CC BY
121
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2010, том 53, №5_________________________________
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 547.917
Ш.Х.Усмонова, Д.Э.Ибрагимов, Ш.Х.Халиков КАРОТИНОИДЫ СЕМЯН BUNIUM PERSICUM (BOISS.) B. FEDTSCH., ПРОИЗРАСТАЮЩЕГО В ТАДЖИКИСТАНЕ
Таджикский технический университет им. акад. М.Осими
(Представлено членом-корреспондентом АН Республики Таджикистан М.А.Куканиевым 29.03.2010 г.)
В статье приведены данные о химическом составе семян зиры. Методами хроматографии, фотоколориметрии и спектрометрии идентифицированы 4 вида каротиноидов. Сведения о содержании этих соединений и о присутствии данных компонентов в составе зиры, произрастающей в Таджикистане, представлены впервые.
Ключевые слова: Bunium persicum - каротиноиды - экстракция -тонкослойная хроматография -коэффициент распределения.
Зира (Bunium persicum (Boiss.) B.Fedtsch.) относится к дикорастущим растениям, обладающим ароматическим запахом и уникальным привкусом. С древних времен до настоящего времени семена зиры применяются для приготовления кулинарных изделий, национальных блюд, а также в качестве полезной и ароматизирующей добавки к безалкогольным напиткам и колбасным изделиям. Экстракт и помол зиры используются также в народной медицине для лечения различных заболеваний желудка, кишечника, печени и т.д. [l].
В данной работе приводятся результаты выделения и изучения каротиноидов семян зиры.
Для исследования каротиноидных компонентов B. persicum семена были собраны после полного созревания в Тавильдаринском районе Таджикистана. Собранные семена высушивали и измельчали согласно [2]. Каротиноиды из помола зиры экстрагировали ацетоном. Следует отметить, что в данном случае ацетон по сравнению с другими органическими растворителями (хлороформ, этилаце-тат, бензол, метанол, этанол и др.) оказался лучшим экстрагентом. Однако ацетон экстрагировал каротиноиды вместе с растительными пигментами.
Для отделения каротиноидов от других растительных пигментов ацетоновый экстракт смешивали с петролейным эфиром. В этом случае хлорофиллы, протохлорофиллид, хлорофиллид, фико-эритрин, фикоцианин остаются в ацетоновой части, а каротиноиды переходят в эфирную часть. После упаривания петролейного эфира получали смесь каротиноидов, а из ацетоновой части - смесь пигментов и часть оставшихся нерастворимых в эфире каротиноидов, таких как неоксантин и зеок-сантин.
Далее полученные экстракты подвергали хроматографированию.
Адрес для корреспонденции: Усманова Шоистахон Хайдаркулиевна. 734042, Республика Таджикистан, г.Душанбе, пр. академиков Раджабовых, 10, Таджикский технический университет. E-mail: [email protected]
Для качественного и количественного определения каротиноидов была выбрана тонкослойная хроматография (ТСХ) на силикагельной основе, используя хроматографические пластинки Silufol-UV (Чехословакия), позволяющие четкое разделение и удобное соскабливание из хроматограммы продуктов экстракта.
Для этого брали из полученных экстрактов микроколичество и чистый а -каротин (эталон), наносили линиями с помощью капилляров на две одинаковые хроматографические пластинки, используя разные хроматографические системы. Продукты эфирной вытяжки хроматографировали в системе бензол - петролейный эфир. Продукты ацетоновой вытяжки хроматографировали в системе бензол - петролейный эфир - абсолютный этанол. После разделения компонентов из хроматографической пластинки вырезали узкую полоску и проявляли парами йода для идентификации Rf -продуктов на хроматограммах. Обнаруженные продукты соскабливали из пластинок в соответствии с Rf непро-явленных продуктов.
Следует отметить, что использованный эталон в системе бензол - петролейный эфир - этанол не имел аналога, сходного по значению Rf. Это свидетельствует о том, что в данном экстракте отсутствует а, ß, у каротин, так как они все полностью переходили в петролейный эфир.
После соскабливания соединений из двух хроматограмм каротиноиды из эфирного экстракта элюировали бензолом, а из ацетонового экстракта этанолом. Полученные элюаты в отдельности концентрировали до минимального объема и измеряли оптическую плотность на ФЭК - 56М.
Судя по полученным значениям Rf и оптической плотности (табл. 1), можно сделать вывод, что выделенные вещества из хроматограмм первой фракции (система: бензол-петролейный эфир) могут быть а - каротином (1), ликопином (2), виолаксантином (3). Из второй хроматограммы (система: бензол - петролейный эфир - этанол) после обработки хроматограмм выделяется неоксантин.
Далее, для точной идентификации выделенных компонентов использовали качественные реакции на а-каротин. Для этого к бензольному элюату прибавляли две капли 1%-го раствора треххлористой сурьмы и наблюдали появление интенсивной окраски и резкого изменения максимума поглощения. До взаимодействия с треххлористой сурьмой максимум поглощения был равен 445 нм, а после добавления SbCI3 - 542 нм. Данная аномалия свидетельствует о содержании а - каротина в исследуемом образце элюата. Подобное изменение наблюдали с эталоном - а - каротином.
Полученный лютеинсодержащий элюат, выделенный из ацетоновой вытяжки, имел золотисто-желтый цвет, а при концентрировании до минимального объёма изменял свою окраску на оранжевую.
Раствор лютеина подвергался также качественному анализу с SbCl3. При добавлении нескольких капель 1%-го раствора SbCl3 в хлороформе раствор лютеина преобретал темно-синюю окраску. Все полученные данные свидетельствовали о том, что выделенное вещество является лютеи-ном. Идентичность лютеина определяли так же, как в случае с а - каротином.
Виолаксантин и неоксантин также подвергались качественным реакциям с HCl. При взаимодействии с HCl в элюате появлялась темно-синяя и синяя окраска. Гомогенность виолаксантина и неоксантина определяли так же, как у других каротиноидов.
Содержание каротиноидов определяли по формуле
с = DKV
mh
(1)
где С - содержание пигментов, мг/г; D - оптическая плотность; V - объем вытяжки, мл; К - коэффициент светофильтра; m - навеска исследуемого образца, г; n - толщина кюветы, мм.
Э к с п е р и м е н т а л ь н а я ч а с т ь
Для определения каротиноидов 5 г подготовленного сырья (семена) измельчали в кофемолке до размеров 0.2-0.4 мм, затем полученный помол растирали в ступке с ацетоном. Растертую навеску переносили на воронку Бюхнера и отфильтровывали с помощью вакуумного отсасывания. Растирание с ацетоном повторяли несколько раз, пока стекающий фильтрат не становился бесцветным. Объем полученной вытяжки составлял 260 мл. Точно таким же способом приготовляли вторую вытяжку.
Приготовленные экстракты переливали отдельно в две делительные воронки и к образцам добавляли по 150 мл петролейного эфира. Для отделения каротиноидов от других пигментов образцы экстрагировали и выделяли эфирную часть. Затем петролейную вытяжку осторожно промывали дистиллированной водой до удаления запаха ацетона в промывной воде. Остаток воды высушивали с помощью Na2SO4. Эфирные экстракты концентрировали в роторе-испарителе до объема 2 мл.
Из каждого образца брали по 0.1 мл и наносили в виде полосы на пластинку Silufol-UV (Чехословакия). Затем хроматограмму из первого образца высушивали и ставили в хроматографическую камеру, содержащую систему: петролейний эфир - бензол - этанол (60:15:4). Хроматограмму второго образца анализировали в системе: бензол - петролейный эфир (3:1). После четкого разделения каро-тиноидов хроматограмму вынимали из камеры и сушили в сушильном шкафу при температуре 50оС в течение трех часов. Эту процедуру повторяли несколько раз на силуфольных пластинках до полного расходования эфирной вытяжки.
Маленькую полоску от края хроматограммы отрезали и проявляли парами йода. Обнаруженные пятна фиксировали и измеряли величину Rf (табл. 1) для уточнения положения соответствующих каротиноидов.
После высушивания всех хроматограмм полосы разделившихся каротиноидов на основе установленных величин Rf отрезали ножницами из пластинки и соскабливали адсорбент вместе с веществами. Сорбентсодержащий продукт переносили в отдельные колбочки. Затем каротиноиды элюировали бензолом (образец I) и этанолом (образец II). Полученные элюаты концентрировали до объема 5 мл.
Для сравнения и точности полученных данных приготовляли 0.1%- раствор а-каротина в петролейном эфире. Из этого раствора брали 1 мл и анализировали так же, как в случае анализа каротиноидов семян зиры.
Далее определяли содержание каротиноидов фотоэлектроколориметрическим методом в кювете толщиной 1 мм, со светофильтром, имеющим коэффициент 33, согласно методике [з] по формуле (1). Полученные значения представлены в табл. 1.
Таблица 1
Содержание каротиноидов в семенах В. persicum
Исследованный объект Масса исследуемого объекта, мг Коэффициент распределения (Ъ) Элюат Оптическая плотность Содержание в
мг %
Семена 5000 0.63 Бензол 1.40 46.20 0.920
0.86 Бензол 1.25 41.25 0.820
0.11 Бензол 0.32 10.50 0.210
0.72 Этанол 0.15 7.10 0.142
Х — каротин 50 0.63 Бензол 1.30 49.20 98.40
Выделенные компоненты идентифицировали по оптическим свойствам и качественным реакциям согласно методике [ 4 ]. Условия идентификации выделенных каротиноидов представлены в табл. 2.
Таблица 2
Условия идентификации каротиноидных компонентов семян В. persicum
Выделенные компоненты 1? м е т с 8 о Качественные реакции Максимумы поглощения (нм) 1 оС ^пл.,
Н28О4 8ЬЄІ3 НШ3 на
I (Х -каротин) =0.63 бензол-петролей-ный эфир (3:1) синий - - - 478.0, 447.5, при добавлении 1 капли 0.1% 8ЬСЬ стало 509 (в бензоле) 186-188
II (ликопин) =0.86 бензол-петролей-ный эфир-этанол (3:1) синий синий 81:| й о- - - 522.0, 487.0, 455.0 172-175
III (неок- сантин) =0.72 бензол-петролей-ный эфир-этанол (60:15:4) - - - крас- ный 410, 430, 472 под действием НС1 425, 400, 460 203-205
IV (вио- лаксан- тин) =0.11 - синий - оран- жевый 463.5, 451.5, 423.0 199-201
Поступило 29.03.2010 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Энсиклопедияи хочагии кдшлокд Точикистон. Нашриёти сарредаксияи илмии энсиклопеди-яи советии точик. - Душанбе, 1989, с. 322.
2. Бажанова Н.В. и др. Пигменты пластид зеленых растений и методика их исследования. - М. Л.: Наука, 1964, 115 с.
3. Луковникова Г.А, Рогожник Ф.А. - Сб. научных трудов. - Л.: Изд. ЛГУ, 1982, с. 28-30.
4. Ибрагимов Д.Э., Зумратов А.Х. - Мат. респ. научн. практической конф. «Современные проблемы химии, химической технологии и металлургии». - Душанбе: Изд. Сектор, 2009, с. 99-100.
Ш.Х.Усмонова, Д.Э.Иброхимов, Ш.Х.Халиков ПАЙВАСТАГИ^ОИ КАРОТИНОИД^ОИ ТУХМИ BUNIUM PERSICUM (BOISS.) B. FEDTSCH., КИ ДАР ТОЧИКИСТОН АФЗОИШУ ИНКИШОФ МЕЁБАД
Донишго^и техникии Точикистон ба номи акад. М.Осими
Дар маколаи мазкур оиди таркиби химиявии тухми зира маълумот пешниход карда шу-дааст. Тавассути тарикахои хроматографй, фотоэлектроколориметрй ва спектрометрй мавчудияти 4 намояндагони ин синф ошкор ва идентификатсия карда шудааст. Оиди микдори ин пайвастагихо ва мавчудияти онхо дар таркиби тухми зирае, ки дар Точикистон афзоишу ин-кишоф меёбад нахустмаротиб маълумот пешниход карда шудааст.
Калима^ои калиди: Bunium persicum - каротиноидуо - экстраксия -хроматографияи тунущабат - коэффитсиенти тацсимшавй.
Sh.H.Usmonova D.E.Ibrogimov, Sh.Kh.Kholiкov СAROTINOIDS IN THE SEED OF BUNIUM PERSICUM PLANT WHICH GROWS IN TAJIKISTAN
M.Osimi Tajik Technical University We have given information about the chemical composition of seed of Bunium persicum. By means of chromatography, photoelectrocolorimetry and spectrometry the existence of 4 representatives in the composition of seed of Bunium persicum for the first time, has been proved.
Key words: Bunium persicum - carotinoids - extraction - thin-layer chromatography - spread coefficient.
