CC BY
0
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
DOI - 10.32743/UniChem.2024.125.11.18413
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИСАХАРИДОВ НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ
Capparis spinosa
Кадиралиева Фотимахон Акбаровна
д-р философии по хим. наукам, ст. науч. сотр. лаборатории химии высокомолекулярных растительных веществ
ИХРВ АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: _ fatimahon. 82@mail. ru
Сиддикова Азизахон Абдугаффоровна
докторант
лаборатория химии высокомолекулярных растительных веществ
ИХРВ АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Ботиров Рузали Анварович
д-р философии по техн. наукам, стар. науч. сотр. экспериментально -технологической лаборатории ИХРВ АНРУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент
Бекмурзаева Нуржамал Бахтияровна
ассистент кафедры «Фармакология и клиническая Фармация» Ташкентского фармацевтического института Республика Узбекистан, г. Ташкент
Садиков Алимджан Заирович
д-р техн. наук, вед. науч. сотрудник экспериментально-технологической лаборатории ИХРВ АНРУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент
Сагдуллаев Шамансур Шахсаидович
академик. зав. отделом технологии ИХРВ АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент
PHYSICOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF POLYSACCHARIDES OF THE ABOVE-GROUND PART OF Capparis spinosa
Fotimaxon Kodiralieva
Senior researcher
at the Laboratory of Chemistry ofHigh Molecular Weight Plant Substances of the Institute of Chemistry of Plant Substances named after S. Yu. Yunusov
of the Academy of Sciences of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent
Azizaxon Siddikova
Basic doctoral student of the Laboratory of high-molecular plant substances of the Institute of chemistry ofplant substances of the Academy of sciences of the Republic of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИСАХАРИДЫ НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ Capparis spinosa // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Кадиралиева Ф.А. [и др.]. 2024. 11(125). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/18413
№ 11 (125)_¿Y^ химия и биология_ноябрь. 2024 г.
Ruzali Botirov
Doctor of Philosophy in the field of technical sciences, senior researcher of the Experimental and Technological Laboratory of the Institute of Plant Chemistry named after S.Yu. Yunusov of the Academy of Sciences of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent
Nurjamal Bekmurzayeva
Assistant
at the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacy, Tashkent Pharmaceutical Institute Republic of Uzbekistan, Tashkent
Alimdjan Sadykov
Doctor of Technical Sciences, leading researcher of the Experimental and Technological Laboratory of the Institute of Plant Chemistry named after S.Yu. Yunusov of the Academy of Sciences of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent
Shamansur Sagdullaev
Academician
of the Institute of Plant Chemistry named after S.Yu. Yunusov of the Academy of Sciences of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье рассмотрены водорастворимые полисахариды, пектиновые вещества и гемицеллюлозы, выделенные из надземной части Capparis spinoza. Изучены физико-химические показатели и охарактеризован моносахаридный состав. По результатам газожидкостной хроматографии моносахаридный состав включает: уроновая кислота, галактоза, глюкоза, арабиноза и ксилоза находится в незначительных количествах. Выделенный пектин является низкоэтерифицированным пектином.
ABSTRACT
The article considers water-soluble polysaccharides, pectin substances and hemicelluloses isolated from the above-ground part of Capparis spinosa. The physicochemical parameters were studied and the monosaccharide composition was characterized. According to gas-liquid chromatography, the monosaccharide composition: uronic acid, galactose, glucose, arabinose and xylose are in insignificant quantities. The isolated pectin is low-esterified pectin.
Ключевые слова: Capparis spinoza, арабиногалактаны, пектиновые вещества, гель фильтрация, фракционные осаждения, степень этерификации ПВ, галактуронан, ИК спектроскопия.
Keywords: Capparis spinosa, arabinogalactan, pectin substances, gel filtration, fractional precipitation, degree of esterification PS, galactauranan, IR spectroscopy.
Введение. Нами ранее были исследованы углеводы, белки бутонов и плодов Capparis spinoza. Были изучены и охарактеризованы водорастворимые полисахариды и пектиновые вещества из бутонов и плодов Capparis spinoza [1]. Выделенные водорастворимые полисахариды являются средством, потенцирующим как а1-адрено-, так и ДА2-дофаминовые рецепторы, играющих важную роль в регуляции нервных и психических процессов, а также и в системе кровообращения, где они применяются в качестве противошоковых средств для повышения артериального давления [2,3]. В институте Химии растительных веществ академии Наук в республике Узбекистан разработаны технология получения водорастворимых полисахаридов из бутонов и незрелых плодов Capparis spinoza [4]. В связи с этим мы продолжали изучать уровень токсичности суммы водорастворимых полисахаридов, полученных
из надземной части Capparis spinosа [5]. Учеными отделом фармакологии и токсикологии изучены влияние на ЦНС, противовоспалительное, антиги-поксическое, антиоксидантное, анальгезирующее, а также показатели глюкозы и холестерина в сыворотке крови и получены положительные результаты в экспериментах.
Цель исследования. Целью исследования является изучение и углеводного комплекса надземных органов растения Capparis spinoza культивируемого в Узбекистане.
Материалы и методы. Из надземной части Capparis spinoza выделены водорастворимые полисахариды (ВРПС), пектиновые вещества (ПВ) и гемицеллюлозы (ГМЦ), установлен моносахаридный состав. Результаты показали, что моносахаридный состав полисахаридов относятся глюкоарабагалактанам.
Выделение различных групп полисахаридов проводили по ранее описанной методике [6]. Спирто-растворимые сахара представлены фруктозой, саха-разой и глюкозой. Водорастворимые полисахариды экстрагировали водой: сырье экстрагировали водой
при комнатной температуре 20-22°С и выделили ВРПС. Далее последовательно выделяли пектиновые вещества (ПВ) и гемицеллюлозы (ГМЦ). Содержание и моносахаридный состав выделенных полисахаридов приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Выход полисахаридов и их моносахаридный состав
№ Тип Выход, Соотношение моносахаридных остатков UAc,
ПС % Gal Glc Ara Xyl Rha %
1 ВРПС 6.5 3.0 1.2 4.0 1.0 - 25
2 ПВ 3.1 3.5 2.1 3.2 1.0 - 60
3 ГМЦ 4.5 3.3 1.0 2.3 5.0 1.0 45
*Примечание: Gal-галактоза, Glc-глюкоза, Ara-арабиноза, Xyl-ксилоза, Rha-рамноза, UAc-уроновая кислота.
Как видно из таблицы 1, ВРПС и ПВ основными моносахаридами является арабиноза и галактоза, остальные моносахаридные остатки глюкоза, ксилоза, встречается малых количествах. ГМЦ основными моносахаридами ксилоза, галактоза, арабиноза незначительных количествах галактоза и рамноза.
Выделенный ВРПС представляет собой аморфный порошок -бежевого цвета, хорошо растворимый в воде, дающий окрашивание с раствором йода, что указывает на присутствие в исследуемом сырье глюкана типа крахмала.
В моносахаридном составе водорастворимых полисахаридов идентифицировали галактозу, и арабинозу.
Титрометрические
Содержание уронового ангидрида в полисахаридах определяли фотоэлектроколориметрическим методом на основе цветной реакции с карбазолом [7].
Пектиновые вещества представляют собой аморфный порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде. Раствор ПВ дает с йодом едва заметное быстро исчезающее синее окрашивание, что характерно для крахмалоподобных полисахаридов. Показано, что моносахаридный состав пектиновых веществ представлен галактуроновой кислотой, галактозой, араби-нозой и в незначительных количествах ксилозой (по данным титрометрического анализа) (табл. 2) [8].
Выделенные пектиновые вещества относятся к низкоэтерифицированным пектинам со степенью этерификации 45.4 %.
Таблица 2.
ш ПВ Capparis spinosa
Тип полисахарида Кс, % Кэ, % Ко, % 1
ПВ 21.6 18.0 39.6 45.4
Гемицеллюлоза - аморфный порошок светло -коричневого цвета, хорошо растворяется в слабых растворах щелочей. Моносахаридный состав также представлен кислыми и нейтральными моносахаридами: уроновая кислота галактоза, арабинозы, ксилозы, в меньших количествах глюкозы. Доминирующими моносахаридами является ксилоза. Повышенное содержание ксилозы характерно для полисахаридов ксиланового типа.
Выделенные полисахариды анализировали методом ИК- спектроскопии [9].
В ИК- спектрах ВРПС присутствуют полосы поглощения 3305 и 3287, достаточно интенсивные, характерные для ОН групп. Полосы поглощения при 2932 см-1 показывает присутствие СН групп. Присутствуют также полосы поглощения, связанные с наличием карбоксильных групп 1740 и 1736 см-1, а также 1254 и 1235 см-1
Остальные полосы поглощения находятся в низкочастотной области спектра и соответствуют колебаниям пиранозных циклов и их фрагментов.
В ИК- спектре ПВ обнаружены полосы поглощения характерные для карбоксиполисахаридов 1750 и 1237 см-1. Пектиновые вещества обычно содержат
метоксильные группы, что отражается в данном случае полосой поглощения в области 1316 см-1. Характерной также является полоса поглощения при 1415 см-1 соответствующая ионизированному карбоксилу. Полоса поглощения при 956 см-1 колебания метиленовых групп. Для пектиновых веществ, которые имеют основную полимерную цепь, состоящую из а 1 связанных остатков D -галактуроновой кислоты, присущие полосы поглощения в ИК- спектре 890 - 832 см-1
ИК- спектр ГМЦ имеет полосы поглощения, характерные для полисахаридов в области гидрок-сильных групп, СН групп и т.д.
Во всех спектрах, т.е. ВРПС, ПВ и ГМЦ имеются интенсивные полосы, которые отражают белковые примеси: 1602, 1600, 1597, 1608 см-1.
Экспериментальная часть. Сырьё заготавливали в Ташкентской области в Охангаранском и Кибрайском районах в мае 2021 году.
Бумажную хроматографию (БХ) гидроли-затов проводили нисходящим методам на бумаге БШгак БМ -12 (Германия) в системе растворителей н-бутанол-пиридин-вода (6:4:3), для индикации пятен
моносахаридов (гексозы и пентозы) применяли анилин фталат кислый (1), кетоз 5% раствор мочевины (2). Хроматограммы проявляли в течение 3-4 мин. при 100°С.
Полный кислотный гидролиз ВРПС проводили, 1н H2SO4 при 100°С, 8 ч, ПВ и ГМЦ гидролизовали 2 н H2S04, при 24 ч. Гидролизаты нейтрализовали BaCO3, деонизировали катионитом КУ-2 (Н+), упаривали и анализировали БХ с известными стандартами моносахаридов.
ГХ анализ образцов проводили на хроматографе Shimadzu GC-2010 с пламенно-ионизационным детектором, кварцевая капиллярная колонка Shimadzu Rxi-624Sil MS (3м*0.25ммх1.40дм), скорость подвижной фазы (N2) 1,5 мл/мин, температура инжектора 260°С, температура детектора 280°С и температура колонки 230°С. Образцы снимали в виде ацетатов альдононитрилов [10].
ИК спектры полисахаридов снимали на ИК-спектрометре Фурье фирмы Perkin-Elmer, FT-IR/NIR Spectrometr. Spectrium 3. Universal ATR Sampling Accessory области поглощения (диапазон) 530-3600 см-1
Инактивация сырья. 100 г измельченного сырья Capparis spinosa обрабатывали дважды кипящей смесью метанол - хлороформ (1:1) для удаления красящих веществ и не углеводных компонентов. Затем сырьё отделяли фильтрованием и высушивали. Высушенное сырьё дважды экстрагировали кипящим 82%-ным этиловым спиртом (1:6) в течение 1 ч. Спиртовые экстракты объединяли, упаривали и анализировали БХ в системе 1, идентифицировали глюкозу, сахарозу и следы фруктозы.
Выделение водорастворимых полисахаридов (ВРПС). Остаток сырья трижды экстрагировали водой при температуре 80°С в течение 1,5 ч при
гидромодуле 1:5, 1:3, 1:3. Экстракты отделяли, белки удаляли по методу Севага [8]. Затем экстракт упаривали до небольшого объема и осаждали спиртом 1:3. Осадок отделяли центрифугированием (6000 об/мин, 10 мин.), промывали и обезвоживали спиртом. Выход ВРПС - 6,5 г.
ИК-спектр см-1) 3305, 2932, 1740, 1602, 1395, 1254, 1036, 767, 602.
Выделение пектиновых веществ (ПВ) остаток сырья после извлечения ВРПС дважды экстрагировали смесью 0,5% растворов щавелевой кислоты и оксалата аммония, взятых в равных соотношениях (1:1), при 70°С, в течение 1,5-2 ч. Экстракты объединяли, диализовали относительно проточной воды, упаривали, осаждали этанолом (96%, 1:3). Выпавший осадок обрабатывали и высушивали как обычно. Выход ПВ - 3.1 г.
ИК-спектр (^шк, см-1) 1750, 1237, 1316, 1415, 956, 890, 832.
Выделение гемицеллюлоз (ГМЦ) Остаток сырья дважды экстрагировали 5% раствором КОН (по 100 мл), при комнатной температуре.
Щелочной экстракт отделяли, нейтрализовали СН3СООН, диализовали, упаривали до небольшого объема и осаждали спиртом (96%). Выпавший осадок отделяли, обрабатывали как описано выше. Выход ГМЦ - 4,5 г.
ИК-спектр (^лак, см-1) 3287, 1608, 1416, 1314, 1037,896, 779, 645.
Вывод. Таким образом, из надземной части Capparis spinosa выделены и охарактеризованы водорастворимые полисахариды, пектиновые вещества и гемицеллюлозы. Установлен их моносахаридный состав. Выделенные полисахариды анализировали методам ИК - спектроскопии и определили их степень этерификации.
Список литературы:
1. Жауынбаева К.С., Ботиров Р.А., Садиков А.З., Сагдуллаев Ш.Ш. Физико-химические характеристики полисахаридов из бутонов и плодов Capparis spinosа // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. 2022. № 7 (97). C. 45-49. DOI - 10.32743/UniChem.2022.97.7.13957
2. Ю.Р. Мирзаев, Э.М. Рузимов, Р.А. Ботиров, Г.Э. Саидова, А.З. Садиков, Ш.Ш. Сагдуллаев / Фармакологическое исследование экстракта бутонов и цветков Сapparis spinosa // Universum: химия и биология электрон. научн. журн. 2023. №3(105). № 41 Физиология. C. 26-32.
3. Bekmurzayeva Nurjamal Baxtiyarovna, Botirov Ruzali Anvarovich, Azamatov Azizbek Azamatovich, Tursunkhodzhaeva Firuza Muratovna, Aytbayeva Aygul Baxtiyorovna, Sadykov Alimdjan Zairovich, Sagdullayev Shamansur Shaxsaidovich / Anti-inflammatory, antihypoxant and antioxidant activity of products isolated from caper cultivated in Uzbekistan // The Bioscan 19(2): 75-80, 2024.
4. Botirov, Ruzali A.; Saidova, Gavkhar E.; Mutalova, Dilnoza K.; Sadikov, Alimdjan Z.; and Sagdullaev, Shamansur Sh. (2024) "Technology for obtaining biologically active substanses from buds and immature fruits of the Capparis spinosa plant," Chemistry and chemical engineering: Vol. 2024: No. 2, Article 10. DOI: 10.34920/cce2024210
5. N.B. Bekmurzayeva, А.А. Azamatov, R.A. Botirov /Acute toxicity of polysaccharide assemblage from the aboveground part of Capparis spinosа // International Scientific and technical conference Actual Problems the Chemistry of Natural Compounds, September19-20, 2024 Tashkent P. 99.
6. M.Kh. Malikova, Kh.Kh. Akhmedova, R.K. Rakhmanberdiyeva, K.S. Zhayinbaeva // Chem. Nat. Compd., 54, 10 (2018) P.10-12, https://doi.org/10.1007/s10600-018-2247-9
7. В.В. Арасимович, Биохимические методы анализа плодов, Кишинев, Штиинца, 1984, с. 12-14.
8. Г.Б. Аймухамедова, З. Алиева, Н.Д. Шелухина, Свойства и применение пектиновых сорбентов, Илим, Фрунзе, 1984, с. 61- 63.
9. М.П. Филиппов. Инфракрасные спектры пектиновых веществ, Кишинёв, Штиинца, 1978. - С. 14-22.
10. Методы исследования углеводов. Под ред. А.Я. Хорлина.- М.: Мир,1975. - С. 22-25.
