CC BY
68
_ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИ / PHARMACEUTICS_
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.115.1.051
ФИТОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАВЫ МЯТЫ САДОВОЙ
Научная статья
Гюльбякова Х.Н.*
ORCID: 0000-0001-6334-7632, Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал ВолгГМУ, Пятигорск, Россия
* Корреспондирующий автор (xristnik[at]yandex.ru)
Аннотация
Одним из приоритетных направлений научных исследований является изучение растений, находящих широкое применение в народной медицине, выделение из них биологически активных веществ и разработка на их основе высокоэффективных лекарственных средств.
В последнее время появились публикации, посвященные изучению химического состава и фармакологических свойств видов рода Mentha сем. Lamiaceae, которые свидетельствуют о значительных потенциальных возможностях этих растений. Мята садовая (Mentha spicata) не является фармакопейным видом. Согласно литературным данным, ее химический состав изучен еще недостаточно хорошо, и лекарственные препараты на ее основе встречаются крайне редко. В связи с этим мы считаем, что фитохимическое исследование травы мяты садовой является актуальной проблемой.
Целью исследования является изучение биологически активных веществ в траве мяты садовой. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: провести определение товароведческих показателей качества растительного сырья; провести качественное обнаружение и количественное определение основных групп биологически активных веществ.
Ключевые слова: мята садовая, биологически активные вещества, фенолкарбоновые кислоты, флавоноиды, дубильные вещества, аскорбиновая кислота, органические кислоты, эфирное масло, каротиноиды, хлорофилл.
PHYTOCHEMICAL STUDY OF GARDEN MINT HERBS
Research article
Gulbjakova Ch.N.*
ORCID: 0000-0001-6334-7632, Pyatigorsk Medical Pharmaceutical Institute of Volgograd Medical State University of the Ministry
of Health Care of Russia, Pyatigorsk, Russia
* Corresponding author (xristnik[at]yandex.ru)
Abstract
One of the priority areas of scientific research is the study of plants that are widely used in traditional medicine, the isolation of biologically active substances from them and the development of highly effective drugs on their basis.
Recently, publications have appeared on the study of the chemical composition and pharmacological properties of species of the genus Mentha family. Lamiaceae, which testify to the significant potential of these plants. Garden mint (Mentha spicata) is not a pharmacopoeial species. According to the literature, its chemical composition has not yet been studied well enough, and drugs based on it are extremely rare. In this regard, we believe that the phytochemical study of the herb of garden mint is an urgent problem.
The aim of the research is to study biologically active substances in the herb of garden mint. To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: to determine the commodity indicators of the quality of plant raw materials; to carry out a qualitative detection and quantitative determination of the main groups of biologically active substances.
Keywords: Garden mint, biologically active substances, phenol carboxylic acids, flavonoids, tannins, ascorbic acid, organic acids, essential oil, carotenoids, chlorophyll.
Введение
Несмотря на широкий арсенал синтетических лекарственных препаратов, интерес к лекарственному растительному сырью не ослабевает. Это объясняется тем, что комплекс биологически активных соединений полученный из растений, чаще всего обладает малой токсичностью и способствует более легкому и эффективному воздействию на организм человека.
Род мята (Mentha L.) - относится к семейству яснотковых (Lamiaceae), который насчитывает около 25 видов и около 10 природных гибридов, которые широко распространены и культивируются в мире. Мята садовая (лат. Mentha spicаta L.) - многолетнее травянистое растение, достигающее в высоту 30—100 см и относящееся к культурным видам мяты. В диком виде произрастает в Северной Африке, Юго-Восточной Европе и Западной Азии. Растение находит широкое применение в народной медицине, пищевой и парфюмерной промышленности. Трава и эфирное масло мяты колосистой обладают желчегонным, болеутоляющим, бактерицидным, фунгицидным действием. В литературе встречаются данные об антиоксидантной активности растения. Сырье мяты садовой содержит эфирное масло, отличающееся высоким содержанием карвона (до 57%), фенольные соединения, витамины. Следует отметить, что большинство научных исследований как зарубежных, так и отечественных ученых направлено на изучение химического состава и биологической активности эфирного масла мяты садовой, в то время как фенольные соединения растения изучены недостаточно. В настоящее время в литературе имеется достаточно информации о
возможном изменении компонентного состава эфирного масла некоторых лекарственных растений, в том числе и мяты садовой, в зависимости от места произрастания. Поэтому при стандартизации этих растений наряду с определением содержания эфирного масла рекомендуется определять содержание фенольных соединений. Целью настоящей работы явилось изучение качественного и количественного состава биологически активных веществ травы мяты садовой.
Методы и принципы исследования
Установление числовых показателей и показателей доброкачественности сырья (влажность, общая зола, зола не растворимая в 10% хлористоводородной кислоте, экстрактивные вещества) проводили по известным фармакопейным методикам [3], [4], [5], [7]. Для предварительной идентификации БАВ сырья были получены водные и спиртоводные извлечения (40%, 70%, 95% растворы этанола). Для получения извлечений 1,0 г (точная навеска) измельченного сырья заливали 50 мл экстрагента и нагревали на кипящей водяной бане с обратным холодильником в течение 1 часа. Вытяжки сливали, фильтровали, операцию повторяли дважды. Извлечения, полученные после трехкратной экстракции, объединяли, упаривали до 25 мл, использовали для проведения качественных реакций и расчета содержания экстрактивных веществ. Водные вытяжки использовали для определения углеводных соединений, дубильных веществ, сапонинов, органических кислот, водно-спиртовые - для определения флавоноидов, фенолкарбоновых кислот, каротиноидов и хлорофилла [1], [2].
Качественный анализ фенолкарбоновых кислот в водных и спиртоводных извлечениях проводили методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) [3]. Хроматографирование проводили на пластинках «Сорбфил ПТСХ-ПА-УФ» в системах растворителей: бутанол-кислота уксусная-вода (4:1:2), кислота муравьиная-ацетон-метиленхлорид (8,5:25:85), кислота уксусная 15%, этилацетат-гексан (1:9). Зоны адсорбции обнаруживали следующими способами: просматривали в УФ-свете и отмечали собственную флуоресценцию веществ; обрабатывали парами аммиака и просматривали в УФ-свете [3]. Качественное определение флавоноидов проводили с помощью цианидиновой пробы и реакцией с раствором аммиака. Для идентификации дубильных веществ применяли реакцию с раствором железо -аммониевых квасцов и реакцию с бромной водой. Сапонины обнаруживали реакцией пенообразования, природу сапонинов определяли по реакции «Фонтан Конделя». Качественный анализ аскорбиновой кислоты проводили реакцией с раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола. Идентификацию свободных органических кислот осуществляли методом ТСХ [1] на пластинках «Сорбфил ПТСХ-ПА-УФ» в системе растворителей 95% этанол: раствор аммиака (16:4,5). В качестве проявителя использовали раствор бромкрезолового синего. Обнаружение полисахаридов проводили реакцией осаждения спиртом этиловым 95% и реакцией с раствором тимола в присутствии концентрированной серной кислоты. Для идентификации каротиноидов применяли реакцию с концентрированной серной кислотой. Хлорофилл идентифицировали по характерному красному свечению в УФ свете. Определение количественного содержания суммы флавоноидов проводили методом дифференциальной спектрофотометрии по реакции комплексообразования с алюминия хлоридом (в пересчете на лютеолин) [5]. Содержание суммы фенолкарбоновых кислот определяли в пересчете на кислоту розмариновую методом непосредственной УФ-спектрофотометрии при длине волны 326 нм [2]. Количественное определение дубильных веществ в сырье в пересчете на танин осуществляли методом перманганатометрии по ГФ XIV (метод 1) [4]. Количественное определение аскорбиновой кислоты проводили методом титрования с помощью раствора 2,6 -дихлорфенолиндофенолята натрия по фармакопейной статье ГФ XIV «Плоды шиповника» [4]. Количественное определение суммы органических кислот в пересчете на кислоту яблочную проводили по методике фармакопейной статьи ГФ XI «Плоды шиповника». Количественное содержание эфирного масла определяли согласно ГФ XIV методом 1 «Определение содержания эфирного масла в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах» [4]. Содержание суммы каротиноидов определяли в пересчете на Р-каротин методом спектрофотометрии при длине волны 448 нм, используя в качестве экстрагента спирт этиловый 70%. Количественное содежание хлорофилла определяли спектрофотометрически при длине волны 667 нм [6].
Основные результаты
Результаты определения влажности, золы и экстрактивных веществ, полученных после экстракции травы мяты колосистой различными растворителями, приведены в таблице 1, из данных которой следует, что наибольшее количество экстрактивных веществ извлекается спиртом этиловым 70%.
Таблица 1 - Товароведческие показатели травы мяты садовой
Наименование показателя Значение показателя, %
Влажность 7,51±0,15
Зола общая 9,53±0,25
Зола, нерастворимая в 10% растворе кислоты хлористоводородной 0,48±0,03
Экстрактивные вещества (вода очищенная) 20,72±0,35
Экстрактивные вещества (40% этанол) 22,54±0,13
Экстрактивные вещества (70% этанол) 29,82±0,38
Экстрактивные вещества (95% этанол) 15,94±0,18
Результаты качественных реакций БАВ водных и спиртоводных извлечений из травы мяты садовой представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Результаты качественного анализа извлечений из травы мяты садовой
БАВ Метод Результат
Реакция Цинке Оранжево-красное окрашивание
Флавоноиды Реакция с раствором аммиака Желтое окрашивание, переходящее при нагревании в оранжевое
Дубильные вещества Реакция с раствором железо -аммониевых квасцов Черно-зеленое окрашивание
Реакция с бромной водой Белый осадок
Реакция пенообразования Образование устойчивой пены
Сапонины Реакция «Фонтан Конделя» В кислой и щелочной среде образуется равное количество пены (тритерпеновые сапонины)
Полисахариды Реакция осаждения спиртом этиловым 95% Белый студенистый осадок
Реакция с раствором тимола и конц. H2SO4
Оранжево-красное окрашивание
Аскорбиновая кислота Реакция с раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола Исчезновение синей окраски
Каротиноиды Реакция с конц. H2SO4 Сине-зеленое окрашивание
Хлорофилл УФ-свет Красное свечение
Наличие фенолкарбоновых кислот было подтверждено методом тонкослойной хроматографии. Экспериментальные исследования показали, что оптимальной системой растворителей система состава кислота муравьиная-ацетон-метиленхлорид (8,5:25:85), так как разделение зон происходило наиболее полно, при этом длительность хроматографирования составляла не более 20-25 минут. Результаты хроматографического исследования представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Хроматографический анализ спиртового извлечения травы мяты садовой _на наличие фенолкарбоновых кислот_
Образец Rf Окраска зон адсорбции в УФ при 365 нм свете после обработки МН3 Результаты идентификации / предполагаемое вещество
система: БУВ (4:1:2)
Извлечение на 70% этаноле 0,41 белая не идентифицировано
0,59 зеленая не идентифицировано
0,70 коричневая не идентифицировано
0,79 сиреневая коричная кислота
0,87 зелено-коричневая феруловая кислота
0,93 оранжевая не идентифицировано
система: кислота муравьиная-ацетон-метиленхлорид (8,5:25:85)
Извлечение на 70% этаноле 0,08 коричневое не идентифицировано
0,17 коричневое не идентифицировано
0,6 коричнево -голубоватое розмариновая кислота
0,72 коричнево -синее кофейная кислота
0,93 оранжевое не идентифицировано
система: кислота муравьиная-ацетон-метиленхлорид (8,5:25:85)
Водное извлечение 0,08 коричневое не идентифицировано
0,17 коричневое не идентифицировано
0,6 коричнево -голубоватое розмариновая кислота
0,72 коричнево -синее кофейная кислота
В системе растворителей кислота муравьиная-ацетон-метиленхлорид (8,5:25:85) в извлечении, полученном спиртом этиловым 70% установлено наличие зон адсорбции 5 веществ, в водном - 4, из которых идентифицированы розмариновая и кофейная кислоты. В системе растворителей БУВ (4:1:2) в извлечении, полученном спиртом этиловым 70% установлено наличие зон адсорбции 6 веществ, из которых идентифицированы феруловая и коричная кислоты. Таким образом, в исследуемых извлечениях из травы мяты садовой установлено присутствие розмариновой, кофейной феруловой и коричной кислот. Зона адсорбции розмариновой кислоты характеризовалась наибольшей интенсивностью свечения, что позволило сделать вывод о том, что данное соединение преобладает. Данное заключение было подтверждено спектрофотометрическим исследованием извлечения из травы мяты садовой спиртом этиловым 70%. Было установлено, что спектр поглощения исследуемого извлечения совпадает со спектром поглощения розмариновой кислоты и характеризуется наличием максимумов поглощения при длинах волн 286±2 нм и 328±2 нм.
Содержание суммы фенолкарбоновых кислот определяли в пересчете на кислоту розмариновую. Результаты количественного определения суммы фенолкарбоновых кислот представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Количественное определение фенолкарбоновых кислот
а, г Ах Х,% Метрологические характеристики
1,035 0,605 6,32 Хср =6,22% SD = 0,094 RSD = 1,51% Х±ДХ=6,22±0,12 е=1,74%
1,002 0,585 6,31
0,986 0,562 6,08
0,997 0,578 6,25
1,017 0,581 6,18
0,993 0,566 6,16
Из данных таблицы 4 следует, что содержание фенолкарбоновых кислот в анализируемом сырье в пересчете на кислоту розмариновую составляет 6,22% (е = 1,74%).
Содержание суммы флавоноидов определяли в пересчете на лютеолин, так как предварительное измерение дифференциального спектра поглощения спиртового извлечения из листьев мяты колосистой с алюминия хлоридом показало наличие максимума поглощения при длине волны 400 нм, что соответствует поглощению комплекса лютеолина с алюминия хлоридом (табл. 5).
Таблица 5 - Количественное определения флавоноидов
Навеска сырья, г Ах Найдено флавоноидов в пересчете на лютеолин (Х,%) Метрологические характеристики
0,499 0,455 0,897 Хср =0,894% SD = 0,0216 RSD = 2,42% Х±ДХ=0,894±0,025 е=2,78%
0,505 0,446 0,868
0,486 0,450 0,912
0,507 0,471 0,914
0,500 0,440 0,866
0,493 0,454 0,906
Из данных таблицы 5 следует, что содержание суммы флавоноидов в пересчете на лютеолин в траве мяты садовой составило в среднем 0,894% (е= 2,78%).
Результаты количественного определения дубильных веществ в пересчете на танин представлены в таблице 6.
Таблица 6 - Содержание дубильных веществ в траве мяты садовой
а, г V, мл Метрологические характеристики
2,038 2,70 5,513 Хср =5,347% SD = 0,119 RSD = 2,22% Х±ДХ=5,347±0,137 е=2,56%
2,013 2,60 5,358
1,995 2,55 5,294
2,104 2,70 5,400
2,005 2,50 5,155
2,012 2,60 5,361
Объем 0,02 М раствора калия перманганата, израсходованный на титрование в контрольном опыте составил 0,2 мл. Из данных таблицы 6 следует, что содержание дубильных веществ в анализируемом сырье в пересчете на танин составляет 5,35% (е= 2,56%).
Содержание аскорбиновой кислоты в траве мяты садовой составило 0,124 % (е = 4,27%) (табл. 7), а содержание суммы органических кислот в пересчете на кислоту яблочную - 2,100% (е = 4,64%) (табл. 8).
Таблица 7 - Количественное определение аскорбиновой кислоты
а, г V, мл X,% Метрологические характеристики
1,065 0,92 0,121 Хср = 0,124% SD = 0,0046 RSD = 3,73% Х±ДХ=0,124±0,0053 е=4,27%
0,924 0,83 0,128
1,056 0,90 0,122
1,073 0,95 0,126
0,939 0,85 0,129
1,045 0,86 0,117
Таблица 8 - Количественное определение суммы органических кислот
а, г V, мл X,% Метрологические характеристики
1,037 0,30 2,095 Хср = 2,100% SD = 0,0847 RSD = 4,03% Х±Дх=2,100±0,97 е=4,64%
1,110 0,32 2,088
1,094 0,30 1,986
1,055 0,30 2,059
1,098 0,34 2,242
1,020 0,30 2,130
Эфирное масло, извлеченное из сырья, представляло собой легкоподвижную желтую жидкость с характерным пряным запахом. Изучение зависимости объема выделенного эфирного масла от времени перегонки показало, что оптимальным являются первые 40 минут гидродистилляции. Увеличение времени перегонки не приводило к повышению количества выделенного масла. Результаты определения количественного содержания эфирного масла в траве мяты садовой показали, что содержание эфирного масла составляет 0,135% (табл. 9).
Таблица 9 - Количественное содержание эфирного масла
а, г V, мл Х,%
20,000 0,025 0,135
19,985 0,025 0,135
Трава мяты садовой содержит каротиноиды, максимум поглощения которых отчетливо виден на спектре поглощения спиртового извлечения (рис. 1).
0,7
0,6
длина волны, нм
Рис. 1 - Спектр поглощения спиртового извлечения из травы мяты садовой
Поэтому нами была изучена возможность одновременного определения каротиноидов и хлорофилла в сырье прямым спектрофотометрическим методом без предварительного разделения за одну аналитическую процедуру. В работе за основу была взята ранее разработанная Тринеевой О.В. с соавторами методика количественного определения гидроксикоричных кислот, хлорофилла и каротиноидов в листьях крапивы двудомной методом спектрофотометрии [6]. Вид спектра поглощения извлечения из анализируемого сырья (рис. 1) свидетельствует о возможности одновременного определения хлорофилла и каротиноидов без предварительного разделения, поскольку их максимумы не накладываются. Согласно литературным данным, максимумы поглощения извлечения травы мяты садовой на 70% этаноле, совпадают с максимумами поглощения стандартных образцов р-каротина (448±2 нм) и хлорофилла Ь (667±2 нм). Для расчета количественного содержания изучаемых групп БАВ использовали значения удельных показателей поглощения, представленные в литературе [6]. Результаты анализа представлены в таблицах 10-11.
Таблица 10 - Результаты количественного определения каротиноидов
а, г А Х,% Метрологические характеристики
1,005 0,365 0,0785 Хср - 0,0758% 8Б = 0,00231 ИЗБ = 3,05% Х±Дх=0,0758±0,00265 £-3,50%
0,987 0,357 0,0782
1,014 0,353 0,0753
0,994 0,350 0,0761
0,992 0,334 0,0728
1,053 0,359 0,0737
Таблица 11 - Результаты количественного определения хлорофилла
а, г А Х,% Метрологические характеристики
1,005 0,258 0,147 Хср - 0,139% 8Б = 0,0054 ИЗБ = 3,91% Х±Дх=0,139±0,0062 £-4,46%
0,987 0,247 0,143
1,014 0,243 0,137
0,994 0,242 0,139
0,992 0,228 0,131
1,053 0,250 0,139
Из результатов, представленных в таблицах 10 и 11 видно, что содержание каротиноидов составило 0,0758% (е=3,50%), содержание хлорофилла - 0,139% (е = 4,46%).
Заключение
В результате фотохимического исследования травы мяты садовой установлено присутствие в ней фенолкарбоновых кислот, флавоноидов, дубильных веществ, органических кислот, аскорбиновой кислоты, каротиноидов, хлорофилла, полисахаридов. Установлены числовые показатели и показатели доброкачественности сырья (влажность, общая зола, зола не растворимая в 10% хлористоводородной кислоте, экстрактивные вещества).
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Список литературы / References
1. Гюльбякова Х.Н. Исследование биологически активных веществ листьев Mentha spicata / Х.Н. Гюльбякова, М. Муссауи, А.С. Никитина и др. // Во имя жизни и здоровья: материалы 72-ой международная научно-практическая конференции. - Пятигорск: Рекламно-информационное агентство на Кавминводах, 2019. - с. 177-184.
2. Орловская Т.В. Изучение коры липы сердцелистной с целью создания новых лекарственных средств / Т.В. Орловская, Х.Н. Гюльбякова, Н.Н. Гужва и др. // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 2.; [Электронный ресурс]. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=8561 (дата обращения: 21.04.2020).
3. Гребенникова О.А. Биологически активные вещества Mentha spicata L / О.А. Гребенникова, А.Е. Палий, Ю.П. Христова // Химия растительного сырья. - 2014. - №4. - С. 203-208.
4. Государственная фармакопея РФ. - XIV изд. - М.: Научн. центр экспертизы средств медицинского применения, 2018. - Том IV.; [Электронный ресурс]. URL: http://resource.rucml.rU/feml/pharmacopia/14_4/HTML/1/index.html (дата обращения: 26.06.2020).
5. Гюльбякова Х.Н. Изучение травы белокудренника черного с целью создания новых лекарственных средств / Х.Н. Гюльбякова, С.Г. Тираспольская, Г.В. Алфимова и др. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Т. 14, №5 (3). - С.727- 730.
6. Тринеева О.В. Определение гидроксикоричных кислот, каротиноидов и хлорофилла в листьях крапивы двудомной (Urtica dioica L.) / О.В. Тринеева, А.И. Сливкин, Е.Ф. Сафонова // Химия растительного сырья. - 2015. -№3. - С. 105-110.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Gulbyakova H.N. Issledovanie biologicheski aktivnyh veshhestv list'ev Mentha spicata [Research of biologically active substances of Mentha spicata leaves] / H.N. Gulbyakova, M. Moussaoui, A.S. Nikitina et al. // Vo imja zhizni i zdorov'ja: materialy 72-oj mezhdunarodnaja nauchno-prakticheskaja konferencii [In the name of life and health: proceedings of the 72nd International Scientific and Practical Conference]. - Pyatigorsk: Advertising and Information Agency on Kavminvody, 2019. -pp. 177-184. [in Russian]
2. Orlovskaya T.V. Izuchenie kory lipy serdcelistnoj s cel'ju sozdanija novyh lekarstvennyh sredstv [The study of the bark of the linden cordial in order to create new medicines] / T.V. Orlovskaya, H.N. Gulbyakova, N.N. Guzhva, etc. // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija [Modern problems of science and education]. - 2013. - No. 2.; [Electronic resource]. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=8561 (accessed: 21.04.2020). [in Russian]
3. Grebennikova O.A. Biologicheski aktivnye veshhestva Mentha spicata L [Biologically active substances Mentha spicata L] / O.A. Grebennikova, A.E. Paliy, Yu.P. Hristova // Himija rastitel'nogo syr'ja [Chemistry of plant raw materials]. - 2014. -No. 4. - pp. 203-208. [in Russian]
4. Gosudarstvennaja farmakopeja RF [The State Pharmacopoeia of the Russian Federation]. - XIV ed. - M.: Scientific. center for the examination of medical products, 2018. - Volume IV.; [Electronic resource]. URL: http://resource.rucml.ru/feml/pharmacopia/14_4/HTML/1/index.html (accessed: 26.06.2020). [in Russian]
5. Gulbekova H. N. Izuchenie travy belokudrennika chernogo s cel'ju sozdanija novyh lekarstvennyh sredstv [The study of the herb Horehound black to create new drugs] / H. N. Gulbekova, S. G. Tiraspol, G. V. Alfimova et al. // Izvestija Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk [proceedings of the Samara scientific center of the Russian Academy of Sciences]. - 2012. - Vol. 14, №5 (3). - P. 727 - 730. [in Russian]
6. Trineeva O.V. Opredelenie gidroksikorichnyh kislot, karotinoidov i hlorofilla v list'jah krapivy dvudomnoj (Urtica dioica L.) [Determination of hydroxycoric acids, carotenoids and chlorophyll in the leaves of dioecious nettle (Urtica dioica L.)] / O.V. Trineeva, A.I. Slivkin, E.F. Safonova // Himija rastitel'nogo syr'ja [Chemistry of plant raw materials]. - 2015. -No. 3. - pp. 105-110. [in Russian]
