Кипячение в спирте сырья при анализе немедленно нейтрализует пероксидазу и тем самым обеспечивается более полный выход флавоноидов при экстрагировании. Считается, что наиболее эффективна трехкратная дробная экстракция биомассы этиловым спиртом в течение 40-60 мин с последовательной сменой этанола с большей концентрации на меньшую [8]. В результате нашего исследования (табл. 3) выявлено, что оптимальным режимом экстракции флавоноидов 50%-ым этанолом является нагревание на кипящей водяной бане в колбе с обратным холодильником 3 раза по 15 минут (соотношение сырья и экстрагента 1:100).

Результаты исследования

Анализ данных

Результаты количественного определения показали, что в листьях толокнянки содержится в 1,5 раза (р<0,05) больше флавоноидов, чем в листьях брусники (табл. 4). В биокомплексе «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный» обнаружены только следы флавоноидов. По литературным данным, идентифицированы 7 флавоноидов

Таблица 5

Антиоксидантная активность исследуемых образцов, мг/мл

Образец АОА, мг/мл

Листья Vaccinium vitis-idaea L. 0,89±0,07

Листья Arctostaphylos uva-ursi L 1,78±0,11

Cladonia rangiferina (L.)Web. механоактивированный 0,13±0,01

смесь листьев Vaccinium vitis-idaea L. и Arctostaphylos uva-ursi L 1:1 механоактивированная 1,56±0,04

биокомплекс Cladonia rangiferina (L.)Web. - Vaccinium vitis-idaea L. - Arctostaphylos uva-ursi L 18:1:1 механоактивированный 0,33±0,02

Примечание: достоверность различий р<0,01

(кемпферол, лютеолин, мирицетин, кверцетин, гиперозид, дигидрокверцетин, кверцитрин) в листьях толокнянки и 4 флавоноида (кемпферол, лютеолин, кверцитрин, авикулярин) в листьях брусники [13]. А по ранее полученным нами данным в механоактивированном порошке лишайника СМоша из флавоноидов идентифицированы кверцетин, лютеолин и гиперозид [14], но определение содержания по используемой методике не представлялось возможным из-за их незначительного количества. Таким образом, листья толокнянки более богаты флавоноидами также и по качественному составу и разнообразию представленных групп. При производстве исследуемого биокомплекса «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный» общее содержание флавоноидов в порошке снижается за счет их низкого содержания в лишайнике.

Определение арбутина различными методиками показало завышенные результаты в листьях растений при двух методах исследования, которые проводились без очистки сопутствующих веществ (табл. 4). Но по всем полученным данным в листьях толокнянки содержание арбутина существенно выше, чем в листьях брусники. По результатам хроматоспектрофотометрического анализа содержание арбутина в листьях толокнянки выше почти в 1,5 раза, чем в листьях брусники (р<0,05) и 2,3 раза — чем в исследуемом биокомплексе (р<0,05), то есть сохранность арбутина в порошке исследуемого биокомплекса очень высокая. Таким образом, исследуемый комплексный биопрепарат на основе таллома лишайника, листьев брусники и толокнянки вполне может рассматриваться как потенциальный препарат с действующим веществом арбутином наряду с лишайниковыми олигосахаридами и рекомендован для дальнейших фармакологических исследований.

Результаты исследования

Анализ данных

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Поскольку арбутин и флавоноиды являются фенольными соединениями и обладают высокой антиоксидантной активностью [15], нами было проведено сравнительное исследование антиоксидантной активности (АОА) листьев брусники и толокнянки, а также биокомплекса на их основе «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный». Полученные результаты (табл. 5) показывают, что антиоксидантная активность листьев толокнянки намного превосходит АОА и листьев брусники (в 2 раза), и ягеля механоактивированного (в 13 раз). Это может быть обусловлено прямой антирадикальной активностью за счет свободных фенольных гидроксилов арбутина и флавоноидов, содержание которых в листьях толокнянки намного выше, чем в листьях брусники. Кроме того, в листьях толокнянки и брусники содержатся фенолокислоты, которые тоже

вносят свой вклад в антиоксидантную активность растительного сырья. Таким образом, разный уровень АОА в листьях толокнянки и брусники подтверждает выявленные различия в содержании в них биологически активных веществ антиоксидантного действия арбутина и флавоноидов. Для определения влияния механоактивации на АОА в листьях, мы сделали измерение в механоактивированной смеси этих листьев в соотношении 1:1. Что интересно, АОА этой смеси практически сохранила уровень активности в листьях толокнянки, что указывает на усиление антиоксидантных свойств растительного сырья при механоактивации. В низкодозированном биокомплексе «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный» по сравнению с механоактивированной порошковой смесью листьев брусники и толокнянки (соотношение 1:1) АОА ниже примерно в 4,7 раз. Это указывает на то, что при механоактивации биокомплекса усиливаются антиоксидантные свойства компонентов за счет увеличение АОА действующих веществ по сравнению с исходным растительным сырьем.

Заключение

Проведены качественные реакции и количественное определение флавоноидов и арбутина при выявленных оптимальных условиях их экстрагирования из листьев брусники и толокнянки, а также сравнительное их определение в биокомплексе «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный». Исследована антиоксидантная активность биокомплекса «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный» и растительного сырья - компонентов биокомплекса. Содержание арбутина и флавоноидов в листьях толокнянки выше в 1,5 раза, а АОА выше в 2 раза, чем в листьях брусники. В низкодозированном биокомплексе «ягель-брусника-толокнянка 18:1:1 механоактивированный» содержание арбутина ниже в 2,5 раза, чем в листьях толокнянки, а АОА ниже в 4,7 раз. В составе исследуемого биокомплекса толокнянка занимает всего 5 %, а лишайник - 90 % от состава биокомплекса. В лишайнике содержание арбутина и флавоноидов очень низкое (следы), а АОА по сравнению с листьями толокнянки ниже в 13 раз. Поэтому можно отметить, что в механоактивированном биокомплексе снижение содержания арбутина и АОА происходит незначительно по сравнению с массовыми соотношениями фитокомпонентов в составе. Это указывает на то, что при механоактива-ции биокомплекса усиливаются антиоксидантные свойства компонентов за счет увеличения АОА действующих веществ и, возможно, увеличения количества их в активной форме при данной обработке по сравнению с исходным растительным сырьем. Таким образом, исследуемый комплексный биопрепарат на основе таллома лишайника, листьев брусники и толокнянки вполне может рассматриваться как потенциальное антиоксидантное средство с действующими веществами арбутином и лишайниковыми олигосахаридами и рекомендован для дальнейших фармакологических исследований.

Л и т е р а т у р а

1. Хасанова С. Р. Сравнительное изучение антиоксидантной активности растительных сборов / С. Р. Хасанова [и др.] // Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. - 2007 - № 1.

- С. 163-166.

2. Машковский М. Д. Лекарственные средства: в 2 т. - М., 2000. Т.1. - 540 с.

3. Азарова О. В., Галактионова Л. П. Флавоноиды: механизм противовоспалительного действия // Химия растительного сырья. - 2012. - № 4. - С. 61-78.

4. Аньшакова В. В. Биотехнологическая механохимическая переработка лишайников рода Cladonia: монография, 2013. - 81с.

5. Аньшакова В. В., Степанова А. В., Уваров Д. М., Смагулова А. Ш., Наумова К. Н., Васильев П. П., Кершенгольц Б. М. Актопротекторная активность комплексного биопрепарата на основе таллома лишайников и родиолы розовой // Экология человека. - 2015.- № 5. - С. 46-51.

6. Frobne D. The urinary disinfectant effect of extract from leaves uva ursi// Planta Med. - 1970. - №18.

- P. 1-25

7. Волобой Н. Л., Зверев Я. Ф., Брюханов В. М., Талалаева О. С., Замятина С. В., Зяблова О. Н., Смирнов И. В. Антиоксиданшый и прооксидантный эффекты арбутина и гидрохинона в эксперименте in vitro// Бюллетень сибирской медицины. - 2011. - №5. - С. 41-44.

8. Государственная Фармакопея СССР. Одиннадцатое издание. - Вып. 2. - М.: Медицина, 1990.

- 400 с.

9. Мазулин А. В., Калошина Н. А., Денисенко О. Н. Способ количественного определения арбутина в лекарственном растительном сырье // Патент SU 1582090 A1. 1990. Бюл. №28.

10. Лубсандоржиева П. Б., Жигжитов Б. С., Даргаева Т. Д., Базарова Ж. Г., Наслаева Л. А. Хроматоспектрофотометрическое определение арбутина в листьях Bergeniacrassifolia (L.) Fritisch // Химико-фармацевтический журнал. - 2000. - Т. 34, №5. - С. 38-41.

11. Мазепина Л. С., Бузук Г. Н., Белоногова В. Д., Фурса Н. С. Количественное определение суммы флавоноидов в листьях толокнянки // Вестник фармации (Беларусь). - 2009. - №2 (44). - С. 26-30.

12. Максимова Т. В., Никулина И. Н., Пахомов В. П.,Шкарина Е. И., Чумакова З. В., Арзамасцев А. П. / Способ определения антиокислительной активности. Патент РФ, №2170930, 2001.

13. Охрименко Л. П., Калинкина Г. И., Лукша Е. А., Коломиец Н. Э. Исследование фенольных соединений листьев голубики, брусники, толокнянки, черники и зимолюбки, произрастающих в республике Саха (Якутия) // Химия растительного сырья. - 2009. - № 3. - С. 109-115.

14. Аньшакова В. В., Степанова А. В., Смагулова А. Ш. Химический анализ лишайника как потенциального биосырья Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 6. URL: http:// www.science-education.ru/120 (дата обращения: 18.07.2017).

15. Антонова Н. А. Редокс-свойства и антиоксидантная активность соединений, содержащих фрагмент пространственно-затрудненного фенола: авторефер. дис. ... канд. хим. наук. Астрахань, 2010. - 24 с.

R e f e r e n c e s

1. Khasanova S. R. Sravnitel'noe izuchenie antioksidantnoi aktivnosti rastitel'nykh sborov / S. R. Khasanova [i dr.] // Vestnik VGU. Seriia: Khimiia. Biologiia. Farmatsiia. - 2007 - № 1. - S. 163-166.

2. Mashkovskii M. D. Lekarstvennye sredstva: v 2 t. - M., 2000. T.1. - 540 s.

3. Azarova O. V., Galaktionova L. P. Flavonoidy: mekhanizm protivovospalitel'nogo deistviia // Khimiia rastitel'nogo syr'ia. - 2012. - № 4. - S. 61-78.

4. An'shakova V. V. Biotekhnologicheskaia mekhanokhimicheskaia pererabotka lishainikov roda Cladonia: monografiia, 2013. - 81s.

5. An'shakova V. V., Stepanova A. V., Uvarov D. M., Smagulova A. Sh., Naumova K. N., Vasil'ev P. P., Kershengol'ts B. M. Aktoprotektornaia aktivnost' kompleksnogo biopreparata na osnove talloma lishainikov i rodioly rozovoi // Ekologiia cheloveka. - 2015.- № 5. - S. 46-51.

6. Frobne D. The urinary disinfectant effect of extract from leaves uva ursi// Planta Med. - 1970. - №18.

- P. 1-25

7. Voloboi N. L., Zverev Ia. F., Briukhanov V. M., Talalaeva O. S., Zamiatina S. V., Ziablova O. N., Smirnov I. V. Antioksidantnyi i prooksidantnyi effekty arbutina i gidrokhinona v eksperimente in vitro// Biulleten' sibirskoi meditsiny. - 2011. - №5. - S. 41-44.

8. Gosudarstvennaia Farmakopeia SSSR. Odinnadtsatoe izdanie. - Vyp. 2. - M.: Meditsina, 1990.

- 400 s.

9. Mazulin A. V., Kaloshina N. A., Denisenko O. N. Sposob kolichestvennogo opredeleniia arbutina v lekarstvennom rastitel'nom syr'e // Patent SU 1582090 A1. 1990. Biul. №28.

10. Lubsandorzhieva P. B., Zhigzhitov B. S., Dargaeva T. D., Bazarova Zh. G., Naslaeva L. A. Khromatospektrofotometricheskoe opredelenie arbutina v list'iakh Bergeniacrassifolia (L.) Fritisch // Khimiko-farmatsevticheskii zhurnal. - 2000. - T. 34, №5. - S. 38-41.

11. Mazepina L. S., Buzuk G. N., Belonogova V. D., Fursa N. S. Kolichestvennoe opredelenie summy flavonoidov v list'iakh toloknianki // Vestnik farmatsii (Belarus'). - 2009. - №2 (44). - S. 26 - 30.

12. Maksimova T. V., Nikulina I. N., Pakhomov V. P.,Shkarina E. I., Chumakova Z. V., Arzamastsev A. P. / Sposob opredeleniia antiokislitel'noi aktivnosti. Patent RF, №2170930, 2001.

13. Okhrimenko L. P., Kalinkina G. I., Luksha E. A., Kolomiets N. E. Issledovanie fenol'nykh

soedinenii list'ev golubiki, brusniki, toloknianki, cherniki i zimoliubki, proizrastaiushchikh v respublike Sakha (Iakutiia) // Khimiia rastitel'nogo syr'ia. - 2009. - № 3. - S. 109-115.

14. An'shakova V. V., Stepanova A. V., Smagulova A. Sh. Khimicheskii analiz lishainika kak potentsial'-nogo biosyr'ia Sovremennye problemy nauki i obrazovaniia. - 2014. - № 6. URL: http://www.science-education.ru/120 (data obrashcheniia: 18.07.2017).

15. Antonova N. A. Redoks-svoistva i antioksidantnaia aktivnost' soedinenii, soderzhashchikh fragment prostranstvenno-zatrudnennogo fenola: avtorefer. dis. ... kand. khim. nauk. Astrakhan', 2010. - 24 s.

^SHîr^îr

МИП СВФУ ООО «АМТЭК+»

Оказывает услуги по внедрению энергоэффективных технологий и решений:

- энергоаудит и обследование;

- проектирование и ТЭО;

- lT-разработка;

- монтаж;

- энергосервис. Телефон: +7 (9142) 747-733. E-mail: amtechplus@mail.ru. Сайт: http://www.amtechplus.ru/.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.