CC BY
205
Химия растительного сырья. 2005. №1. С. 25-29.
УДК 615.322:581.28.5
ИЗУЧЕНИЕ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ CHAMERION ANGUSTIFOLIUM (L.) HOLUB
© И.В. Полежаева1, Н.И. Полежаева2, Л.Н. Меняйло1, Н.И. Павленко3, В.А. Левданский3
1 ГОУ ВПО «Красноярский государственный торгово-экономический институт», ул. Л. Прушинской, 2, Красноярск, 660075 (Россия)
E-mail: [email protected]
2ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», ул. Мира, 82, Красноярск, 660049 (Россия) E-mail: [email protected]
3Институт химии и химической технологии СО РАН, ул. К. Маркса, 42,
Красноярск, 660049 (Россия) E-mail: [email protected]
В работе на основании изучения химического и элементного состава кипрея узколистного Chamerion angustifolium (L.) Holub, а также ИК-спектроскопического исследования экстрактов, полученных при исчерпывающей экстракции группой растворителей с возрастающей полярностью (диэтиловый эфир, этилацетат, изопропиловый спирт, вода), показано, что его можно рекомендовать в качестве сырья для получения биологически активных веществ.
Введение
Кипрей узколистный (Chamerion angustifolium (L.) Holub) относится к семейству кипрейных -Onagraceae. Это многолетнее травянистое растение высотой 60-150 см. Встречается почти на всей территории европейской части России, Сибири и Дальнего Востока. В Красноярском крае кипрей узколистный распространен достаточно широко, особенно в лесах на вырубках и гарях, на насыпях, вдоль дорог, что облегчает возможность сбора [1, 2].
С давних времен кипрей узколистный используется в народной медицине как противовоспалительное, болеутоляющее и обволакивающее средство при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки [3], а в научной медициной исследован очень мало. Установлено седативное и противосудорожное действие растения. В листьях содержатся дубильные вещества, среди которых была выделена новая фенолкарбоновая кислота, названная хаменериевой [4]. Также в состав листьев входят пектин, сахара, органические кислоты, кумарины, флавоновые и антоциановые соединения.
Флавоноиды оказывают капилляро-укрепляющее действие, что лежит в основе спазмолитического, противоопухолевого эффектов. Кумарины придают кипрею узколистному болеутоляющее, жаропонижающее, сосудорасширяющее, антимикробное действие [5]. Из соцветий был получен препарат «Ханерол», обладающий противоопухолевой активностью [6-8]. Вследствие высокого содержания витамина С кипрей узколистный входит в состав биологически активной добавки «Нейростабил» [9].
Таким образом, кипрей узколистый может быть использован в медицине для лечения многих видов заболеваний и как компонент пищевой продукции, обладающей лечебно-профилактическим действием. Необходимы более детальные исследования его химического состава.
Целью настоящей работы явилось исследование химического состава кипрея узколистного, произрастающего на территории Красноярском края.
* Автор, с которым следует вести переписку.
Экспериментальная часть
Материалом для исследования служила надземная часть кипрея узколистного, собранная в период цветения в Саянском районе Красноярского края в июле 2003 г.
Сырье сушили в тени до воздушно-сухого состояния. Для химического анализа измельчали до размера частиц 1-2 мм.
Исследования химического состава кипрея проводили по общепринятым методикам. Содержание влаги и зольность определяли весовым методом, метод определения легко - и трудногидролизуемых полисахаридов заключался в обработке сначала 2% соляной кислотой, а затем 80% серной кислотой [10]. Лигнин определяли с помощью обработки растительного сырья хлоридом цинка в соляной кислоте, целлюлозу - обработкой азотной кислотой в этиловом спирте, дубильные вещества - титрованием перманганатом калия с применением индигосульфокислоты в качестве индикатора [11].
Количественное содержание аскорбиновой кислоты - титриметрически по реакции Тильманса [12]. Количественное определение рутина проводилось методом перманганатометрии [13]. Каротин определяли спетрофотометрией бензиновых экстрактов проб сырья при длине волны 440 нм [14]. Определение анто-цианов проводили спектрофотометрическим методом, путем измерения кислотного извлечения при длине волны 510 нм [13].
Элементный состав определяли на атомно-абсорбционном спектрометре «Shumadzu AA 6800F». Навеску пробы разлагали путем мокрого озоления [16].
Содержание экстрактивных веществ определяли методом исчерпывающей экстракции различными органическими растворителями с возрастающей полярностью: диэтиловый эфир, изопропиловый спирт, этилацетат и вода [15]. Для проведения экстракции брали навеску измельченного сырья с размером частиц 1-3 мм, массой 10-20 г с точностью до 0,0001 г. Экстракцию проводили в круглодонной колбе с использование аппарата Сокслета в течение 40 ч. По окончании экстракции растворитель отгоняли. Количество экстрактивных веществ определяли по убыли массы образца после исчерпывающей экстракции в аппарате Сокслета, с последующим высушиванием до постояннной массы в сушильном шкафу.
Регистрацию ИК-спектров кипрея и его сухих экстрактов, полученных при исчерпывающей экстракции диэтиловым эфиром, этилацетатом, изопропанолом и водой в области 4000-400 см-1, осуществляли на ИК-Фурье спектрометре «Vektor-22» фирмы «Brucer» между пластинами KBr.
Результаты и обсуждение
По химическому составу кипрей узколистный представляет собой сложный химический комплекс веществ, различных по составу и структуре (табл. 1).
В кипрее узколистном велико содержание полисахаридов, целлюлозы и лигнина. Содержание дубильных веществ - около 16 %вес., что согласуется с литературными данными [17]. Нами установлено содержание каротина 3,16 мг%. По данным [18] содержание каротина в кипрее, произрастающем на территории Красноярска, составляет 8,00 мг%. По количеству витамина С данное растение не уступает черной смородине [19]. Содержание антоцианов и рутина в литературе не описано.
Элементный состав кипрея представлен в таблице 2.
Из полученных данных видно, что кипрей содержит важные эсссенциальные макро- и микроэлементы и может быть использован для обогащения пищевого сырья.
С целью определения количества и состава основных классов экстрактивных веществ была проведена экстракция кипрея узколистного следующей группой растворителей: диэтиловый эфир, этилацетат, изопропанол и вода. Установлено, что при исчерпывающей экстракции группой растворителей с возрастающей полярностью выход экстрактивных веществ составил: диэтиловым эфиром - 4,10%, этилацетатом -10,06%, изопропиловым спиртом - 22,84%, водой - 46,07%. Наибольший выход экстрактивных веществ достигается при экстракции водой. Диэтиловый и этилацетатный экстракты кипрея представляют собой вещества темно-зеленого цвета, а изопропанольный и водный - темно-коричневого цвета.
На рисунках 1-4 представлены ИК-спектры экстрактов, полученных при исчерпывающей экстракции кипрея различными экстрагентами.
Отнесение наблюдаемых полос в спектрах исследуемых фракций, выделенных различными растворителями, приведено в таблице 3.
Таблица 1. Химический состав вегетативной части кипрея узколистного
Таблица 2. Содержание химических
элементов в надземной части
Определяемые показатели Содержание
Определяемые Содержание, мг/кг
Влажность, % вес. 8,37
Зольность, % вес. 5,71 элементы
Лигнин, % вес. 21,67 К 390,0
Целлюлоза, % вес. 16,01 Са 362,5
Легкогидролизуемые полисахариды, % вес 29,03 Mg 89,3
Трудногидролизуемые полисахариды, % вес. 14,06 Мп 22,0
Дубильные вещества, % вес. 16,63 Ее 3,1
Антоцианы, % вес. 30,11 7п 1,1
Аскорбиновая кислота, мг% 29,52 Си 0,3
Рутин, мг% 15,68 РЬ 0,2
Каротин, мг% 4,16 са следы
V, см -1
Рис. 1. ИК-спектр веществ, извлеченных из кипрея диэтиловым эфиром
V, см-1
Рис. 2. ИК-спектр веществ, извлеченных из кипрея этилацетатом
V, см -1
Рис. 3. ИК-спектр веществ, извлеченных из кипрея изопропанолом
V, см-1
Рис. 4. ИК-спектр веществ, извлеченных из кипрея водой
Из анализа, представленных в таблице 3 данных по частотным характеристикам следует, что во всех фракциях присутствуют алифатические СН3- и СН2-группы, о чем свидетельствует сильное поглощение в области 2930-2850 см-1 (валентные колебания СН3- и СН2-групп) и области 1463-1377 см-1 (деформационные колебания). Причем длина алифатической цепи наибольшая в соединениях, присутствующих в эфирном, этилацетатном и изопропанольном экстрактах. На это указывает наличие в спектрах этих экстрактов полосы маятникового колебания СН2-групп с частотой 719 см-1 [20, 21]. Количество алифатических соединений в составе фракций зависит от природы экстрагента. Больше всего их в составе эфирного экстракта, причем количество алифатических соединений убывает в следующем ряду экстрактов: эфирный < этилаце-татный ~ изопропанольный < водный.
В спектрах всех исследуемых экстрактов присутствуют полосы поглощения в области 1611-1617 см-1, 1505 и 3400 см-1, характерные для колебаний ароматических структур [22].
Следует отметить, что наряду с ароматическими соединениями в эфирном экстракте присутствуют соединения с сопряженными двойными связями (типа сопряженных диенов), о чем свидетельствует наличие в спектрах поломы поглощения при 1653 и 973 см-1.
ИК-спектры всех экстрактов имеют интенсивные полосы поглощения в области 1700-1735 см-1, характерные для валентных колебаний vc=O групп.
Совместное рассмотрение этой области и области 3800-2600 см-1, где находятся полосы валентных колебаний ОН-групп, позволяет предполагать, что в состав всех фракций входят карбоновые кислоты. Доказательством служат наличие очень широкой полосы с максимумом ~2650 см-1, относящейся к колебаниям vон карбонильных групп, и интенсивной полосы при 1700-1735 см-1, относящейся к валентному колебанию vc=O карбоновых кислот.
Относительно остальных кислородсодержащих соединений нельзя сделать четких выводов, поскольку картина в области 3200-3800 см-1 усложнена наличием в составе фракций связанной воды.
Анализ наблюдаемых полос в области 1000-1200 см-1 в совокупности с поглощением при 1735 см-1 в карбонильной области позволяет высказать предположение о наличие в составе экстрактов кето-эфирных соединений [23]. Наиболее четко это прослеживается для этилацетатного экстракта.
Таблица 3. Отнесение некоторых полос поглощения (см :) в ИК-спектрах экстрактов кипрея узколистного
Отнесение Экстракты
эфирный этилацетатный изопропанольный водный
Vc-Н 3403 3389 3394 3405
ароматические
VcНз 2960 2960 2960 2960
2919 2919 2921 2927
уСН2
2850 2850 2850 2853
уОН ~2650 ~2650 ~2600 ~2650
карбоновых кислот
уОО 1735 1714 1718 1718
карбоновых кислот 1700
Vc=c 1653 1654 1654 1653
непредельные
Vc=c 1617 1611 1611 1617
ароматические 1505 1510 1505 1510
8ст2 1463 1456 1456 1437
8ст3 1377 1376 1345 1347
Уст 973
Маятниковые 719 719 719
колебания
Полосы, наблюдаемые в области 1000-1300 см- , в таблице не приведены
Выводы
1. Изучен химический и элементный состав кипрея узколистного. Установлено, что в кипрее узколистном содержатся полисахариды, дубильные вещества, антоцианы, рутин, витамин С, каротин, макро- и микроэлементы.
2. Показано, что выход экстрактивных веществ, выделенных при исчерпывающей экстракции диэтило-вым эфиром, этилацетатом, изопропиловым спиртом и водой, составил соответственно: 4,10, 10,06, 22,84, 46,07%.
3. Методом ИК-спектроскопии получены некоторые данные о качественном составе экстрактов кипрея, выделенных при исчерпывающей экстракции следующей группой растворителей: диэтиловый эфир, этил-ацетат, изопропиловый спирт и вода.
Список литературы
1. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири. Новосибирск, 1991. 431 с.
2. Лебедев В.П. Клиническая фитотерапия. Новосибирск, 2003. 368 с.
3. Лавренов В.К., Лавренова Г.В. Полная энциклопедия лекарственных растений. Т. 1. СПб., М., 1999. 736 с.
4. Сасов С.А., Петрова М.Ф. Фенолкарбоновая кислота из дубильных веществ СНашепоп ап^й/оНиш // Химия природных соединений. 1986. №1. С. 106-107.
5. Махов А.А. Зеленая аптека: Лекарственные растения Красноярского края. Красноярск, 1986. 352 с.
6. Сыркин А.Б., Коняева О.И. Фармацевтические исследования некоторых новых противоопухолевых средств // Химико-фармацевтический журнал. 1984. №10. С. 1172-1180.
7. Киселева Т. Л., Ермакова В. А. К вопросу стандартизации сырья соцветия кипрея узколистного // Фармацея. 1984. №5. С. 12-13.
8. Рабинович А. М. Фитотерапия против рака // Экология и жизнь. 2001. №5. С. 78-81.
9. Пищевые добавки Арт лайф (БАД). http://artlife-msk.ru.
10. Шарков В.И., Куйбина Н.И., Соловьева Ю.П. Количественный химический анализ растительного сырья. М., 1968. 62 с.
11. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М., 1991. 320 с.
12. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Смирнова-Иконникова М.И. и др. Методы биохимического исследования / под ред. Ермакова А.И. Л., 1972. 456 с.
13. Лещук Р.И., Вайшля О.Б., Войцековская С.А. Практикум по биохимии. Томск, 2002. 192 с.
14. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. М., 1985. 255 с.
15. Долгодворова С.Я., Перышкина Г.И., Черняева Г.Н. Фракционирование экстрактивных веществ древесины // Исследование биологических ресурсов средней тайги Сибири. Красноярск, 1985. С. 75-85.
16. Хавезов И., Цалев Д. Атомно-абсорбционный анализ / пер. с болг. Л., 1983. 144 с.
17. Черепнин В.Л. Пищевые растения Сибири. Новосибирск, 1987. 192 с.
18. Пашенных О.К. Лесные пищевые травянистые растения Средней Сибири: дис. ...канд. биол. наук. Красноярск, 1989. 241 с.
19. Химический состав пищевых продуктов / под ред. Покровского А.А. М., 1988. 453 с.
20. Бранд Дж., Эгментон Г. Применение спектроскопии в органической химии. М., 1967. 279 с.
21. Казицина Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М., 1971. 263 с.
22. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. М., 1982. 327 с.
23. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. М., 1963. 560 с.
Поступило в редакцию 22 февраля 2005 г.
