CC BY
186
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 664.592 +664.66.022.39
Э. Э. Агеева, Т. А. Ямашев, О. А. Решетник
ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНЫХ И АНТИРАДИКАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ЭКСТРАКТОВ ТРАВЫ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО (ТЫГОЬШМРВАТЕШЕЪ.)
Ключевые слова: лекарственное растение, TrifoliumpratenseL., клевер луговой, антиоксидантная активность, антирадикальная активность.
Исследованы антиокислительные и антирадикальные активности экстрактов Trifoliumpratense L., приготовленных различными способами. Показано, что водные экстракты лекарственного растения TrifoliumpratenseL. обладают наибольшей как антиоксидантной, так и антирадикальной активностью, чем экстракты, сделанные этиловым спиртом.
Keywords: medicinal plant, Trifoliumpratense L., red clover, antioxidant activity, antiradical activity.
We studied the antioxidant and antiradical activity of extracts of red clover Trifoliumpratense L., prepared in different ways. It is shown that the aqueous extract of medicinal plants Trifoliumpratense L. possess both the greatest antioxidant and antiradical activity than ethanolic extracts.
Введение
Клевер луговой (TrifoliumpratenseL.) с давних времен находит применение в народной медицине, и входит в состав ароматических целебных ванн и лечебных чаев. Клеверв свежем виде используют как компонент различных салатов. Измельченные высушенные листья добавляют в хлебобулочные изделия [1].
В последние десятилетия в мире наблюдается возрастание интереса населения к дикорастущим лекарственным растениям, к числу которых относится широко распространенный в нашей стране клевер луговой [2]. Клевер луговой растет на умеренно влажных и суходольных лугах, в светлых лесах, часто по окраинам полей и полевым дорогам [1].
TrifoliumpratenseL.- дикое лекарственное расте-ние,используемое в качестве пастбищной пищи для крупного рогатого скота и других домашних животных. Клевер также используется вмедицине для лечения широкого спектра заболеваний.К их числу относятся мастит, заболевания суставов, бронхит, спастический кашель, астма, воспаления кожи, такие как псориаз и экзема. Клевер луговой, как пола-гают,способствует улучшению кровообращения и стимулирует секрецию желчи. Он обладает противовоспалительным, ранозаживляющим, болеутоляющим, антидиабетическими успокоительным действиями [2]. Препараты клевера используются для лечения ревматических, желудочно-кишечных и гинекологических заболеваний [2].
Цветы TrifoliumpratenseL. в больших количествах содержат гликозиды трифолин и изотрифолин, эфирное масло, алкалоиды, смолы, витамины (аскорбиновая кислота, Р-каротин, рибофлавин, токоферол, витамины группы В). Также чрезвычайно полезны и листья TrifoliumpratenseL., в которых содержится салициловая кислота, известная своим противовоспалительным действием, а также различ-
ные витамины и большое количество фитостеролов, понижающих уровень холестерина [1].
TrifoliumpratenseL. является источником многих минеральных веществ, включая кальций, фосфор, калий [1].
Trifoliumpratense Ь. считается богатым источником изофлавонов [3]. Изофлавоны - это натуральные компоненты, содержащиеся в некоторых растениях. Изофлавоны относят к группефитоэстрогенов: их структура подобнаэстрогенамчеловека, однако они менее активны. Изофлавоны являются естественной составной частью рациона человека, особенно в странах с высоким потреблением сои. Помимо их широко известной эффективности в борьбе с климактерическим синдромом у женщин, изофлаво-ны обладают гепатопротекторными и антиканцерогенными свойствами, а также благотворно влияют на сердечно-сосудистую систему и кожу. Они также используются, для предотвращения остеопороза, уменьшения вероятности образования тромбов и артериальных бляшек и ограничивают развитие доброкачественной гиперплазии предстательной железы [2, 3].
В Trifoliumpratense Ь. содержится приблизительно 0,17 % фитоэстрогенов. К ним относятся изофлавоны: формононетрин, генистеин, даидзеин и био-ханин А, обладающие мягкой эстрогенной активностью и снижающие риск развития рака молочной железы [2, 4]. Изофлавоны являются основными действующими компонентами лекарственных препаратов из клевера лугового, таких как РштешП® (применяется для лечения симптомов менопаузы), Што8Ш® (для снижения потери костной ткани и лечения гиперлипидемии) и Trinovin® (для лечения заболеваний предстательной железы).
Кроме изофлавонов клевер также содержит и другие биологически-активные вещества: гликозиды - трифолин и изотрифолин [5]; флавоноиды-кемпферол, лютеолин, мирицетин [6], кверцетин, изорамнетин [3]. В надземной части клевера лугово-
го обнаружен D-пинитол [5] - вещество с ярко выраженной гипогликемической активностью [7].
Почти все вышеперечисленные вещества являются антиоксидантами, которые в свою очередь нейтрализуют активные свободные радикалы. Ан-тиоксиданты используются в качестве пищевых добавок с целью замедления окислительной порчи и увеличения срока годности продуктов питания.
Экспериментальная часть
Целью данной работы являлось исследование ан-тиоксидантных и антирадикальных свойств водных и этанольных извлечений из травы клевера лугового TrifoliumpratenseL., приготовленных различными способами.
В работе использовали траву клевера лугового измельченную «Лекра-Сэт» (ООО «Лекра-Сэт», г. Барнаул).
Для приготовления водных извлечений TrifoliumpratenseL. навеску высушенной измельченной травы засыпали в колбу, заливали дистиллированной водой в соотношении 1:10 с учетом принятого коэффициента водопоглощения 2 мл/г и помещали колбу в кипящую водяную баню на 15 мин (настой) и 30 мин (отвар) постоянно перемешивая. После извлечения колб из водяной бани настой выдерживали при комнатной температуре в течение 45 мин, а отвар в течение 10 мин [8].
Приготовление этанольных экстрактов осуществляли следующим образом: в первом варианте навеску травы клеверазаливали кипящим раствором этилового спирта концентрацией 70 об. % в соотношении 1:10и проводили экстракцию при температуре 70 °С в течение часа при постоянном перемешивании на магнитной мешалке с нагревателем, во втором случае клевер заливали раствором этилового спирта аналогичной концентрации в том же соотношении и настаивали в течение суток при комнатной температуре (настойка).
Приготовленные водные и этанольные извлечения отфильтровывали через фильтр с размером пор 0,45 мкм доводили до первоначального объема соответствующим растворителем и использовали для определения антиоксидантных и антирадикальных свойств.
Антиоксидантную активность определяли фер-рицианидным методомсогласно Lertittikul W. с со-авт. [9]. Оптическую плотность реакционной смеси измеряли при 700 нм на спектрофотометре СФ-2000. Редуцирующую силу выражали относительно контроля - 0,01 % раствора аскорбиновой кислоты.
Антирадикальную активность определяли методом, предложенным Brand-Williams W. с соавт. по снижению оптической плотности стабильного радикала 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (ДФПГ) в присутствии антиоксидантов[10]. Оптическую плотность реакционной смеси измеряли на спектрофотометре СФ-2000 при 517 нм. Процент ингибирова-ния радикалов ДФПГ определяли по формуле:
% ингибирования ДФПГ = [1 - (D0/DK)] х 100, где D0 - оптическая плотность опытной пробы; DK -оптическая плотность в отсутствии антиоксидантов (контроль) [11].
Одновременно определяли процент ингибирования ДФПГ для известных концентраций Тго1ох (водорастворимый аналог витамина Е) и строили калибровочную кривую [12]
Антирадикальную активность экстрактов выражали в мкмоль/л Trolox-Equivalent - условных единицах, соответствующих активности известной концентрации синтетического антиоксиданта Тго1ох [13].
Результаты и их обсуждение
Первоначальную информацию о характере действующих веществ, выделенных из растительного сырья, можно установить по их способности растворятся в тех или иных растворителях. В данной работе в качестве растворителей были рассмотрены дистиллированная вода и этиловый спирт. Выбор данных веществ обусловлен их способностью растворять соединения различной полярности и тем, что они разрешены к использованию в пищевой промышленности, так как полученные экстракты предполагается в дальнейшем использовать при производстве продуктов питания.
На начальном этапе работы нами были исследованы антиоксидантные свойства приготовленных экстрактов. Результаты исследования представлены на рис. 1.
а) б) б) г) д)
Рис. 1 - Антиоксидантная активность экстрактовTrifoliumpratenseL. а) 0,01 % раствор аскорбиновой кислоты (контроль); б) водный настой 15 мин на кипящей водяной бане; в) водный отвар 30 мин на кипящей водяной бане; г) этанольный экстракт 1 ч при 70 °С; д) этаноль-ная настойка 24 ч при комнатной температуре
В результате проведенных исследований было установлено, что наибольшей антиоксидантной активностью обладали водные извлечения из TrifoliumpratenseL., причем вне зависимости от продолжительности обработки. Меньшая активность этанольных экстрактов объясняется, по всей видимости, тем, что этиловый спирт вызывает денатурацию и осаждение ряда высокомолекулярных соединений TrifoliumpratenseL., а они, в свою очередь, связывают антиоксиданты и препятствуют их переходу в раствор, однако нельзя исключить и непосредственное денатурирующее воздействие этилового спирта на антиокислительные соединения, а также их низкую растворимость в нем.
Настаивание сырья на этиловом спирте при комнатной температуре в течение 24 ч привело к повышению антиокислительной активности извлечений по сравнению с кратковременной обработкой горячим этанолом. Столь длительное время, потребовавшееся для некоторого повышения антиокислительного действия этанольных экстрактов клевера-также может свидетельствовать о слабой растворимости антиоксидантов TrifoliumpratenseL. в малополярных растворителях, но при этом тот факт, что при высокой температуре выход антиоксидантов был ниже подтверждает предположение о денатурирующем действии этилового спирта, которое усилилось в совокупности с высокой температурой и снизило растворимость антиоксидантов.
Известно, что и цветы, и трава клевера лугового содержат большое количество флавоноидов [3, 6, 14], веществ, обладающих антирадикальнымисвой-ствами [13, 14]. В связи с чем нами было исследовано влияние природы растворителя на антирадикальную активность экстрактов травы клевера лугового.
Результаты исследования представлены на рис. 2.
Рис. 2 - Антирадикальная активность экстрактовTrifoliumpratenseL.n) водный настой 15 мин на кипящей водяной бане; б) водный отвар 30 мин на кипящей водяной бане; в) этанольный экстракт 1 ч при 70 °С; г) этанольная настойка 24 ч при комнатной температуре
Как видно из полученных результатов наиболее выраженной антирадикальной активностью также обладали водные экстракты из TrifoliumpratenseL. Увеличение продолжительности тепловой обработки приводило к снижению антирадикальных свойств водных извлечений, по всей видимости, в результате температурного разложения действующих веществ.
© Э. Э. Агеева - магистрант кафедры технологии пищевых производств КНИТУ, elza1107@mail.ru; Т. А. Ямашев - к.т.н., доцент кафедры технологии пищевых производств КНИТУ, yamashev555@mail.ru; О. А. Решетник - д.т.н., профессор кафедры технологии пищевых производств КНИТУ, reshetnik@kstu.ru.
© E. E. Ageeva - master student of the Department of Technology of Food Productions from Faculty of Food Technology in Kazan National Research Technological University, elzal 107@mail.ru; T. A. Yamashev - Candidate of Engineering Sciences (Ph.D.), Associated Professor of the Department of Technology of Food Productions from Faculty of Food Technology in Kazan National Research Technological University, yamashev555@mail.ru; O. A. Reshetnik - Doctor of Engineering Sciences, Full Professor of the Department of Technology of Food Productions from Faculty of Food Technology in Kazan National Research Technological University, reshetnik@kstu.ru.
Экстракты, сделанные при помощи этилового спирта, проявляли несколько меньшую антирадикальную активность. При этом повышенная температура этанола более способствовала переходу антирадикальных соединений в раствор, чем продолжительность обработки.
Вероятно, антиоксидантные свойства травы клевера лугового обусловлены не только полифеноль-ными соединениями, но и хорошо растворимыми в воде соединениями, такими, например, как аскорбиновая кислота.
Таким образом, по совокупности проявленных эффектов, водный настой (15 мин на кипящей водяной бане) травы клевера лугового является наиболее перспективным для использования в пищевой промышленности в качестве источника антиоксидантов.
Литература
1. Л.Г. Дудченко, А.С. Козьяков, В.В. Кривенко, Пряно-ароматические и пряно-вкусовые растения: Справочник. НауковаДумка, Киев, 1989. 304с.
2. J. Kolodziejczyk-Czepas, Journal of Pharmacy and Pharmacology, 68, 7, 845-861 (2016)
3. О.О. Новиков, Д.И. Писарев, В.Н. Сорокопудов, М.А. Журавель, Н.Н. Нетребко, Н.В. Автина, Научные ведомости. СерияЕстественныенауки, 13, 21, 113-117 (2010)
4. H. Fritz, D. Seely, G. Flower, B. Skidmore, R. Femandes,
5. Vadeboncoeur, D. Kennedy, K. Cooley, R. Wong, S. Sagar, E. Sabri, D. Fergusson, PLoS One, 8, 11, 1-18 (2013)
5. А.А. Дренин, Э.Х. Ботиров, Ю.П. Туров, Химия растительного сырья, 2, 53-56 (2010)
6. R. Tundis, M. Marrelli, F. Conforti, M.C. Tenuta, M. Bone-si, F. Menichini, M.R. Loizzo, Foods, 4, 3, 338-348 (2015)
7. Y. Gao, M. Zhang, T. Wu, M. Xu, H. Cai, Z. Zhang, J. Agric. FoodChem, 63, 26, 6019-6026 (2015)
8. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIIIиздание. Т. 2. Медгиз.,Москва, 2015,С. 118-123.
9. W. Lertittikul, S. Benjakul, M. Tanaka, Food Chemistry, 100, 2, 669-677 (2007)
10. W. Brand-Williams, M.E. Cuvelier, C. Berset, Food Science and Technology, 28, 1, 25-30 (1995)
11. C. Daou, H. Zhang, Adv. J. Food Sci. Technol., 3, 5, 339347 (2011)
12. K. Thaipong, U. Boonprakob, K. Crosby, L. Cisneros-Zevallos, D.H. Byrne, Journal of Food Composition and Analysis, 19, 6-7, 669-675 (2006)
13. А.В. Щербаков, М.В. Чистякова, И.Ю. Усманов, Вестник Башкирского университета, 16, 4, 1198-1205 (2011)
14. П.В. Федураев, Г.Н. Чупахина, Л.Н. Скрытник, Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта, 1, 63-68 (2011)
