CC BY
46
УДК 615.322
Е. В. Сысоева, А. З. Фатыхова, Л. Ф. Байгильдина, М. А. Сысоева
АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ ЭКСТРАКТОВ И ХРОМОГЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ
СВИНУШКИ ТОНКОЙ
Ключевые слова: экстракция, свинушка тонкая, водные экстракты, хромогены, антиоксидантная активность.
Получены водные экстракты свинушки тонкой. Установлено, что максимальной антиоксидантной активностью обладает экстракт, полученный кипячением. Выделены хромогенные комплексы с помощью перевода рН экстракта в кислую область. Установлено, что трихлоруксусная кислота позволяет получить максимальный выход хромогенов. Показано, что хромогенные комплексы свинушки тонкой обладают высокой антиоксидантной активностью, большей чем настои девясила, ромашки и шиповника.
Keywords: extraction, Paxillus involutus, brown roll-rim, aqueous extracts, hromogen, antioxidant activity.
Brown roll-rim (Paxillus involutus) aqueous extracts were obtained. The highest antioxidant activity was demonstrated in the extracts received by boiling. Chromogenic systems were isolated by the pH lowering down to acidic area. The maximum efficiency was achieved by using trichloroacetic acid for that purpose. It was shown, that derived brown roll-rim chromogenic complexes have a higher antioxidant activity than tinctures of elecampane, camomile and rose hips.
Введение
Высшие грибы являются ценным источником биологически активных веществ [1]. Водные извлечения высших грибов широко применяются в косметике и медицине, в том числе для профилактики и лечения онкологических заболеваний различной этиологии. Согласно литературным данным, вещества, выделенные из их экстрактов обладают антиоксидантными, антибактериальными, иммуностимулирующими и другими свойствами [2, 3]. Наибольший интерес представляют хромогенные комплексы высших грибов, которые обладают антиоксидантными свойствами [4].
Свинушка тонкая - гриб семейства свинушковых. В литературе встречается чаще латинское название - Paxillus involutus или английское - brown roll-rim. Свинушка тонкая до 1970 годов считалась условно съедобным грибом, годным в пищу после отваривания. Но затем стали появляться сообщения об отравлениях этими грибами, даже прошедшими тепловую обработку. Появился такой термин, как «Paxillus синдром», означающий отравление свинушками. В литературе нет данных о токсичности водных экстрактов гриба. Население на сегодняшний день продолжает активно употреблять этот гриб в пищевых целях [5].
Большое количество публикаций посвящено изучению минерального состава свинушки тонкой [6, 7, 8]. Согласно литературным данным, они могут накапливать тяжелые металлы. В работе [9] авторы используют свинушку тонкую как индикатор загрязненности окружающей среды цезием. Считается, что этот гриб наиболее чувствителен к этому элементу. В работе [7] показано, что в зависимости от места произрастания они накапливают различное количество зольных веществ. Преобладает в их составе калий, фосфор, сера и кальций. Тяжелых металлов в образцах не обнаружено.
Учитывая, что свинушка тонкая в больших количествах произрастает на территории Российской Федерации и на территории Республики Татарстан, представляется интересным разработать способы ее экстракции для выделения хромогенов, получения биологически активных веществ и их дальнейшего применения в косметике, фармации и пищевой промышленности.
Целью работы является разработка способов получения экстрактов из свинушки тонкой с высоким содержанием экстрактивных веществ и хромогенов, обладающих высокой антиоксидантной активностью и безопасных в применении.
Экспериментальная часть
Для исследования были использованы грибы, собранные на территории Республики Татарстан. Экстракцию измельченных грибов проводили водой методами мацерации [10] и кипячения [11] в течение различного времени.
Мацерацию осуществляли следующим способом: в колбу на 100 мл помещали 2 г измельченных грибов, заливали 60 мл воды и экстрагировали при 70 оС в течение 1-3 ч. Полученный экстракт отделяли от шрота фильтрованием.
Кипячение сырья осуществляли следующим образом: в колбу на 100 мл помещали 2 г измельченных грибов, заливали 60 мл воды и экстрагировали в течение 1-3 ч, поместив колбу в кипящую водяную баню с обратным холодильником. Экстракт отделяли фильтрованием.
Содержание зольных веществ и сухих остатков определяли согласно [12]. Выделение хромогенных комплексов проводили по [10] 25 % раствором хлористоводородной кислоты или 10 % раствором трихлоруксусной кислоты (ТХУ) [13] доводя рН экстракта до 2-2,5. Антиоксидантную активность экстрактов определяли методом кулонометрического титрования с
электрогенерированным бромом [14].
Антиоксидантную активность экстрактов и
хромогенных комплексов определяли с помощью амперометрического метода анализа на приборе Цвет Яуза относительно стандартного меланина [15].
Токсичность водных извлечений определена в региональном центре государственного контроля качества лекарств ИОФХ им. А.Е. Арбузова на мышах по методике [16, 17].
Обсуждение результатов
В работе применяли наиболее распространенные способы экстракции природного сырья, описанные в литературе: мацерация и кипячение. При кипячении за счет высокой температуры процесса достигается высокий выход экстрактивных веществ за короткое время проведения процесса.
На рис. 1 приведено содержание экстрактивных веществ в экстрактах, полученных при кипячении сырья. Из рисунка видно, что кипячение в течение 1 часа не достаточно для максимального выхода экстрактивных веществ из свинушки. При кипячении грибов в течение 2 часов количество сухого остатка в экстрактах увеличивается на 5 %, выход хромогенного комплекса увеличивается на 2 %, выход зольных веществ при этом не меняется.
Для того чтобы снизить энергозатраты и возможное разрушение биологически активных веществ под действием высокой температуры при экстракции и, при этом, получить экстракты с близким содержанием в них сухих веществ и хромогенного комплекса, по сравнению с экстрактом, полученным кипячением в течение 2 ч (контроль), применили мацерацию, снизив температуру процесса до 70 оС. Из результатов, представленных на рисунке 2 видно, что мацерацией, даже при увеличении времени настаивания до 3 ч, получены экстракты с меньшим содержанием сухих веществ почти в 2 раза, хромогенного комплекса, на 3-5 % по сравнению с контролем.
35 30 25 20 15 10 5 0
□ сухой остаток
□ хромогенныи комплекс
□ зольность
<Г
35 30 25 20 15 10 5 0
У
I
□ сухой остаток
□ хромогенный комплекс
□ зольность
ЛГ
ос»
У
Рис. 1 - Экстрактивные вещества извлекаемые из свинушки при кипячении (экстрагент вода), % от сухого сырья
Дальнейшее увеличение времени проведения процесса не приводит к росту выхода экстрактивных веществ и хромогенного комплекса, при этом наблюдается увеличение выхода зольных веществ на 0,3 %. Таким образом, оптимальным временем экстракции свинушки тонкой этим способом является 2 часа.
Содержание зольных веществ в экстрактах свинушки полученных кипячением составляет 5-6 % от сырья или 19-22 % от экстрактивных веществ. Поскольку, зольные вещества в экстрактах свинушки даже при незначительном количестве могут содержать токсичные элементы, поэтому снижение зольности экстрактов является актуальным и перспективным.
Рис. 2 - Экстрактивные вещества извлекаемые из свинушки при мацерации (экстрагент вода), % от сухого сырья
Антиоксидантную активность экстрактов определяли амперометричекиим методом, который позволяет оценить антиоксидантную активность по содержанию в анализируемых объектах веществ, обладающих окислительно-восстановительными свойствами.
Таблица 1 - АОА экстрактов и хромогенных комплексов свинушки (амперометрический метод определения АОА)
Способ Осаждаю- Выход АОА,
получения щий агент хромоге- мг/мл
экстракта нов, %
экстракты свинушки тонкой
Кипячение - - 4890±489
Мацера- - - 3882±388
ция
хромогенный комплекс свинушки тонкой
АОА, мг/г
Кипячение 25 % НС1 6,32 1160±116
10 % ТХУ 10,12 1220±122
Мацера- 25 % НС1 4,1 1030±103
ция 10 % ТХУ 9,6 1145±114
Из результатов, представленных в таблице 1 видно, что экстракт, полученный кипячением, обладает более высокой антиоксидантной активностью по сравнению с экстрактом, полученным мацерацией. Возможно, это связано с
более высоким содержанием в нем (рис. 2) экстрактивных веществ.
Из экстрактов, полученных кипячением и мацерацией (время экстракции 2 ч), были выделены хромогенные комплексы осаждением их 25 % раствором хлористоводородной кислоты или 10 % ТХУ. Использование ТХУ позволяет получать хромогенов на 4,8 % больше, чем при их выделении с помощью HCl. Это может быть связано с ассоциацией белков с хромогенами при их осаждении [13].
Из данных, представленных в таблице 1 видно, что антиоксидантная активность хромогенов, выделенных с применением ТХУ выше. Это позволяет предположить что, либо включающиеся в комплекс белки меняют конформацию хромогенных комплексов, высвобождая вещества, обладающие окислительно-восстановительными свойствами, либо эти белки сами обладают антиоксидантной активностью.
Выделение хромогенов перспективнее из экстракта, полученного кипячением. На основании того, что антиоксидантные свойства как экстрактов, так и хромогенов, полученных кипячением сырья, выше по сравнению с экстрактом, полученного мацерацией, можно предположить, что увеличение температуры экстракции до 100 оС не приводит к разрушению хромогенов. Кроме того, кипячение позволяет получать их до 2,5 % больше, чем из экстракта, полученного мацерацией и этот способ можно выбрать как оптимальный.
Для сравнения антиоксидантной активности экстрактов свинушки тонкой с настоями лекарственных трав, был применен кулонометрический метод определения
антиоксидантной активности, который позволяет оценить способность этих объектов к непосредственной нейтрализации радикалов электрогенерированного брома.
Таблица 2 - АОА экстрактов свинушки и лекарственных средств (кулонометрический метод определения АОА)
Объект исследования АОА, кКл/100 г сырья
Экстракт, полученный кипячением, 2 ч 4,65±0,02
Экстракт, полученный мацерацией, 2 ч 3,5±0,02
Шиповник (плоды) 2,66±0,02 [14]
Девясил (высокий) 2,01±0,02 [14]
Ромашка аптечная 4,60±0,02 [14]
Настои лекарственных трав получены кипячением в течение 15 мин с дальнейшим настаиванием в течение 45 мин [18]. Из представленных в таблице 2 результатов следует, что антиоксидантная активность экстрактов находятся на уровне антиоксидантной активности настоя ромашки и значительно превышает активность настоев шиповника и девясила.
Определена острая токсичность экстракта свинушки, полученного кипячением в течение 2 ч. Она составляет ЛД50 = 13111 мг/кг массы животного. По сравнению с лекарственными средствами, например Карсилом - Д50 1000 мг/кг массы животного или экстракт эхинации - ЛД50 2500 мг/кг массы тела [18], экстракт свинушки тонкой менее токсичен, и соответствует к категории «малоопасных веществ» (IV класс опасности) по способности вызвать острое отравление [16, 17].
Выводы
Показано, что оптимальным способом экстракции свинушки тонкой водой является его кипячение в течение 2 ч, позволяющим извлечь из сырья до 10,12 % хромогенного комплекса.
Полученные экстракты и хромогенные комплексы обладают высокой антиоксидантной активностью, выше, чем настои таких лекарственных трав как шиповник, корни девясила.
Установлено, что экстракты из свинушки тонкой менее токсичны, чем лекарственные средства Карсил и экстракт эхинации и перспективен для разработки на его основе биологически активных добавок или лекарственных средств.
Литература
1. М.Я. Шашкина, П.Н. Шашкин, А.В. Сергеев, Л.К. Горяйнова, Чага, чаговит, чагалюкс в лечебной и профилактической практике. М.: Холдинг ЭДАС. 2008. 64 с.
2. F. Kalyoncu, M. Oskay, H. Saglam, T.F. Erdogan, A.U. Tamer, JMed Food, 13, 2, P. 415-419 (2010).
3. А.И. Носов, А.З. Фатыхова, Е.В. Сысоева, М.А.. Сысоева. Вест. Казан. Технол. Унив.Т. 17. № 13. с.252-254. (2014).
4. Л.Н. Уразлина, Р.Р. Хабибрахманов, В.Р. Хабибрахманова, М. А. Сысоева, Вест. Казан. Технол. Унив.Т. 17. № 13. с.252-254. (2014).
5. S.I. Lee, J.S. Kim, S.H. Oh, K.Y. Park, H.G. Lee, S.D. Kim, J. Med. Food., 11, 3, P. 518-524 (2008).
6. О.Ц. Цветнова, А.И. Щеглов, Природа, 11, С. 39-46 (2002).
7. A.Brozotowski, J.Falandysz, G. Jarzynska, D. Zhang, J. Environ. Sci. Health A Tox. Hazard. Subst. Environ. Eng., 46, 4, P. 378-393 (2011).
8. А.З. Фатыхова, Е.В. Сысоева, М.А.. Сысоева. XII международная конференция молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, Российская Федерация, 15-18 мая, 2012), Издательство «Отечество», 2012. С. 142.
9. T. Mizuno, Food reviews international, 11, 1, Р. 129-133 (1995).
10. Государственная фармакопея СССР. 11-е изд. М.: Медицина. 1990. 399с.
11. Клепцова М.А., Кузнецова О.Ю, Сысоева М.А., Будников Г.К., Зиятдинова Г.К., Клепцова Д.А. XI международная конференция молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» Т1 (Казань, Российская Федерация, 11-14 апреля, 2014), Издательство «Отечество», 2010. С. 277.
12. Государственная фармакопея СССР. Вып. 1: Общие методы анализа. 11-е изд., доп. М., 1987.336 с.
13. Е.В. Сысоева, Автореф. дисс. Канд. Хим. наук, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, 2011. 18 с.
14. И.Ф. Абдуллин, Заводская лаборатория, 68, 9, 12-15 (2002).
15. А.И. Носов, Автореф. дисс. Канд. Хим. наук, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, 2014. 14 с.
16. Елизарова О.Н. Пособие по токсикологии для лаборантов. М.: Медицина, 1974. - 168 с.
17. Изомеров Н.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном введении (справочник). - М.: Медицина, -1977. -С. 196-197.
18. Л.Р. Юмаева, Автореф. дисс. Канд. Хим. наук, Казанский государственный технологический университет, Казань, 2009. 12 с.
© Е. В. Сысоева - к.х.н., доц. каф. пищевой биотехнологии КНИТУ; А. З. Фатыхова - магистрант той же кафедры; Л. Ф. Байгильдина - бакалавр той же кафедры; М. А. Сысоева - д.х.н., проф., зав. каф. пищевой биотехнологии КНИТУ, [email protected].
© E. V. Sysoeva - candidate of chemical sciences Chairman Department of food biotechnology KNTU; A. Z. Fatyhova - master student in the same department; L. F. Baygildina - student in the same department; M. A. Sysoyeva - Professor, Doctor of Chemical Sciences, Chief of "Food biotechnology" Chair, KNRTU, [email protected].
