CC BY
32
PHENOLIC COMPOUNDS AND ANTIOXIDANT ACTIVITY GLYCYRRHIZA PALLIDIFLORA HERB (GLYCYRRHIZA PALLIDIFLORA MAXIM.;
Maltseva1 E.M., Egorova2,1 I.N., Pinchuk1L.G.
1 Kemerovo State Medical University, Kemerovo, Russian Federation
2The Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of SB RAS (Institute ofHuman Ecology of the SB RAS), Kemerovo, Russian Federation
ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ ТРАВЫ СОЛОДКИ БЛЕДНОЦВЕТКОВОЙ (GLYCYRRHIZA PALLIDIFLORA MAXIM.)
Мальцева1Е. М., Егорова21 И. Н., Пинчук1 Л. Г.
1ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет», г. Кемерово, Российская Федерация 2Институт экологии человека ФИЦ УУХ СО РАН, г. Кемерово, Российская Федерация
a fV This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License ^ ^NSf by https://creativecommons.Org/licenses/by/4.0/
* -лШ i ПН RESEARCH ARTICLE | НАУЧНАЯ СТАТЬЯ 4 ©Maltseva E.M., Egorova I.N., Pinchuk LG., 2021
dj -i http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-5-42-46
L Y / Ч Принята 20.05.2021 | Accepted 20.05.2021
УДК 615.322:582.736
Abstract. Pale-flowered licorice (Glycyrrhiza pallidiflora Maxim.) is the pea family (Fabaceae) perennial herb. It is a Russian Far East endemic. Pale-flowered licorice refers to the false (not sweet) licorice section (Pseudoglycyrrhiza Krug.), which do not accumulate glycyrrhizin derivatives. The G. pallidiflora successful introduction has been carried out over the past 5 years in the "Apothecary garden" territory, FRC UUH SB RAS, Kemerovo. Phytochemical studies screening biologically active compounds main classes of the plant aerial part confirmed the presence of a complex of phenolic compounds. The content of catechin derivatives and condensed-type tannins -proanthocyanidins (PAC) data in G. pallidiflora herb were obtained for the first time. In different years of cultivation, licorice herb accumulates phenolic compounds - up to 2.83 ± 0.22% in terms of gallic acid, flavonoids - up to 2.44 ± 0.03% in terms of rutin and PAC in terms of cyanidine chloride - up to 2.61 ± 0.11%. It was found that the maximum content of the phenolic compounds and PAC sum was observed in the herb for 4 years development. The greatest number of flavonoids accumulates in the herb harvested in the 3rd year of cultivation. A positive
Аннотация. Солодка бледноцветковая (Glycyrrhiza pallidiflora Maxim.) многолетнее травянистое растение семейства бобовых (Fabaceae). Эндемик российского Дальнего Востока. Относится к разделу ложных (не сладких) солодок Pseudoglycyrrhiza Krug., корни которых не накапливают производных глицирризиновой кислоты. На территории «Аптекарского огорода» КузБС ФИЦ УУХ СО РАН, г. Кемерово последние 5 лет ведется успешная интродукция G. pallidiflora. Скрининговые фитохимические исследования основных классов биологически активных соединений надземной части, подтвердили наличие комплекса соединений фенольного характера. Впервые получены данные о содержании в траве G. pallidiflora производных катехина и дубильных веществ конденсированного типа - проантоцианидинов (ПАЦ). Трава солодки бледноцветковой в разные годы культивирования накапливает сумму фенольных соединений - до 2,83±0,22 % в пресечёте на галловую кислоту, флавоноидов - до 2,44±0,03 % в пересчёте на рутин и ПАЦ в пересчете на цианидин хлорид - до
significant linear relation was found between antioxidant activity (AOA) and the total phenolic compounds and PAC content (r>0.98). Considering that BAC with IC values < 50 fig / ml in the DPPH assay refer to active antioxidant's licorice herb can be classified as a plant with high antioxidant potential.
It was found that the iron chelating activity of the G. pallidiflora herb is in direct dependence (r>0.94) on the content of flavonoids. The obtained results demonstrate the importance offurther study of this plant as a source of BAC, including plant antioxidants.
Keywords: Glycyrrhiza pallidiflora Maxim., introduction, flavonoids, phenolic compounds, proanthocyanidins, antioxidant activity.
REFERENCES
[1]
Shults EE, Shakirov MM, Pokrovsky MA, Petrova TN, Pokrovsky AG, Gorovoy PG. Phenolic compounds from Glycyrrhiza pallidiflora Maxim. and their cytotoxic activity. // Nat Prod Res. - 2017.-31(4).- Р. 445-452. doi:
10.1080/14786419.2016.1188094.
[2] Russia plant resources: wild-growing flowering plants, its component composition and biological activity. V.3. Fabaceae - Apiaceae Family / Executive editor Budantsev A. L. - St. Petersburg; М.: KMK Scientific Press Ltd, 2010. - P. 40 - 41.
[3] Egorova N.O., Maltseva E.M., Еgorova I.N., Еgorova О.N., Serikova N.B. Antimicrobial and antiradical activity of dry extracts of Sanguisorba officinalis L. herb. // Modern problems of science and education. -2018.- N. 3. URL: http://www.science-education.ru/article/view?id=27581 (date of request: 28.02.2021).
[4] Malceva E.M., Egorova N. O., Egorova I. N., Mukhamadiyarov R. A. Antioxidant and antiradical activity in vitro of extracts of Sanquisorba officinalis L., gathered in various development stages // Medicine in Kuzbass. - 2017.- Vol. - N. 2. - P. 32-38.
2,61±0,11% Было установлено, что максимальное содержание суммы фенольных соединений и ПАЦ наблюдалось в траве 4 года развития. Наибольшее количество флавоноидов накапливается в траве, собранной на 3-ий год культивирования. Обнаружена положительная, значимая линейная зависимость между антиоксидантной активностью (АОА) и общим содержанием фенольных соединений и ПАЦ (r>0,98). Учитывая, что БАС, имеющие значения IC< 50 мкг/мл в анализе DPPH, относятся к активным антиоксидантам, трава солодки бледноцветковой может быть отнесена к растениям с высоким антиоксидантным потенциалом. Установлено, что железохелатирующая активность травы G.
pallidiflora. находится в прямой зависимости (r>0,94) от содержания флавоноидов. Полученные результаты демонстрируют важность дальнейшего изучения данного растения как источника БАС, в том числе растительных антиоксидантов.
Ключевые слова: Glycyrrhiza pallidiflora Maxim., интродукция, флавоноиды, фенольные соединения, проантоцианидины, антиоксидантная активность.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1] Shults E.E., Shakirov M.M., Pokrovsky M.A., Petrova T.N., Pokrovsky A.G., Gorovoy P.G.. Phenolic compounds from Glycyrrhiza pallidiflora Maxim. and their cytotoxic activity. // Nat Prod Res. 2017. 31(4). Р. 445-452. doi: 10.1080/14786419.2016.1188094.
[2] Растительные ресурсы России: дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 3. Семейства Fabaceae - Apiaceae / Отв. ред. Буданцев А.Л. -СПб.; М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. С. 40 - 41.
[3] Егорова Н. О., Мальцева Е. М., Егорова И. Н., Егорова О. Н., Серикова Н. Б. Антимикробная и антирадикальная активность сухих экстрактов травы Sanquisorba officinalis L. // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 3. URL: http://www.science-
education.ru/article/view?id=27581 (дата
обращения 28.02.2021).
[4] Мальцева Е. М., Егорова Н. О., Егорова И. В., Мухамадияров Р.А. Антиоксидантная и антирадикальная активность in vitro экстрактов травы Sanguisorba officinalis L., собранной в разные фазы развития // Медицина в Кузбассе. -2017. - Т.16 - № 2. - С. 32-38.
Authors Contribution - Maltseva E.M. - research concept and design, antioxidant activity determination, writing an article; Egorova I. N. - literature review, introduction and raw materials samples collection, writing an article; Pinchuk L.G. - phytochemical analysis, statistical processing of data, writing an article. Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.
Maltseva E.M. - SPIN ID: 1687-9895; ORCID ID: 0000-0003-4874-3420
Research interests, number of main publications: research of the isolation, analysis and antioxidant activity methods ofplant polyphenolic compounds, more than 41 works were published, 6 of them in Scopus, 1 of them in WoS, 16 in the Higher Attestation Commission.
Egorova I. N. - SPIN ID: 4409-3786; ORCID ID: 0000-0002-0559-3154
Research interests, number of main publications: Kuzbass medicinal plants research, ecological and hygienic assessment of medicinal raw materials quality in areas with increased anthropogenic stress, more than 69 works were published, 9 of them in Scopus, 1 of them in WoS, 25 in the Higher Attestation Commission.
Pinchuk L.G. - SPIN ID: 4491-5210; ORCID ID: 0000-0002-3174-9407
Research interests, number of main publications: biochemical aspects of adaptive technologies for growing plants; research of the biologically active compounds isolation and analysis from medicinal plant raw materials, more than 180 works were published, 6 of them in Scopus, 45 n the Higher Attestation Commission.
Вклад авторов. - Мальцева Е.М. - концепция и дизайн исследования, определение антиоксидантной активности, написание статьи; Егорова И.Н. - обзор литературы, интродукция и сбор образцов сырья, написание статьи; Пинчук Л.Г. - фитохимический анализ, статистическая обработка результатов эксперимента, написание статьи.
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Мальцева Е.М. - SPIN ID: 1687-9895; ORCID ID: 0000-0003-4874-3420
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: изучение методов выделения, анализа и антиоксидантной активности растительных полифенольных соединений, опубликованы более 41 публикации из них 6 в Scopus, 1 в WoS, 16 в ВАК.
Егорова И.Н. - SPIN ID: 4409-3786; ORCID ID: 0000-0002-0559-3154
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: изучение лекарственной флоры Кузбасса, эколого-гигиеническая оценка качества лекарственного растительного сырья на территории с повышенной антропогенной нагрузкой, опубликованы более 64 публикаций из них 9 в Scopus, 1 в WoS, 23 в ВАК.
Пинчук Л.Г. - SPIN ID: 4491-5210; ORCID ID: 0000-0002-3174-9407
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: биохимические аспекты адаптивных технологий выращивания растений, изучение методов выделения и анализа биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья, опубликованы более 180 публикаций из них 6 в Scopus, 45 в ВАК.
For citation: Maltseva E.M., Egorova I.N., Pinchuk L.G. PHENOLIC COMPOUNDS AND ANTIOXIDANT ACTIVITY GLYCYRRHIZA PALLIDIFLORA HERB (GLYCYRRHIZA PALLIDIFLORA MAXIM.) // Medical & pharmaceutical journal "Pulse". - 2021. - Vol. 23. - №5. - С. 42-46. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-5-42-46.
Для цитирования: Мальцева Е.М., Егорова И.Н., Пинчук Л.Г. ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ ТРАВЫ СОЛОДКИ БЛЕДНОЦВЕТКОВОЙ (GLYCYRRHIZA PALLIDIFLORA MAXIM.) // Медико-фармацевтический журнал "Пульс". - 2021. - Т. 23. - №5. - С. 42-46. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-5-42-46.
Введение. В литературе отсутствуют данные о качественном и количественном составе биологически активных соединений (БАС) надземной части солодки бледноцветковой, как и у других видов солодок интерес исследователей сосредоточен на изучении подземных органов. Корни солодки бледноцветковой (Glycyrrhiza pallidiflora Maxim.j содержат флавоноиды, халконы, изофлавоны, птерокарпаны, куместаны, а этанольные экстракты корней проявляют цитотоксическую активность в отношении опухолевых клеток линии CEM-13, MT-4, U-937 [1]. О составе фенольных соединений надземной части известно только, что в листьях содержаться
флавоноиды - кверцетин, апигенин и кемпферол [2]. Установлено, что добавление травы О. рallidiflora в состав кормовых смесей влияет на репродуктивную функцию коров (Ключникова Н.Ф. и соавт., 2016). Такой эффект возможен из-за наличия изофлавоноидов, относящихся к фитоэстрогенам - БАС с выраженной АОА.
Цель исследования. Фитохимический анализ БАС фенольного характера в траве солодки бледноцветковой и первичная оценка их антиоксидантного потенциала.
Материалы и методы исследования. Объектом исследования служили образцы сырья травы
солодки бледноцветковой, выращенной на опытном участке «Аптекарского огорода» Кузбасского ботанического сада. Траву заготавливали в июле в фазу цветения в 2016 -2019 гг., высушивали воздушно-теневым способом.
Фитохимический качественный анализ флавоноидов, дубильных веществ, кумаринов осуществляли общепринятыми методами (Гринкевич Н.И., Сафронич Л.Н., 1983). Анализ извлечений методом ТСХ проводили на пластинках «Сорбфил-ПТСХ-АФ-Ф-УФ»,
используя следующие подвижные фазы: для гликозидов флаваноидов - муравьиная кислота безводная - вода - этилацетат (10:10:80, система I) и этилацетат - ледяная уксусная кислота - вода (5:1:1, система II), для агликонов флавоноидов -толуол - этилацетат-ледяная уксусная кислота (70:25:5, система III). Реактив проявления - 5% раствор алюминия хлорида. Катехины и ПАЦ хроматографировали в ПФ - толуол-ацетон-муравьиная кислота (6:6:1, система IV), проявляли 1% раствором ванилина в 80% фосфорной кислоте. В работе использованы СО рутина, кверцетина, кемпферола, генистеина и катехина (Acros Organics).
Сумму фенольных соединений (общий фенольный индекс - ОФИ) в исследуемых извлечениях в пересчёте на галловую кислоту определяли методом Folin-Ciokalteu [3]. Сумму флавоноидов в пересчёте на рутин и ПАЦ в пересчёте на цианидина хлорид в соответствии с методиками, описанными в [4].
Оценку антиоксидантного потенциала проводили DPPH-методом, основанным на взаимодействии веществ, проявляющих антирадикальную активность со стабильным хромоген-радикалом 2,2-дифенил-1-
пикрилгидразилом (DPPH) [3]. Величиной АОА изучаемых извлечений была выбрана концентрация, приводящая к ингибированию 50% радикалов DPPH - IC50. Измерение железохелатирующей активности также является косвенной оценкой антиоксидантного потенциала природных фенольных антиоксидантов. Данный метод основан на восстановлении Fe+3 до Fe+2, с
последующим взаимодействием с раствором о-фенантролина [4].
УФ-спектры снимали на СФ-2000 (Россия). Спектрофотометрические исследования проводили на фотоэлектроколориметре КФК-3 (Россия) в кварцевых кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм. Все анализы выполнялись в трехкратной повторности, данные обрабатывались с использованием стандартных статистических методов, с применением пакетов MS Excel.
Результаты исследования и их обсуждение.
Проведенные качественные реакции позволили обнаружить в исследуемых извлечениях агликоны и гликозидные формы флавоноидов, халконы и ауроны. Впервые установлено наличие катехинов и дубильных веществ конденсированного типа. УФ-спектр водно-спиртового извлечения травы солодки бледноцветковой имеет выраженный максимум поглощения при 283 нм и слабый максимум в области 360 нм. При добавлении 2% раствора алюминия хлорида наблюдается батохромный сдвиг второго максимума на 48 нм, что свидетельствует о присутствии свободной 3,5-диоксигруппы в структуре флавоноидных соединений.
ТСХ-скрининг в системе I выявил наличие 4 зон адсорбции и в системе II - 3 зон адсорбции, соответствующих наличию флавоноидных гликозидов. Зон адсорбции на уровне СО рутина не обнаружено. В системе III видны 5 зон адсорбции агликонов флавоноидов, причем 4 находятся над зонами СО кверцетина, и генистеина и одна на уровне СО кемпферола. Сравнительный анализ хроматографических профилей извлечений показал, что агликоны преимущественно накапливаются начиная с 3 и 4 года развития. В системе IV после проявления видна зона адсорбции на уровне СО катехина и зона, соответствующая олигомерным формам ПАЦ (Rf< 0,2).
Данные о содержании полифенольного комплекса солодки бледноцветковой и его АОА приведены в таблице 1.
Таблица 1
Содержание фенольных соединений и антиоксидантная активность травы G. pallidiflora
Показатели Год вегетации
1 год 2 год 3 год 4 год
ОФИ, % 2,07±0,12 1,99±0,23 2,31±0,71 2,83±0,22
флавоноиды, % 1,26±0,04 1,22±0,03 2,44±0,03 1,66±0,19
ПАЦ, % 1,46±0,06 1,68±0,13 2,18±0,26 2,61±0,11
IC50 DPPH*, мкг/мл 35,32±0,77 18,14±0,22 47,22±0,07 57,83±0,34
железохелатирующая активность **, мкг/мл 47,21±0,22 48,17±0,08 45,45±0,67 46,92±0,37
*r > 0,98, связь между исследуемыми признаками - прямая, теснота (сила) связи по шкале Чеддока функциональная; зависимость признаков статистически значима (р<0,05).
**r > 0,94, связь между исследуемыми признаками - прямая, теснота связи по шкале Чеддока весьма высокая; зависимость признаков статистически значима (р<0,05).
Table 1
Phenolic compounds content and antioxidant activity of G. pallidiflora herb
Marks Vegetation year
1 year 2 year 3 year 4 year
Total phenolic index, % 2,07±0,12 1,99±0,23 2,31±0,71 2,83±0,22
flavonoid, % 1,26±0,04 1,22±0,03 2,44±0,03 1,66±0,19
PAC, % 1,46±0,06 1,68±0,13 2,18±0,26 2,61±0,11
IC50 DPPH*, ug/ml 35,32±0,77 18,14±0,22 47,22±0,07 57,83±0,34
iron chelating activity **, ug/ml 47,21±0,22 48,17±0,08 45,45±0,67 46,92±0,37
*r > 0,98, connect between the study traits - direct, functional connection tightness (strength) on the Chaddock scale; the dependence of signs is statistically significant (р<0,05).
**r > 0,94, connect between the study traits - direct, very high connection tightness (strength) on the Chaddock scale; the dependence of signs is statistically significant (р<0,05).
Обнаружена положительная, значимая линейная зависимость между АОА и ОФИ (r>0,98). Установлено, что фенольные соединения являются доминирующими антиоксидантными компонентами травы солодки бледноцветковой. Учитывая, что БАС, имеющие значения IC< 50 мкг/мл в анализе DPPH, относятся к активным антиоксидантам, трава солодки бледноцветковой может быть отнесена к растениям с высоким антиоксидантным потенциалом.
Железохелатирующая активность травы солодки
Работа выполнена в рамках реализации государственного задания ФИЦ УУХ СО РАН (проект №0286-2021-0010).
бледноцветковой также находится в прямой, близкой у функциональной зависимости (г>0,94) с содержанием флавоноидов.
Выводы. Полученные результаты
демонстрируют высокий антиоксидантный потенциал полифенольного комплекса травы солодки бледноцветковой (О1усуггЫ2а paШdiflora Махт.) и важность дальнейшего изучения данного растения как источника БАС, в том числе растительных антиоксидантов.
Corresponding Author: Egorova Irina Nikolayevna, Ph. D in Biology, Senior Researcher at the Reclamation and Biomonitoring Laboratory of Institute of Human Ecology of the Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of Siberian Branch Russian
Academy of Science
E-mail: [email protected]
Ответственный за переписку: Егорова Ирина Николаевна-кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории рекультивации и биомониторинга ИЭЧ ФИЦ УУХ СО РАН, г. Кемерово, Российская Федерация
E-mail: [email protected]
