CC BY
12
https://clinical-journaL ru
2022. Vol. 24. № 12 Issue Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-12 E-ISSN 2686-6838
RESEARCH ARTICLE 3. Medical sciences
УДК 615.322:615.451.16:615.074
Corresponding Author: Morozov Yuri Alekseevich - Ph.D. of Pharmaceutical Sciences, associate professor, research fellow at the Laboratory of Chronopathophysiology and Phytopharmacology, Institute of Biomedical Research of the Vladikavkaz Scientific Center,
Vladikavkaz, Russian Federation
E-mail: [email protected]
© Morozov Yu.A. - 2022
I Accepted: 30.12.2022
http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-12-67-71
ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА УГЛЕКИСЛОТНОГО ЭКСТРАКТА ЛИМОННИКА КИТАЙСКОГО СЕМЯН
Морозов Ю.А.
Институт биомедицинских исследований - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального научного центра «Владикавказский научный центр Российской академии наук», г. Владикавказ, Российская Федерация
Аннотация. Лимонник китайский (Schisandra chinensis (Turcz.) Baill.) семейства Лимонниковые (Schisandraceae) - яркий представитель лекарственных растений из группы классических растительных адаптогенов. Семена лимонника китайского - официнальное лекарственное растительное сырье, включенное в Государственную Фармакопею Российской Федерации 14 издания на основе которого возможно создание новых лекарственных препаратов в современных лекарственных формах, способных обладать адаптогенным и общетонизирующим действием на организм человека. Однако, на отечественном фармацевтическом рынке препараты лимонника представлены только в форме традиционной настойки, применение которой в силу объективных причин ограничено. По мнению многих авторов преимущественной для семян лимонника является его масляная формой. Нами предложены основные параметры получения углекислотного экстракта в сверхкритических условиях из семян лимонника китайского. Поэтому основной целью настоящей работы явилось изучение компонентного состава сверхкритического углекислотного экстракта семян лимонника китайского. С помощью метода газовой хроматографии /масс спектрометрии в исследуемом экстракте лимонника идентифицировано 41 соединение, относящееся к различным классам. Экспериментально установлено, что содержание монотерпенов составило 17,38%, сесквитерпенов 22,45%, терпеноидов (спиртов, эфиров, кетонов) - 14,99%) и ароматических веществ - 1,66 %. Полученные результаты также свидетельствуют о доминирующем присутствие лигнанов (43,52 %) в исследуемом экстракте. Среди которых наибольшее количество соответствует схизандрину (15,68 %) и у-схизандрину (11,44%). Компонентный состав углекислотного экстракта семян лимонника китайского как по качественному, так и по количественному содержанию биологически активных веществ позволяет в дальнейшем рассматривать его в качестве действующей композиции при разработке новых лекарственных форм.
Ключевые слова: лимонник китайский, углекислотная экстракция, газовая хроматография / масс-спектрометрия, лигнаны, схизандрин
INVESTIGATION OF THE COMPONENT COMPOSITION OF CARBON DIOXIDE EXTRACT OF SCHISANDRA CHINENSIS SEEDS
Morozov Yu.A.
Institute of Biomedical Research of the Vladikavkaz Scientific Center, Vladikavkaz, Russian Federation
Abstract. Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. of the Schisandraceae family is a bright representative of medicinal plants from the group of classical plant adaptogens. Schisandra chinensis seeds are an official medicinal plant raw material included in the State Pharmacopoeia of the Russian Federation of the 14th edition, on the basis of which it is possible to create new medicines in modern dosage forms capable of having an adaptogenic and general ionizing effect on the human body. However, in the domestic pharmaceutical market, Schisandra preparations are presented only in the form of a traditional tincture, the use of which is limited due to objective reasons. According to many authors, the predominant form for Schisandra seeds is its oil form. We have proposed the main parameters for obtaining carbon dioxide extract under supercritical conditions from Schisandra chinensis seeds. Therefore, the main purpose of this work was to study the component composition of supercritical carbon dioxide extract of Schisandra chinensis seeds. Using the gas chromatography/mass spectrometry method, 41 compounds belonging to various classes were identified in the studied Schisandra extract. It was experimentally established that the content of monoterpenes was 17,38 %, sesquiterpenes 22,45 %, terpenoids (alcohols, esters, ketones) - 14,99 %) and aromatic substances - 1,66 %. The obtained results also indicate the dominant presence of lignans (43,52 %) in the studied
* * *
https://clinical-journal. ru
E-ISSN 2686-6838
extract. Among which the largest number corresponds to schizandrin (15,68 %) and y-schizandrin (11,44 %). The component composition of the carbon dioxide extract of Schisandra chinensis seeds, both in terms of the qualitative and quantitative content of biologically active substances, allows it to be further considered as an active composition in the development of new dosage forms.
Keywords: Schisandra chinensis, carbon dioxide extraction, gas chromatography . schizandrin
mass spectrometry, lignans,
Введение. Лекарственные препараты (ЛП) на основе семян и плодов лимонника китайского (Schisandra chinensis (Turcz.) Baill.) семейства Schisandraceae) издавна используются в медицинской практике в качестве тонизирующих центральную нервную систему и адаптогенных средств. Однако, ассортимент лекарственных форм (ЛФ), в которых они зарегистрированы в Государственном реестре лекарственных средств Российской Федерации (РФ) и представлены на отечественном фармацевтическом рынке, ограничен только традиционной настойкой. Данная ЛФ имеет ряд существенных недостатков: наличие в готовом продукте (ГП) остатков органического растворителя - спирта этилового достаточно высокой концентрации, вызывающего раздражение слизистой оболочки полости рта и пищевода; худшая усвояемость, биодоступность и эффективность в сравнении с масляными формами; невозможность применения ЛФ отдельными категориями граждан (военные, водители, спортсмены, студенты) [1].
Основной группой биологически активных веществ (БАВ) лимонника китайского семян являются лигнаны - липофильные вещества фенольного происхождения, представляющие собой производные димеров и состоящие из двух фенилпропановых фрагментов, связанных между собой ß-углеводородными атомами. Лигнаны в составе масляных растворов и экстрактов быстро всасываются в кишечнике и с большей легкостью вступают в метаболические процессы, оказывая присущую им биологическую активность. Наряду с лигнанами в семенах также содержатся и другие классы БАВ: эфирные и жирные масла, глицериды непредельных жирных кислот, смолы, углеводы, уроновые кислоты, токоферолы, белковые вещества, стерины, воск, липиды, катехины, крахмал, пигменты, макро- и микроэлементы и другие [2].
В работах А.Н. Шикова с соавторами [3], Е.Н. Жукович с соавторами [4], Ф.Ш. Сатдаровой с соавторами [5] приводятся исследования по разработке масляных форм лимонника китайского (с использованием в качестве экстрагента рафинированных дезодорированных растительных масел: подсолнечного, кукурузного, оливкового; соевого масла в сочетании со спиртом этиловым 96 %; фреоновая и углекислотная экстракция), в которых основной упор делается на изучение
компонентного и количественного содержания только лигнанов.
Для получения масляной формы лимонника китайского семян нами предлагается использовать экстракцию сжиженным диоксидом углерода в сверхкритических условиях (СК СО2-экстракция). Согласно градации ЮНЕСКО, получение экстрактов с использованием суб- и сверхкритического диоксида углерода признано безальтернативной, экологически чистой, энерго- и ресурсосберегающей безотходной технологией XXI века [6].
Поэтому, основной целью настоящих исследований явилось исследование компонентного состава лимонника китайского СК СО2-экстракта с помощью метода газовой хроматографии/ масс-спектрометрии.
Материалы и методы. Объектом исследований явились семена лимонника китайского (ООО «ССХП «Женьшень»», Брянская область, Унечский район, д. Пески, а также ООО «Дальневосточный Природный Продукт», г. Москва).
Перед проведением сверхкритической углеводородной экстракции образцы семян лимонника китайского подвергались высушиванию до остаточной влажности 5,00 % (измерения проводились с использованием влагомера весового ML-50 A&D, Япония) и измельчались вручную (пестиком в ступке) до размера частиц, проходящих сквозь сито с диаметром 3-5 мм (набор лабораторных проверочных сит, ООО «КРАФТ», Россия).
Экстракцию осуществляли на лабораторной экспериментальной установке (ФГБУН «Институт физики имени Х.И. Амирханова» ДНЦ РАН, г. Махачкала), позволяющей выполнять комплексные исследования процессов экстракции при давлениях до 40 МПа, в диапазоне температур 25-100 °С, с максимальным расходом сверхкритического флюида 1,7 (±0,05) кг/ч. Параметры экстракции составили следующие постоянные значения: время экстракции 2 часа, скорость потока СК СО2 1,5±0,05 кг/ч, температура 50 °С, давление 30 МПа.
Полученные образцы лимонника китайского семян СК СО2-экстракта исследовали методом хромато-масс-спектрометрии на приборе Shimadzu GCMS-QP2010plus с колонкой Supelco SLBTM-5ms (30m x 0,25mm x 0,25цт) в режиме «split». Условия хроматографирования: газ-носитель - гелий (чистота 99,9999 %); скорость потока 1 мл/мин; объём пробы 1 мкл; деление
https://ctinical-journaL ru
E-ISSN 2686-6838
потока 1:40. Вводимая в прибор проба представляла собой разведенный в соотношении 1:1000 экстракт в н-гексане (х.ч., АО «ЭКОС-1», Россия).
Температура инжектора, интерфейса и детектора - 250 °С. Процентный состав СК СО2-экстракта вычисляли по площадям газо-хроматографических пиков без использования корректирующих коэффициентов; идентификация компонентов проводилась по линейным индексам удерживания при совпадении масс-спектров с вероятностью 95% и выше; использовались лицензионные библиотеки масс-спектров №13Т08 и РШБС [7].
(»1 000.000)_
Результаты и обсуждение. Полученные в ходе эксперимента образцы лимонника китайского семян СК СО2-экстракты представляли собой густые маслянистые жидкости от беловато-желтого до буровато-желтого цвета. Выход продукта в расчете на воздушно-сухое сырье составил 20,37 %. Всем полученным образцам углекислотных экстрактов был присущ приятный характерный для лимонника китайского запах цитрусовых (лимона). Общий вид хроматограммы лимонника китайского семян СК СО2-экстракта приведен на рисунке 1. Хроматограмма чистого растворителя - гексана приведена на рисунке 2.
пс
г-дД-
i
L
7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 32.5 35.0 37.5 40.0 42.5 45.0
Рис. 1 - Хроматограмма СК СО2-экстракта лимонника китайского семян Fig. 1 - Chromatogram of SC CO2-extract of Schisandra chinensis seeds
fcl.000.000)
ж
l> о
0.7 OS: 0.5: 0> 0.3^ 0 10.1 0 oi
Рис. 2 - Хроматограмма чистого растворителя (Н-гексана) Fig. 2 - Chromatogram of pure solvent (N-hexane)
Из данных, представленных на рисунке 2 видно, что на хроматограмме чистого растворителя отсутствуют пики, совпадающие по времени удерживания с пиками зарегистрированных веществ на хроматограмме раствора испытуемого образца углекислотного экстракта лимонника.
В лимонника китайского семян СК СО2-экстракте обнаружено 41 соединение. Компонентный состав экстракта (в процентах от общей суммы) можно разделить на летучие
соединения - эфирные масла (терпены: монотерпены, сесквитерпены; терпеноиды: спирты, эфиры, кетоны) и нелетучие соединения, представленные карбоновыми кислотами, эфирами и альдегидами карбоновых кислот, лигнанами (схизандрины и гомизины).
В исследуемом СК СО2-экстракте обнаружено 3 группы монотерпенов (17,38 %): моноциклические (2,18 %), бициклические (1,64 %) и трициклические (13,56 %). Моноциклические
https://clinical-journal. т
2022. Vol. 24. № 12 Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-12 E-ISSN 2686-6838
—-д^СФО^е-—
монотерпены представлены п-цименом (1,09 %), Лимоненом (0,27 %) - эфирное масло, отвечающее за проявление характерного лимонного запаха экстракта, у-терпиненом (0,82 %). Бициклические монотерпены включают а-пинен (0,63 %), Камфен (0,86 %) и р-пинен (0,15 %). На долю трициклических монотерпенов приходится достаточно высокое содержание Илангена (13,56 %). Сесквитерпены представлены
моноциклическими (13,87 %), бициклическими (5,6 %) и трициклическими сесквитерпенами (2,98 %). К моноциклическим сесквитерпенам, содержащимся в рассматриваемом экстракте, относятся Р-элемен (0,22 %), у-элемен (0,66 %), а-куркумен (0,25 %), р-бисаболен (0,84 %), у-бисаболен (8,24 %), Бициклогермакрен (1,54 %), Р-кариофиллен (0,24 %) и (+)-купарен (1,88 %). В группу бициклических сесквитерпенов объединены Р-акорадиен (1,61 %), а-селинен (0,22 %), у-маалиен (2,25 %), Р-гимахален (1,02 %), а-булнесен (0,50 %). Аромадендрен (0,57 %) и а-копаен (2,41 %) составляют трициклические сесквитерпены.
Соединения терпеноидной природы (14,99 %) представлены спиртами (5,03 %): Неролидол- (Е) (0,20 %), Эпикубенол (0,42 %), а-акоренол (0,46 %) и 4,4,11,11 -тетраметил-7-тетрацикло
[6.2.1.0(3.8)0(3.9)] ундеканол (3,95 %); эфирами (8,90 %): Тимол метиловый эфир (0,42 %), 2-трет-бутил-1,4-диметоксибензол (0,19 %), Борнилацетат (1,17 %) и 4,6,6-триметил-2-(3-метилбута-1,3-диенил)-3-оксатрицикло[5.1.0.0(2,4)] октан (7,12 %); кетонами (1,06 %): Тридекан-2-он (0,66 %) и 2-(1,1-Диметилэтил) -3,4-дигидро-1 (2Н) -нафталинон (0,40 %). Следует отметить, что наличие в исследуемой пробе углекислотного экстракта главного среди терпеноидов (эфиров) -Борнилацетата характеризует качество входящего в состав экстракта эфирного масла. Ароматическое соединение (1,66 %) представлены карбоновыми кислотами (линолевая кислота - 0,61 %), их эфирами (Этиловый эфир линолевой кислоты - 0,23 % и этиловый эфир бензойной кислоты - 0,63 %) и альдегидами (Олеиновый альдегид - 0,19%). Относительно невысокое количество указанной группы веществ является хорошим показателем качества для рассматриваемого фитопродукта.
Что касается основной группы БАВ лимонника китайского - лигнанов, то они представлены как схизандриновым, так и гомизиновым рядом, при этом их количество в общей сумме идентифицированных веществ составляет чуть менее половины: 43,52 %. Доминирующими представителями среди всех обнаруженных лигнанов являются Схизандрин и у-схизандрин с содержанием 15,68 % и 11,44 % соответственно; наименьшее количество -Схизандрин С (2,43%). Лигнаны гомизинового ряда включают Гомизин А (3,34%), Гомизин С (7,38%) и Гомизин N (3,25 %). Достаточно высокое
содержание в пробе лигнанов в целом, схизандрина и у-схизандрина (основных лигнанов, с которыми связано проявление специфической активности -адаптогенного действия), в частности, а также целый ряд других характеристик (отсутствие следов растворителя в ГП, безвредность) позволяют считать углекислотную экстракцию одним из оптимальных способов получения промежуточного фитопродукта из лимонника китайского семян.
Исходя из того, что экстракция сжиженными газами может рассматривается как один из методов получения эфирных масел, интересным представляется сравнительная характеристика компонентного состава ГП, полученного указанным методом с таковым продуктом, полученным методом паровой дистилляции. Сравнивая компонентный состав исследуемого углекислотного экстракта семян лимонника китайского с компонентным составом эфирного масла, приведенным нами в работе [8], следует подчеркнуть имеющиеся различия. Так, углекислотный экстракт в отличие от эфирного масла не содержит в своем составе ациклических монотерпенов, алифатических и тетрациклических сесквитерпенов. Компонентный состав
углекислотного экстракта представлен гораздо меньшим количеством (почти в 2 раза) представителей класса терпенов и терпеноидов в сравнении с эфирным маслом. То есть, углекислотный экстракт лимонника семян по качественному и количественному составу эфирных масел уступает по данным показателям эфирному маслу, полученному из семян паровой дистилляцией с последующей жидкость-жидкостной экстракцией диэтиловым эфиром.
В свою очередь, в эфирном масле семян лимонника китайского полностью отсутствовало содержание лигнанов, что подтверждает их одно из критериальных свойств - неспособность перегоняться с водяным паром.
Выводы. С помощью метода газовой хроматографии / масс-спектрометрии проведено исследование компонентного состава
углекислотного экстракта лимонника китайского семян. Установлено содержание монотерпенов (17,38%), сесквитерпенов (22,45%), терпеноидов (спиртов, эфиров, кетонов) (14,99%) и ароматических веществ (1,66 %). Доказано доминирующее присутствие лигнанов (43,52 %) в исследуемом экстракте. Полученные результаты делают возможным использование углекислотного экстракта семян лимонника китайского в качестве действующей композиции при разработке новых ЛФ, а также делают перспективными исследования по разработке ресурсосберегающей технологии (двухфазной экстракции) получения
фитокомпозиции из лимонника китайского семян.
https://cllnical-journaL ru
E-ISSN 2686-6838
REFERENCES
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1]. Kosman V.M., Pozharitskaya O.N., Shikov A.N., Makarov V.G. Lignans of oil extract of Schisandra chinensis seeds (Schisandra chinensis Turcz. (Baill.)) // Chemistry of vegetable raw materials. 2014. №. 4. P. 131-138.
[2]. Kosman V.M., Karlina M.V., Pozharitskaya O.N., Shikov A.N., Makarov V.G., Vorobyeva V.V., Lapkina G.Ya. Pharmacokinetics of Schisandra chinensis lignans // Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2015. V. 13, №. 4. P. 3-21.
[3]. Karlina M.V., Kosman V.M., Pozharitskaya O.N., Shikov A.N., Makarov V.G. Pharmacokinetics of schizandrol A in rats with the introduction of Schisandra oil extract // Development and registration of medicines. 2014. №. 1. P. 34-39.
[4]. Zhukovich E.N., Bokareva S.Yu., Pribytkova T.F., Sharikova L.A., Semenova M.Yu., Slueva E.K., Korovina L.M. A method for obtaining the preparation «Schisandra chinensis oil extract" from Schisandra chinensis seeds // Patent ofthe Russian Federation No. 2314117. Patent holder of LLC «Camellia Scientific and Production Enterprise». 2008. Byul. №. 1.
[5]. Satdarova F.Sh., Kurkin V.A. Lignans of CO2 extract of Schisandra chinensis // Chemistry of vegetable raw materials. 2008. №. 3. P. 59-63.
[6]. Gumerov F.M. Sub- and supercritical fluid media in the food, perfume and pharmaceutical industries // Bulletin of the Technological University. 2017. V. 20. №. 8. P. 30-35.
[7]. Rajabov G.K., Aliev A.M., Vagabova F.A., Musaev A.M. Component composition of essential oil Satureja subdentata Boiss. in natural and introduced populations from the flora of Dagestan // Chemistry of plant raw materials. 2017. №. 1. P. 65-70. DOI: 10.14258/jcprm.2017011390.
[8]. Morozov Yu.A. Obtaining essential oil from Schisandra chinensis seeds and the study of its component composition // Young scientists in solving urgent problems of science: materials of the IX International Scientific and Practical Conference (Vladikavkaz, December 13, 2019). Vladikavkaz: Vesta Publishing House. 2019. P. 121-125.
[1]. Косман В.М., Пожарицкая О.Н., Шиков А.Н., Макаров В.Г. Лигнаны масляного экстракта семян лимонника китайского (Schisandra chinensis Turcz. (Baill.)) // Химия растительного сырья. 2014. № 4. С. 131-138.
[2]. Косман В.М., Карлина М.В., Пожарицкая О.Н., Шиков А.Н., Макаров В.Г., Воробьева В.В., Лапкина Г.Я. Фармакокинетика лигнанов лимонника китайского // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2015. Т. 13, № 4. С. 3-21.
[3]. Карлина М.В, Косман В.М., Пожарицкая О.Н., Шиков А.Н., Макаров В.Г. Фармакокинетика схизандрола А на крысах при введении масляного экстракта лимонника // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2014. № 1. С. 34-39.
[4]. Жукович Е.Н., Бокарева С.Ю., Прибыткова Т.Ф., Шарикова Л.А., Семенова М.Ю., Слуева Е.К., Коровина Л.М. Способ получения препарата «Лимонника китайского масляный экстракт» из семян лимонника китайского // Патент РФ № 2314117. Патентообладатель ООО «Камелия Научно-производственное предприятие». 2008. Бюл. № 1.
[5]. Сатдарова Ф.Ш., Куркин В.А. Лигнаны СО2-экстракта лимонника китайского // Химия растительного сырья. 2008. № 3. С. 59-63.
[6]. Гумеров Ф.М. Суб- и сверхкритические флюидные среды в пищевой, парфюмерной и фармацевтической отраслях промышленности // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. № 8. С. 30-35.
[7]. Раджабов Г.К., Алиев А.М., Вагабова Ф.А., Мусаев А.М. Компонентный состав эфирного масла Satureja subdentata Boiss. в природной и интродукционных популяциях из флоры Дагестана // Химия растительного сырья. 2017. № 1. С. 65-70. DOI: 10.14258/jcprm.2017011390.
[8]. Морозов Ю.А. Получение эфирного масла из лимонника китайского семян и исследование его компонентного состава // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: материалы IX Международной научно-практической конференции (г. Владикавказ, 13 декабря 2019 г.). Владикавказ: Издательство «Веста». 2019. С. 121125.
Morozov Yu.A. - SPINID:7230-2550; ORCID ID: 0000-0002-6260-1341
For citation: Morozov Yu.A. INVESTIGATION OF THE COMPONENT COMPOSITION OF CARBON DIOXIDE EXTRACT OF SCHISANDRA CHINENSIS SEEDS. // Medical & pharmaceutical journal "Pulse". - 2022;24(12):67-71. http://dx.doi.Org//10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-12-67-71.
Морозов Ю.А. - SPINID:7230-2550; ORCID ID: 0000-0002-6260-1341
Для цитирования: Морозов Ю.А. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА УГЛЕКИСЛОТНОГО ЭКСТРАКТА ЛИМОННИКА КИТАЙСКОГО СЕМЯН// Медико-фармацевтический журнал "Пульс". 2022;24(12):67-71. http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-12-67-71.
